电动机缺相运行故障与保护分析

张红 贵州省兴义供电局 (562400)

三相异步电动机两相运行，是引起电动机损坏的常见原因。为什么电动机安装了熔断器保护、磁力启动器附加的热继电器保护、断路器过流保护，都不能很好地对电动机两相运行起有效保护作用呢？

首先，根据电机学原理，其如接至两相电源，其定子绕组不可能产生旋转磁场，旋转力矩为零，电动机只震动而不转动。电动机在进入两相电源起动时，实际上处于短路状态，其短路电流为三相启动时启动电流的0.866倍，而一般异步电动机启动电流为额定电流的4～7倍，故电动机在进入两相电源起动时，相当于两相短路时的电流为额定电流的3.464～6.062倍，所以上述电流，即比启动电流小，比电动机额定电流大得多。电动机两相启动时，电动机不运转，运行人员会立即发现，而且熔断器也会熔断，因为熔断器的熔断电流一般按下面两种原则选定：对于启动次数少及启动时间较短的电动机，按I_H=I_Z/2.5选定；对于反复起动及加速慢的电动机，按I_H=I_Z/(1.6～2)选定。上述两式中，I_H是熔断器的额定电流；I_Z为电动机三相启动电流。对于运转中的电动机，突然断掉一相电源后，在机械惯性作用下，在某些特定条件下尚可滞速旋转。由于电动机过电流倍数与电动机实际负荷和电动机本身最大力矩倍数K有关。当最大力矩倍数大于2时，电动机将维持两相运行，但转速大大降低，K愈大电动机两相运行时的过负荷倍数愈大。当最大力矩倍数K等于2时，电动机带额定负荷并发生两相运行情况下，电动机的过电流大约为额定电流的3.5倍，此时电动机如果按规定选用的熔断器作保护，熔断器可以熔断，并起保护作用。但是，当电动机只带50%的额定负荷时，两相运行电流大致与额定电流相等。而当电动机负荷在50%额定负荷以上，又在额定负荷以下两相运行时，熔断器就不能可靠地起到保护作用了。正常电动机的启动电流为电动机额定电流的4～7倍。由此可以看出熔断器不可能可靠的保护电动机两相运行。第三种情况是电动机最大力矩倍数K小于2时，电动机将减速停车，直至熔断熔丝。除了熔断器保护，在三相低压电动机保护中，还采用热继电器，作电动机过负荷保护。其动作电流一般选用1.1倍额定电流，考虑备用裕度，以防止电动机的电压变动及环境温度变化而误切电动机，一般是按1.2～1.3倍额定电流选择热元件，依靠热力保护热惯性产生的延时，躲开起动电流。所以由热元件构成的过负荷保护，也不可能可靠保护电动机两相运行。同样对于断路器过流保护，一般按躲开电动机启动电流整定，显而易见，按这样整定值也不能正确的保护电动机两相运行。

关于电动机两相运行的保护问题，近年来各地提出很多方案，基本上可以归纳为两大类：一类是安装电动机一相熔断的信号指示，另一类是利用晶体管构成的负序保护。采用这些方法，也有一定效果，但仍不够完善，因此推广应用还不普遍。为此可以采用双组熔断器，构成比较简单而又可靠的电动机两相保护。方法是用6个熔断器，每两个并联构成三相熔断器保护，每相中的两个熔断器，一个按电动机1.2～1.3倍额定电流整定，另一个按前述熔断器额定电流公式选定。电动机起动时合上后三个熔断器，使电动机正常启动，启动结束后，再合上前三个熔断器，再拉开后一个熔断器，使电动机正常运行。

最后应当指出，大量实践证明，要防止电动机两相运行，只有加强监视，总结经验，注意发现缺相运行的异常现象，及时切除两相运行的电动机，确保电动机的安全可靠运行。

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