浅谈三相异步电动机故障分析、诊断及保护措施

刘丹

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

 

 

摘  要：三相异步电动机作为感应电动机中的重要类型．在我国工业生产中有着重要的应用。但是在其使用过程中．会出现多种不同的故障类型，从而导致电动机无法正常运转，需要对故障进行快速诊断．并根据故障类型进行维修，采取相应的保护措施。本文对三相异步电动机的故障分析、诊断和保护进行深入的研究与分析．并提出一些合理的意见和优化措施，旨在进一步提高三相异步电动机的保护工作水平，使其能够正常运行。

关键词：三相异步电动机；故障分析；故障诊断；保护措施；优化策略

0引言

三相异步电动机在运行过程中经常会出现断相、短路、过载、欠压以及过压等故障，每一种不同的故障类型都由不同的原因所导致，在发生故障后需要对其进行保护和维修．使其能够恢复正常工作状态。但是三相异步电动机的故障分析、诊断以及保护需要采用科学的方法和措施，才能够确保其发挥出实际效果，防止故障对发电机造成更大的损害。

1三相异步电动机常见故障类型分析

对于三相异步电动机而言，其经常发生的故障类型可以分为对称故障和非对称故障两个大类别。对称故障主要包括过载故障、堵转故障和短路故障等，对称故障对于三相异步电动机的损害主要是热效应所导致的，使三相异步电动机的绕组出现过度发热等情况，进而导致内部零部件损坏，此类故障的特征较为明显，发生故障时电流幅值会出现明显的变化。非对称故障主要是断相故障、逆相故障、相间短路故障以及匝问短路故障等，是三相异步电动机中最为常见的故障类型。

2三相异步电动机故障分析、诊断及保护措施

2.1三相异步电动机断相故障

故障原因及诊断：导致三相异步电动机出现断相故障的原因主要可以分为三点：第一，熔断器熔断导致断相；，内部控制元件出现问题，或控制元件在安装时没有达到标准要求以及电动机自身故障：第三，三相异步电动机在运行过程中，过载电流较小或瞬间温度过高导致其超过负载能力。

保护设计：根据断相故障发生的特点，不同的断相故障所需要的发生时间不同，可以将断相故障分为启动断相故障和运行断相故障，这两种不同的断相故障在出现时所产生的电流是不同的，对于三相异步电动机自身所造成的损害也有所不同。本文设计在电路中采用Rc滤波的方式对其进行保护，Rc滤波元件相比于其他元件而亩其滤波效果更好，能够很大程度降低电压限制电流的作用，Rc滤波电容值的选择可以通过公式c≥(1．5—2)T1RL进行计算，其中T为交流电源的周期，IiL为等效直流电阻，根据三相异步电动机的断相故障数据，选择Rc滤波对电路整体进行保护，能够起到很好的保护效果。

2.2三相异步电动机过载故障

故障原因及诊断：三相异步电动机过载是一种最为常见的故障类型，导致其出现该故障的原因主要有三种：

(1) 三相异步电动机过载运行且设备存在不匹配问题，就会导致电机过度疲劳，出现过度升温的情况。

(2) 拖动的机械负载工作出现问题，导致负载不稳定，会出现负载变大或负载变小的情况，也有很大可能导致三相异步电动机过载而出现发热。

(3)拖动的机械出现故障时，导致拖动机械自身不能灵活转动，或被其他零部件卡住会导致三相异步电动机过载，使其绕组温度逐渐升高，最后导致绕组损坏。

保护设计：针对三相异步电动机过载故障，保护设计的装置必须大于电路整定的电流值才能够发挥出保护作用，即保护装置能够发出保护信号将电路切断。所以需要在三相异步电动机内部电路中安装一个大于整定电流值的保护装置，即可针对过载故障起到很好的保护作用，当内部电路出现过载故障时，能够迅速识别并发出断开电路的信号，使电路能够迅速切断，防止发热问题持续，对三相异步电动机能够起到很好的保护作用"1。

2.3三相异步电动机短路故障

故障原因及诊断：短路故障是三相异步电动机最为常见的故障类型之一，同时也是损害最大的故障类型，如果出现了较为严重的短路故障，则会对三相异步电动机造成不可修复的损害。

保护设计：针对三相异步电动机短路故障的保护设计，因为会导致短路故障发生的原因较多，保护设计不可能兼顾到所有方面．所以需要加强对三相异步电动机的日常检查，对老化部分及时进行更换和维修，做好日常养护工作，即可应对大部分短路故障，降低短路故障发生率，是提高三相异步电动机运行安全的根本性措施。

2.4三相异步电动机过压及欠压故障

故障原因及诊断：过压和欠压故障是指在三相异步电动机正常运行状态下的电压波动情况如果电压出现了波动过低或过高的现象，则会对电动机造成一定的损坏。电压过高会导致内部运行电流增加，在长时间的运行状态下会对绝缘装置造成很大的破坏，还可能触发其他装置的误保护动作，从而导致电动机停止运行i欠压对于电动机的伤害比过压更高，会导致电动机出现更大规模的损坏问题。欠压即过压故障通过采用交流电压继电器即可快速准确判断，电压继电器会根据线路运行中的电压数值与其标准数值对比，从而判定是否发出保护动作，如果发出了保护动作，即说明三相异步电动机出现了欠压或过压的故障。

保护设计：针对三相异步电动机的过压及欠压故障，可以在电路中设置增加保护装置，从而使发生该故障时，能够快速准确判断出该故障类型，如果是欠压故障，则发出保护信号增加电压。使电路能够恢复正常工作状态；如果是过压故障，则发出保护信号减少电压，使电路能够恢复正常工作状态，从而能够为三相异步电动机内部电路提供电好的保护作用，防止其因过压或欠压故障发生过于严重的损坏。

3安科瑞ARD系列智能电动机保护器介绍与综合选型

3.1产品简介

ARD该系列低压电动机保护器，具有过载、断相、不平衡、欠载、接地/漏电、堵转等保护功能。可与接触器、电动机起动器等电器元件构成电动机控制保护单元，具有远程自动控制、现场直接控制、面板指示、信号报警、现场总线通信等功能。应用范围：可广泛应用于煤矿、石化、冶炼、电力、建筑等行业的配电领域。

3.2产品选型

产品功能

 

4结束语

综上所述，本文详细阐述三相异步电动机的常见故障类型，并根据每一种不同的故障类型发生原因，提出诊断方法以及的保护设计方案，希望可以起到一定的借鉴和帮助作用，提高三相异步电动机的保护工作水平，能够更加高效地解决各种故障问题。

【参考文献】

[1]王海彦.三相异步电动机绕组接地故障诊断与检修策略[J].中国设备工程，2020(07)，

157—159．

[2]汪楷文.三相异步电动机故障分析、诊断及保护[J].冶金设备管理,2021(03):65-66.

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版.