范志華/寧夏水利廳固海揚(yáng)水管理處

探討電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行的原因以及預(yù)防維護(hù)措施

范志華/寧夏水利廳固海揚(yáng)水管理處

三相異步電動(dòng)機(jī)在其中一相斷開(kāi)的情況會(huì)繼續(xù)運(yùn)行，這種現(xiàn)象就是異步電機(jī)的單向運(yùn)行。由于單項(xiàng)運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致繞組電流增加，因此也是導(dǎo)致電機(jī)燒壞的主要原因之一，一般來(lái)說(shuō)導(dǎo)致三相異步電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行的主要原因有接頭松動(dòng)、熔絲不合格、閘刀使用錯(cuò)誤、保險(xiǎn)故障等，為此將總結(jié)和分析電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行的原因，并提出相應(yīng)的預(yù)防和維護(hù)辦法。

電動(dòng)機(jī)故障；單相運(yùn)行；預(yù)防和保護(hù)

三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有著非常廣泛的應(yīng)用，但是其運(yùn)行當(dāng)中也常常會(huì)發(fā)生缺相導(dǎo)致單相運(yùn)行的狀況。在實(shí)際生產(chǎn)和運(yùn)行當(dāng)中如何減少電極的不當(dāng)運(yùn)行并降低燒毀等事故的發(fā)生率是現(xiàn)代電極維修技術(shù)的重點(diǎn)，為此筆者從實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，總結(jié)和歸納三相異步電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行的主要故障以及故障成因，并提出預(yù)防維護(hù)措施來(lái)提高電動(dòng)機(jī)的使用效率。

1、 三相異步電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行的危害

三相異步電動(dòng)機(jī)一般來(lái)說(shuō)有△型和Y型兩種不同的接線方式。如果是Y型接線方式那么電動(dòng)機(jī)發(fā)生單相運(yùn)行的時(shí)候，其斷線時(shí)的一相電流降為0，其他的兩相相電流則突變?yōu)榫€電流，同時(shí)導(dǎo)致零點(diǎn)漂移，相位電壓也隨之增加。當(dāng)接線方式為△型時(shí)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部缺相運(yùn)行時(shí)就會(huì)在三相電源的基礎(chǔ)上，突變成V型接線方式。直接的情況會(huì)導(dǎo)致兩相電流變成原來(lái)的1.5倍，當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生外部斷線時(shí)，實(shí)際的連接情況是兩相繞組現(xiàn)串聯(lián)再和第三組繞組并聯(lián)接入到運(yùn)行電壓之間。而串聯(lián)的繞組中的電流保持不變，另外的第三組電力則變?yōu)樵瓉?lái)的1.5倍。綜上所述，無(wú)論哪種接線方式發(fā)生了單相運(yùn)行后，繞組的電流都會(huì)高于正常運(yùn)行的數(shù)值，從而使得繞組以及金屬外殼的溫度迅速增加，工作到一定時(shí)間可能會(huì)導(dǎo)致繞組絕緣燒壞，從而影響電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行狀態(tài)，如果周圍存在易燃物品可能還會(huì)導(dǎo)致更為危險(xiǎn)的火災(zāi)等問(wèn)題。

2、單相運(yùn)行的常見(jiàn)原因分析

2.1 熔斷器熔斷

熔斷器熔斷的原因有兩種，一種是故障熔斷，由于電機(jī)主回路的不合理接地以及短路導(dǎo)致電流瞬間增加。主要的預(yù)防措施有合理的選擇電動(dòng)機(jī)以及低壓電氣和線路的安裝合理，并定期做好維護(hù)和保養(yǎng)，加強(qiáng)日常維修保養(yǎng)。另一種是非故障性熔斷，熔體容量偏小導(dǎo)致正常啟動(dòng)中受到啟動(dòng)電流的影響熔斷。

2.2 熔體容量選擇不合理

熔體容量和電動(dòng)機(jī)的額定電流直接相關(guān)，一般電流選擇為電動(dòng)機(jī)額定電流與K的成績(jī)。對(duì)于耐熱容量較大的熔斷器來(lái)說(shuō)，K值相對(duì)較小選擇為1.5-2.5之間，而耐熱容量較小的選擇4-6左右。電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)荷也會(huì)影響K的取值，如果雙速電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)改造后帶動(dòng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，那么K相應(yīng)的要增加一點(diǎn)。另外還要確定熔體和熔座之前的接觸，接觸不良也會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱，從而產(chǎn)生故障。

