三相异步电动机缺相运行的危害、原因与对策

于庆　王宏

摘 要：三相异步电动机在社会生产中应用广泛，受多种因素影响三相异步电动机时常会出现缺相运行，危害极大，处理不慎会造成重大安全事故。本文对缺相运行的危害进行介绍，分析缺相运行的原因，探讨相关保护对策，为三相异步电动机缺相运行的处理提供参考。

关键词：三相异步电动机；缺相运行；危害

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.174

三相异步电动机缺相运行是发生率较高的故障，不仅影响电动机的正常工作，而且影响生产任务的顺利进行，因此，做好三相异步电动机缺相运行研究具有重要意义。

1 三相异步电动机缺相运行的危害

三相异步电动机正常运行，三相交流电源与三相对称绕组相连，通过三相平衡电流产生圆形旋转磁场，当电源断相或缺相时，即为缺相运行故障。三相异步电动机一旦发生缺相故障，在负序与正序上拥有相等的电压，电动机启动转矩变为零，此时电动机根本无法正常启动，导致线路电流迅速升高，可达到额定电流的4～6倍，绕组短时间内产生大量热量，如不及时采取措施，过高的温度会将绕组烧毁，给操作人员的生命安全构成威胁。

2 三相异步电动机缺相运行的原因

三相异步电动机缺相运行的原因较多，从大的方面可将其分为内部原因与外部原因，接下来逐一对其进行分析：

（1）内部原因。电动机保护线路中继电器、接触器、控制开关等电气元件触点接触不良、松动、烧伤、氧化等容易发生断相情况，尤其其中某项熔断器熔体设置的电流较小、熔丝拧的太紧几乎压断、熔体接触不良等，在电动机启动电流影响下，导致熔体熔断。同时，电动机负荷线路安装不规范出现断线或接头受损等，导致电动机运行中断线。另外，电动机长时间运行，局部过热、绕组引线、接头松动等原因，导致绕组线路烧断而缺相。（2）外部原因。外部原因导致三相异步电动机缺相运行，主要受供电质量影响。一方面，当供电线发生故障，线路在达到电动机前已经缺相，导致电动器启动异常。另一方面，配电变压器低端侧或高端侧其中一相断电会导致电动机缺相运行。

3 三相异步电动机缺相运行的保护对策

三相异步电动机启动时出现缺相情况，无法正常启动，容易被发现，然而当运行中出现缺相则不易察觉，容易导致内部线路电流急剧升高，发热烧毁电动机，因此，采取相关保护对策，降低缺相给电动机造成的损坏在实际生产中尤为重要。

（1）使用交流接触器进行保护。结合三相异步电动机线路情况，在控制线路中安装一个交流接触器（如图1 所示）。当将QA按钮按下时，C相电源经TA、QA、1C达到B相，引起上方交流接触器1C吸合，1C常开触点闭合，并通过交流接触器线圈2C达到A相，交流接触器2C因得电而吸合，此时电动机M便能正常运转。当电动机其中一相缺相时会引起接触器释放将电源切断，如此便能很好的保护电动机不会因缺相而烧毁。（2）使用双刀开关进行运行保护。在三相异步电动机线路上安装双刀开关，实现对电动机缺相运行的保护。在线路中分别安装K1、K2开关，其中K1使用能够承受1.5～2.5倍电动机额定电流的熔体，如此即便电流升高短时间内不会被烧断。K2熔体所能承受的电流与电动机额定电流相当或略小，当电动机启动完成后合上K2，断开K1。因电动机启动不会给熔体造成影响，因此熔体熔断的机率较小，避免断相故障的发生。当受其他因素影响，电动机缺相运行时电流迅速增加，熔断K2熔体，保证电动机安全。另外，当电动机具有较小负载时，选择K2熔体的额定电流时应根据情况而定，尤其当电动机长时间非满载运行时，额定电流为电动机额定电流的80%～90%即可。（3）使用欠电流继电器进行保护。使用欠电流继电器也可实现对电动机缺相运行的保护，即，在电动机各相线路中分别安装一个欠电流继电器，当电动机运行正常时，三个继电器开关K1、K2、K3均处于接通状态。一旦其中一相断线，欠电流继电器因失电动作，将电源断开，电动机因断电而停止运行。另外，即便电动机定子绕组中的其中一相断线，两相电流会电流的大幅减小，导致欠电流继电器动作，进而达到保护电动机的目的。此种保护对策不仅可靠，而且动作准确，不过电动机工作电流会长期经过继电器线圈，尤其当电动机具有较大容量时，需要安装电流互感器，投入成本相对较高。（4）借助零序电压实现进行保护。使用零序电压实现对电动机缺相保护依据的原理为：中性点接地三相平衡系统中，当电动机定子绕组为星形接法时，理论上中性点对地电压为零。實际上，三相电压绝对平衡是不可能的，往往相差几伏。因此，可将零序电压继电器J串接在电动机的中性线上，当电动机工作正常时，中性点对地电压比较低时，电压继电器不会动作，一旦出现缺相中性点对地电压会升高，引起电压继电器动作将三相电源切断，实现对电动机的保护。另外，电动机定子绕组为三角形接法时，可在三角形绕组上安装接成星形的电容器，确定人为中性点。考虑到实际电路中中性点对地电压较小，仅为几伏，因此，可将继电器动作电压设置为12～24V。而且还可使用24V或12V的小型中间继电器替代电压继电器。

4 结论

三相异步电动机缺相发生在启动时能够及时被人发现、解决，而在运行中突发缺相故障不容易发现，容易烧毁电动机，因此，应重视三相异步电动机运行中缺相运行的保护。本文通过研究得出以下结论：

（1）三相异步电动机出现缺相故障轻则无法正常运行，重则烧毁电动机，甚至还会引发安全事故。研究发现，造成电动机缺相运行的原因较为复杂，具有外部原因又有外部原因，这就需要在深入分析缺相原因的基础上，采取针对性保护对策。（2）分析发现，结合三相异步电动机线路安装交流接触器、使用双刀开关、欠电流继电器，借助零序电压可实现电动机缺相运行的保护，应注重在实践中加以运用。

参考文献：

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[2]王克胜.造成三相异步电动机单相运行的原因及预防措施[J]. 科技资讯，2013（16）：113-114.