淺析建筑工業(yè)中電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置

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摘要：本文主要闡述了在建筑工業(yè)中電動(dòng)機(jī)的主要故障因素和保護(hù)裝置。電動(dòng)機(jī)的故障因素大概有八類，常用的保護(hù)裝置有七類：溫度保護(hù)、過載保護(hù)、漏電保護(hù)、短路保護(hù)、缺相保護(hù)、欠電壓保護(hù)、失電壓保護(hù)。概述了電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置的發(fā)展過程和常用類型間的協(xié)調(diào)配合。 

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī) 故障因素 保護(hù)裝置  中圖分類號(hào)：tm921.41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a 文章編號(hào)：  在建筑工業(yè)中，電動(dòng)機(jī)的調(diào)試及運(yùn)轉(zhuǎn)工作占據(jù)了很長的時(shí)間，它是建筑工業(yè)工程中的重要組成部分。電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備,在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、文教、醫(yī)療及家電工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。  一、導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)故障的因素  導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)故障發(fā)生的因素多種多樣，主要有以下幾類：  ⑴電動(dòng)機(jī)短路  短路因素包括定子繞組的相間短路和一相繞組的匝間短路，還包括供電線路的短路。  ⑵電動(dòng)機(jī)斷相  變壓器一次側(cè)缺相、電動(dòng)機(jī)繞組或供電線路一相斷線。  ⑶電動(dòng)機(jī)單相接地  電動(dòng)機(jī)及供電線路因受潮而使絕緣電阻下降，漏電電流增加。  ⑷電動(dòng)機(jī)軸承溫度過高，鼠籠式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條  ⑸電動(dòng)機(jī)定子繞組低電壓  ⑹同步電動(dòng)機(jī)失步、失磁或出現(xiàn)非同步?jīng)_擊電流等  ⑺供給電動(dòng)機(jī)的電壓過高或過低，或頻率異常  ⑻電動(dòng)機(jī)機(jī)械過負(fù)荷發(fā)生堵轉(zhuǎn)  二、電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置  我國的電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置大致經(jīng)歷了全面仿蘇，自行設(shè)計(jì)，更新?lián)Q代，智能化發(fā)展等幾個(gè)階段。近年來由于微處理技術(shù)的發(fā)展，給電動(dòng)機(jī)保護(hù)器向智能化，多功能化方向發(fā)展提供了硬件平臺(tái)，使得電機(jī)保護(hù)進(jìn)入了一個(gè)飛速發(fā)展的階段。  （一）熱繼電器、熔斷器和電磁式電流繼電器構(gòu)成的保護(hù)  熱繼電器是利用雙金屬片熱效應(yīng)工作的，雙金屬片是由不同膨脹系數(shù)的兩片金屬鉚合而成，當(dāng)電流通過時(shí)它將產(chǎn)生熱量，并向膨脹系數(shù)小的一邊彎曲，電流的大小和彎曲的程度成正比，當(dāng)電流超過熱繼電器整定電流的一定倍數(shù)時(shí)就會(huì)啟動(dòng)其中的脫扣裝置從而切斷主回路達(dá)到保護(hù)的目的。  電磁式電流繼電器具有過載、堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能，有的還有缺相保護(hù)，其過載保護(hù)具有反時(shí)限特性，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械制造精度高，價(jià)格高且體積龐大，因而目前已被基本淘汰。  （二）采用半導(dǎo)體、集成電路構(gòu)成的模擬電子式保護(hù)  由晶閘管型發(fā)展至集成電路型的電子式保護(hù),在上個(gè)世紀(jì)七八十年代，隨著半導(dǎo)體模擬器件的興起及普及，涌現(xiàn)出了一批性能比較可靠、功能多樣化的電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，為電機(jī)的可靠運(yùn)行提供了較可靠的保障。  (三)微機(jī)型數(shù)字電子式保護(hù)  采用微機(jī)技術(shù)的微機(jī)電動(dòng)機(jī)保護(hù)方式，這類電動(dòng)機(jī)保護(hù)器主要以單片機(jī)作為控制器，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的智能化綜合保護(hù)。因?yàn)椴捎昧藛纹瑱C(jī)就使得在相同硬件條件下集多種功能于一體的綜合保護(hù)器的出現(xiàn)稱為可能。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器正朝著智能化，綜合化，高精度，高可靠性方向發(fā)展。  1.溫度保護(hù)裝置  ⑴雙金屬盤式溫度保護(hù)器。雙金屬盤式溫度繼電器，通常裝在電動(dòng)機(jī)端蓋上，其體積和觸頭的電流容量一般都較大，外殼用酚醛塑料制成。雙金屬盤式溫度保護(hù)器不但對(duì)溫度敏感，而且對(duì)電流也敏感，因此它具有更全面的保護(hù)功能。  ⑵嵌入式溫度保護(hù)器。這種溫度保護(hù)器通常裝在電動(dòng)機(jī)繞組中、繞組表面或繞組端面上，與電動(dòng)機(jī)繞組一起進(jìn)行浸漬處理。嵌入式溫度保護(hù)器具有體積小、靈敏度高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，常用于各類小容量電動(dòng)機(jī)的直接保護(hù)。  2.過載保護(hù)裝置  常用的有雙金屬片熱繼電器和空氣斷路器。其中熱繼電器純屬過載熱保護(hù)裝置，只起過載熱保護(hù)，對(duì)短路、欠電壓等不具備保護(hù)功能，用于普通小容量交流電機(jī)，工作條件良好，不存在頻繁啟動(dòng)等惡劣工況的場(chǎng)合，由于精度較差，可靠性不能保證?？諝鈹嗦菲鞯谋Ｗo(hù)功能較多，可同時(shí)起電流過載熱保護(hù)、短路保護(hù)、欠電壓保護(hù)等多種功能。  過載保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)比電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間略長一點(diǎn)。電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)裝置的特性只有躲開電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的特性，才能確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)；但其動(dòng)作時(shí)間又不能太長，其特性只能在電動(dòng)機(jī)熱特性之下才能起到過載保護(hù)作用。  3.漏電保護(hù)裝置  在中性點(diǎn)直接接地的低壓電網(wǎng)中，為提高接地保護(hù)的保護(hù)效果，可在電動(dòng)機(jī)的電源側(cè)裝設(shè)漏電開關(guān)（漏電保護(hù)器）。當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生碰殼故障時(shí)，漏電開關(guān)立即動(dòng)作，切斷電源，從而防止人身觸電。  4.短路保護(hù)裝置  ⑴對(duì)于單臺(tái)電動(dòng)機(jī)，熔體的額定電流應(yīng)大于或等于電動(dòng)機(jī)額定電流的1.5-2.5倍。電動(dòng)機(jī)輕載起動(dòng)時(shí)間較短時(shí)，系數(shù)可取1.5；帶負(fù)載起動(dòng)、起動(dòng)時(shí)間較長或起動(dòng)頻繁時(shí)，系數(shù)可取2.5。  ⑵對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)，熔體的額定電流應(yīng)大于或等于最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流的1.5-2.5倍加上同時(shí)使用的其他電動(dòng)機(jī)額定電流之和。  5.缺相保護(hù)裝置  ⑴利用燈光信號(hào)報(bào)警裝置或雙刀開關(guān)對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行缺相保護(hù)。  ⑵利用欠電流繼電器對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行缺相保護(hù)。在電動(dòng)機(jī)的每相線路中各串聯(lián)一個(gè)欠電流繼電器，分別流過三相線電流。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，三個(gè)繼電器的常開觸點(diǎn)全部接通。