2.3 主回路故障

主回路故障主要集中在以下幾個(gè)方面：（1）接觸器中的動(dòng)靜觸頭接觸不良，可能的原因?yàn)槿?xiàng)觸頭不協(xié)調(diào)導(dǎo)致缺相運(yùn)行，接觸器選擇不當(dāng)導(dǎo)致減少了觸頭的滅弧能力。預(yù)防的辦法是選擇合適的接觸器；（2）使用環(huán)境過(guò)于惡劣例如震動(dòng)、潮濕或者導(dǎo)電灰塵較多，導(dǎo)致接線老化或者觸頭故障等，預(yù)防辦法是盡量選擇耐腐蝕、抗氧化等防護(hù)措施較好的電器元件，或者改變?cè)骷奈恢茫唬?）檢查手段不當(dāng)導(dǎo)致接觸器的觸頭加速磨損，從而減少了接觸壓力導(dǎo)致缺相運(yùn)行，因此要加大檢查的標(biāo)準(zhǔn)化和正規(guī)化減少觸頭的磨損；（4）安裝方式不當(dāng)，導(dǎo)致導(dǎo)線受外力干擾或者斷線，所以要在施工中更加規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照電氣安裝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

3、單相運(yùn)行的預(yù)防

首選是保障電機(jī)運(yùn)行的環(huán)境，確保線路安裝和敷設(shè)的規(guī)范，定期檢修排除主電路相間以及單相接地的事故隱患。其次是合理的選擇熔斷器，注意不同的熔斷器的具體應(yīng)用環(huán)境和特點(diǎn)合理的選擇熔斷器的額定電流，偏低和偏高均會(huì)影響電機(jī)的正常運(yùn)行。最后是確保熔斷器安裝正確，對(duì)于銅接頭使用搪錫處理后進(jìn)行修整，可以涂上一層凡士林增加貼合力度。如果銅接頭搪錫處理困難可以加上一個(gè)0.2mm的雙面磷銅片。如果瓷插式熔斷器容量為60-100A，則可在接線孔內(nèi)墊一個(gè)0.3mm的磷銅片。同時(shí)要檢查外裝熔絲固定是否良好，接線處彈簧墊片等。

4、單相運(yùn)行時(shí)的保護(hù)

單純的預(yù)防并不能完全的避免故障的發(fā)生，因此必須采取一定的自動(dòng)保護(hù)措施來(lái)減少對(duì)電機(jī)的損害，而不同的接線方式對(duì)應(yīng)的保護(hù)方法也有所區(qū)別。這里簡(jiǎn)要的分析幾個(gè)常見(jiàn)的保護(hù)方法，以及電路圖分析。

4.1 Y型接線法的保護(hù)

保護(hù)的方法和原理為：（1）將熱繼電器當(dāng)做斷相保護(hù)工具。電機(jī)單相運(yùn)行后負(fù)載保持不變，可以認(rèn)為輸入功率恒定，列出等式已知代入式子后可以得出單相運(yùn)行的電流，因此可以利用熱繼電保護(hù)器兼做保護(hù)工具；（2）利用三項(xiàng)不平衡電流來(lái)設(shè)置保護(hù)電路；（3）利用Y型接線中的中性點(diǎn)電壓設(shè)置保護(hù)電路，電路圖見(jiàn)圖-1，斷相運(yùn)行時(shí)電壓為原來(lái)的1.5-5倍，且會(huì)隨著負(fù)載增加而增加，單項(xiàng)運(yùn)行后提升中點(diǎn)電壓，繼電器執(zhí)行KV動(dòng)作從而起到保護(hù)作用。

圖-1 Y接中點(diǎn)設(shè)置保護(hù)電路

4.2 △接線法的保護(hù)

簡(jiǎn)單的保護(hù)方法和原理為：（1）利用差動(dòng)式斷相保護(hù)熱繼電器保護(hù)，當(dāng)三焦型繞組的外部發(fā)生斷線時(shí)，如果負(fù)載保持不變，則電動(dòng)機(jī)繞組連接方式就變成了繞組串聯(lián)后并聯(lián)，結(jié)合串并聯(lián)的原理不難計(jì)算出線電流的變化，約為原來(lái)的1.866倍。內(nèi)部斷線時(shí)變成簡(jiǎn)單的V型接線，繞組中的電流為原來(lái)的1.5倍，其余兩線的電流為原來(lái)的1.866倍。因此這種接線方式的保護(hù)也與斷線位置有關(guān)；（2）利用三項(xiàng)不平衡電流來(lái)完成保護(hù)電路的設(shè)置；（3）利用中性點(diǎn)電壓實(shí)現(xiàn)保護(hù)措施，電路圖見(jiàn)圖-2，C1、C2、C3為三個(gè)完全相同的電容，分別于三相線路連接形成中性點(diǎn)，隨后將繼電保護(hù)器KV連接到中性點(diǎn)和零線之間，正常運(yùn)行時(shí)繼電保護(hù)器電壓較低不作出反應(yīng)，一旦斷相運(yùn)行電壓升高從而執(zhí)行繼電保護(hù)動(dòng)作。

圖-2 中性點(diǎn)電壓設(shè)置保護(hù)電路

5、 結(jié)語(yǔ)

造成異步電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行的原因常見(jiàn)就那幾種，我們對(duì)常見(jiàn)的單相運(yùn)行故障原因進(jìn)行了分析，并提出了預(yù)防和保護(hù)的辦法，為異步電動(dòng)機(jī)的檢修提供了參考。

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