探讨电动机单相运行的原因以及预防维护措施

2015-01-06范志华宁夏水利厅固海扬水管理处

大陆桥视野 2015年20期

范志华/宁夏水利厅固海扬水管理处

范志华/宁夏水利厅固海扬水管理处

三相异步电动机在其中一相断开的情况会继续运行，这种现象就是异步电机的单向运行。由于单项运行会导致绕组电流增加，因此也是导致电机烧坏的主要原因之一，一般来说导致三相异步电动机单相运行的主要原因有接头松动、熔丝不合格、闸刀使用错误、保险故障等，为此将总结和分析电动机单相运行的原因，并提出相应的预防和维护办法。

电动机故障；单相运行；预防和保护

三相异步电动机的结构简单，有着非常广泛的应用，但是其运行当中也常常会发生缺相导致单相运行的状况。在实际生产和运行当中如何减少电极的不当运行并降低烧毁等事故的发生率是现代电极维修技术的重点，为此笔者从实践工作经验出发，总结和归纳三相异步电动机单相运行的主要故障以及故障成因，并提出预防维护措施来提高电动机的使用效率。

1、三相异步电动机单相运行的危害

三相异步电动机一般来说有△型和Y型两种不同的接线方式。如果是Y型接线方式那么电动机发生单相运行的时候，其断线时的一相电流降为0，其他的两相相电流则突变为线电流，同时导致零点漂移，相位电压也随之增加。当接线方式为△型时，电动机内部缺相运行时就会在三相电源的基础上，突变成V型接线方式。直接的情况会导致两相电流变成原来的1.5倍，当电动机发生外部断线时，实际的连接情况是两相绕组现串联再和第三组绕组并联接入到运行电压之间。而串联的绕组中的电流保持不变，另外的第三组电力则变为原来的1.5倍。综上所述，无论哪种接线方式发生了单相运行后，绕组的电流都会高于正常运行的数值，从而使得绕组以及金属外壳的温度迅速增加，工作到一定时间可能会导致绕组绝缘烧坏，从而影响电动机的正常运行状态，如果周围存在易燃物品可能还会导致更为危险的火灾等问题。

2、单相运行的常见原因分析

2.1 熔断器熔断

熔断器熔断的原因有两种，一种是故障熔断，由于电机主回路的不合理接地以及短路导致电流瞬间增加。主要的预防措施有合理的选择电动机以及低压电气和线路的安装合理，并定期做好维护和保养，加强日常维修保养。另一种是非故障性熔断，熔体容量偏小导致正常启动中受到启动电流的影响熔断。

2.2 熔体容量选择不合理

熔体容量和电动机的额定电流直接相关，一般电流选择为电动机额定电流与K的成绩。对于耐热容量较大的熔断器来说，K值相对较小选择为1.5-2.5之间，而耐热容量较小的选择4-6左右。电动机所带负荷也会影响K的取值，如果双速电动机经过改造后带动风机转动，那么K相应的要增加一点。另外还要确定熔体和熔座之前的接触，接触不良也会导致发热，从而产生故障。

2.3 主回路故障

主回路故障主要集中在以下几个方面：（1）接触器中的动静触头接触不良，可能的原因为三项触头不协调导致缺相运行，接触器选择不当导致减少了触头的灭弧能力。预防的办法是选择合适的接触器；（2）使用环境过于恶劣例如震动、潮湿或者导电灰尘较多，导致接线老化或者触头故障等，预防办法是尽量选择耐腐蚀、抗氧化等防护措施较好的电器元件，或者改变元器件的位置；（3）检查手段不当导致接触器的触头加速磨损，从而减少了接触压力导致缺相运行，因此要加大检查的标准化和正规化减少触头的磨损；（4）安装方式不当，导致导线受外力干扰或者断线，所以要在施工中更加规范标准，严格按照电气安装标准进行。

3、单相运行的预防

首选是保障电机运行的环境，确保线路安装和敷设的规范，定期检修排除主电路相间以及单相接地的事故隐患。其次是合理的选择熔断器，注意不同的熔断器的具体应用环境和特点合理的选择熔断器的额定电流，偏低和偏高均会影响电机的正常运行。最后是确保熔断器安装正确，对于铜接头使用搪锡处理后进行修整，可以涂上一层凡士林增加贴合力度。如果铜接头搪锡处理困难可以加上一个0.2mm的双面磷铜片。如果瓷插式熔断器容量为60-100A，则可在接线孔内垫一个0.3mm的磷铜片。同时要检查外装熔丝固定是否良好，接线处弹簧垫片等。

4、单相运行时的保护

单纯的预防并不能完全的避免故障的发生，因此必须采取一定的自动保护措施来减少对电机的损害，而不同的接线方式对应的保护方法也有所区别。这里简要的分析几个常见的保护方法，以及电路图分析。

4.1 Y型接线法的保护

保护的方法和原理为：（1）将热继电器当做断相保护工具。电机单相运行后负载保持不变，可以认为输入功率恒定，列出等式已知代入式子后可以得出单相运行的电流，因此可以利用热继电保护器兼做保护工具；（2）利用三项不平衡电流来设置保护电路；（3）利用Y型接线中的中性点电压设置保护电路，电路图见图-1，断相运行时电压为原来的1.5-5倍，且会随着负载增加而增加，单项运行后提升中点电压，继电器执行KV动作从而起到保护作用。

图-1 Y接中点设置保护电路

4.2 △接线法的保护

简单的保护方法和原理为：（1）利用差动式断相保护热继电器保护，当三焦型绕组的外部发生断线时，如果负载保持不变，则电动机绕组连接方式就变成了绕组串联后并联，结合串并联的原理不难计算出线电流的变化，约为原来的1.866倍。内部断线时变成简单的V型接线，绕组中的电流为原来的1.5倍，其余两线的电流为原来的1.866倍。因此这种接线方式的保护也与断线位置有关；（2）利用三项不平衡电流来完成保护电路的设置；（3）利用中性点电压实现保护措施，电路图见图-2，C1、C2、C3为三个完全相同的电容，分别于三相线路连接形成中性点，随后将继电保护器KV连接到中性点和零线之间，正常运行时继电保护器电压较低不作出反应，一旦断相运行电压升高从而执行继电保护动作。