當(dāng)某相發(fā)生斷線故障時(shí)，串聯(lián)在該相的欠電流繼電器就因失電而動(dòng)作，斷開接觸器的線圈電路，電動(dòng)機(jī)脫離電源停轉(zhuǎn)。  ⑶帶缺相保護(hù)裝置的熱繼電器。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在普通熱繼電器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)差動(dòng)機(jī)構(gòu)，該繼電器既可對(duì)三相均衡過載起保護(hù)作用，又可對(duì)缺相運(yùn)行起保護(hù)作用。  6.欠壓保護(hù)裝置  通常500v以下低壓電動(dòng)機(jī)多采用空氣斷路器作為欠壓保護(hù)裝置。當(dāng)電壓低于某一整定值時(shí)，空氣斷路器的欠壓脫扣器便動(dòng)作，使電動(dòng)機(jī)的主電路斷開。  此外，也可采用接觸器自鎖控制線路來避免電動(dòng)機(jī)欠壓運(yùn)行。當(dāng)線路電壓下降到一定值（一般為額定電壓的85%左右）時(shí)，接觸器線圈的兩端電壓也同樣下降到該值，從而使接觸器線圈的磁通減弱，產(chǎn)生的電磁引力減少。當(dāng)電磁吸力減少到小于反作用彈簧的拉力時(shí)，動(dòng)鐵芯被迫釋放，帶動(dòng)著主觸頭、自鎖觸頭同時(shí)斷開，自動(dòng)切斷主電路和控制短路，于是電動(dòng)機(jī)失電停轉(zhuǎn)，從而達(dá)到欠壓保護(hù)的目的。  7.失壓保護(hù)裝置  電動(dòng)機(jī)應(yīng)有失壓（零壓）保護(hù)電器。在電動(dòng)機(jī)的電氣控制線路中，起失壓保護(hù)作用的電器是接觸器和中間繼電器。當(dāng)電網(wǎng)停電時(shí)，接觸器和中間繼電器中的電流消失，電磁吸力減小為零，動(dòng)鐵芯釋放，觸頭復(fù)位，從而切斷主電路和控制短路的電源。當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)供電時(shí)，若不重新按下起動(dòng)按鈕，則電動(dòng)機(jī)就不會(huì)自行起動(dòng)。這樣就達(dá)到了對(duì)電動(dòng)機(jī)的失壓（零壓）保護(hù)的目的。  三、結(jié)束語  不管采用何種保護(hù)裝置，必須考慮過載保護(hù)裝置與電動(dòng)機(jī)、過載保護(hù)裝置與短路保護(hù)裝置的協(xié)調(diào)配合。電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置經(jīng)歷了由低級(jí)到高級(jí)、由簡單到復(fù)雜逐漸完善的發(fā)展過程，在這個(gè)過程中一批批技術(shù)人員傾注了大量的熱情與心血，雖然電動(dòng)機(jī)保護(hù)器已發(fā)展到了微電子時(shí)代，但我想電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的課題將永遠(yuǎn)不會(huì)停止，仍然需要我們百倍努力，仍有大量的工作等著我們?nèi)プ?，例如：電?dòng)機(jī)保護(hù)器仍沒有國際標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致市場(chǎng)上產(chǎn)品良莠不齊，這就說明電動(dòng)機(jī)保護(hù)器成長之路還很漫長，我們期待著電動(dòng)機(jī)保護(hù)行業(yè)的更好發(fā)展！  參考文獻(xiàn)：  1.喬長君等主編《電動(dòng)機(jī)保護(hù)器及控制線路》化學(xué)工業(yè)出版社 2010.04  2.張玉萍等主編《實(shí)用建筑電氣安裝技術(shù)手冊(cè)》中國建材工業(yè)出版社 2010.09  3.黃民德等主編《建筑電氣控制技術(shù)》天津大學(xué)出版社 2009.03  4.顧繩谷等主編《電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)》（第四版）機(jī)械工業(yè)出版社 2007.10  5.于興泉等主編《淺談電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的歷史及現(xiàn)狀》[j]露天采礦技術(shù) 2005:54～56  6.羅玉玲，呂鐵民等《電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)》[m]北京人民郵電出版社 2005  7.王維儉等《電氣主要設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用》[m] 中國電力出版社 1996  8.白雪等主編《電機(jī)與電氣控制技術(shù)》西北工業(yè)大學(xué)出版社 2008.06  9.李西平等主編《電工電子技術(shù)》中央廣播電視大學(xué)出版社2006.08