摘  要：從(cóng)目前工(gōng)業與(yǔ)民(mín)用(yòng)項目電氣設(shè)計的(dí)現(xiàn)狀(zhuàng)出發(fā)，對(duì)低壓三相交(jiāo)流異步(bù)電動機過載和斷相保護(hù)及(jí)元(yuán)器件(jiàn)選用進行(háng)歸(guī)納(nà)，比較，分析(xī)，提出了相關(guān)見解，以與(yǔ)設計(jì)同(tóng)仁(rén)探(tàn)討(tǎo)。

關鍵詞：電氣設計，低(dī)壓(yā)三相異(yì)步電動機(jī)，過載(zǎi)及斷相(xiāng)保護電器(qì)

0引言

低壓三(sān)相(xiāng)異步(bù)電動機在現代(dài)工(gōng)業中(zhōng)占據(jù)重要的地位(wèi)，在(zài)各行各業(yè)中安裝(zhuāng)的各(gè)類電動機中(zhōng)有(yǒu)95﹪是三(sān)相籠(lóng)型(xíng)異步(bù)電動(dòng)機（下文(wén)所述(shù)電動(dòng)機皆(jiē)指三相(xiāng)籠型異步(bù)電(diàn)動(dòng)機(jī)）。異步電(diàn)動(dòng)機在(zài)啟動狀態(tài)下(xià)啟動電流(liú)Is為4~8.4倍(bèi)額定(dìng)電(diàn)流In（對於(yú)籠型(xíng)電動機(jī)，啟(qǐ)動(dòng)電(diàn)流應取其堵轉電流(liú)）。當電動(dòng)機(jī)啟(qǐ)動完(wán)成(chéng)後，電動(dòng)機電流迅(xùn)速降低到(dào)額定(dìng)電(diàn)流In。

電(diàn)動機拖動機(jī)械負載時，受(shòu)機械(xiè)負(fù)載波(bō)動的影響(xiǎng)，當(dāng)機械負載過大，繞組溫度上(shàng)升(shēng)，甚(shèn)至超過繞組(zǔ)絕緣允(yǔn)許(xǔ)溫升(shēng)，使絕緣(yuán)加(jiā)速(sù)老(lǎo)化，壽(shòu)命縮(suō)短(duǎn)。為(wéi)防止(zhǐ)因(yīn)絕緣老化(huà)引起短(duǎn)路的發(fā)生，因此，需對電(diàn)動(dòng)機裝設過負荷保(bǎo)護。

1過載(zǎi)和斷(duàn)相(xiāng)保護電(diàn)器(qì)的選擇

1.1相(xiāng)關(guān)規範(fàn)要求(qiú)

1）根據(jù)GB50055-2011《通用用電設備配(pèi)電(diàn)設計規範》第2.3.7條(tiáo)的(dí)規(guī)定(dìng)，“交流電動機的過(guò)載(zǎi)保護(hù)應(yīng)符(fú)合下列規定(dìng)：

1.運行(háng)中(zhōng)容(róng)易(yì)過(guò)載(zǎi)的電(diàn)動機，起動或自起動(dòng)條(tiáo)件(jiàn)困(kùn)難(nán)而(ér)要求(qiú)限製(zhì)起(qǐ)動時(shí)間的電(diàn)動機，應裝(zhuāng)設過載(zǎi)保(bǎo)護。連續運行(háng)的(dí)電(diàn)動(dòng)機(jī)宜裝(zhuāng)設(shè)過載保(bǎo)護，過載保(bǎo)護應動作(zuò)於斷開電源。但(dàn)斷電比(bǐ)過載(zǎi)造成(chéng)的損失(shī)更(gēng)大時(shí)，應使過載(zǎi)保護動作(zuò)於信號。

2.短(duǎn)時工(gōng)作(zuò)或斷續周期工作的電動(dòng)機(jī)可(kě)不裝設過(guò)載(zǎi)保護，當(dāng)電動(dòng)機運(yùn)行(háng)中(zhōng)可(kě)能堵(dǔ)轉時(shí)，應(yīng)裝(zhuāng)設(shè)電(diàn)動機堵(dǔ)轉(zhuǎn)的過(guò)載保(bǎo)護(hù)。”

2）過(guò)負(fù)荷(hé)保護(hù)器件的(dí)動作特性(xìng)應(yīng)與電(diàn)動機(jī)過負荷(hé)特(tè)性(xìng)相(xiāng)匹配(pèi)。

3）交(jiāo)流(liú)電動(dòng)機的斷相保(bǎo)護，應符合(hé)下列規定。

①連(lián)續運行的(dí)三相電(diàn)動(dòng)機，當采用(yòng)熔(róng)斷器(qì)保(bǎo)護時，應裝(zhuāng)設斷相(xiāng)保護；當采用低(dī)壓斷路器(qì)保(bǎo)護(hù)時，宜裝設(shè)斷相(xiāng)保護。

②斷相(xiāng)保護器(qì)件(jiàn)宜(yí)采用斷相保(bǎo)護熱繼(jì)電(diàn)器(qì)，亦可采(cǎi)用溫(wēn)度(dù)保護或(huò)專用(yòng)的斷相(xiāng)保(bǎo)護裝置(zhì)。

③交流(liú)電動機(jī)采(cǎi)用(yòng)低壓斷(duàn)路(lù)器兼作電動(dòng)機控製(zhì)電(diàn)器時(shí)，可不(bù)裝設斷相保(bǎo)護(hù)；短時工作或斷(duàn)續(xù)工(gōng)作(zuò)的(dí)電動機亦(yì)可(kě)不(bù)裝設斷(duàn)相保護(hù)。

對(duì)於民用拖(tuō)動一般負載的(dí)電動機(jī)（功(gōng)率(shuài)較小(xiǎo)），如：一般水泵，風(fēng)機(jī)類(lèi)負荷(hé)，過載(zǎi)和(hé)斷相(xiāng)保(bǎo)護宜(yí)采(cǎi)用具(jù)有斷(duàn)相保護(hù)的(dí)熱繼電(diàn)器。而工業(yè)上用(yòng)於(yú)拖動(dòng)一些重(zhòng)要(yào)負載(zǎi)的電(diàn)動機，如(rú)：石油化工廠(chǎng)的鍋爐給(gěi)水泵，油泵等類負(fù)荷，可考慮電(diàn)動機保(bǎo)護(hù)種類(lèi)齊全(quán)的電動機(jī)綜合(hé)保(bǎo)護(hù)器。電動(dòng)機(jī)綜(zōng)合保(bǎo)護(hù)器具有短路保護(hù)，接地故障(zhàng)保護，過載(zǎi)保(bǎo)護(hù)，斷(duàn)相(xiāng)保(bǎo)護，堵(dǔ)轉(zhuǎn)保護(hù)，剩(shèng)餘電(diàn)流(liú)保護，負(fù)序保(bǎo)護，不(bù)平(píng)衡保(bǎo)護(hù)，低電(diàn)壓保護(hù)，斷(duàn)路器短路時拒動作(zuò)保(bǎo)護(hù)等功能(néng)，還有(yǒu)通(tōng)信(xìn)接口(kǒu)，可(kě)與後台計算機組網，用計算機遠(yuǎn)程監控。當(dāng)然(rán)，價(jià)格(gé)也比(bǐ)較(jiào)高(gāo)昂。

對於民(mín)用等一般(bān)水泵(bèng)，風機類(lèi)負載，發(fā)生堵(dǔ)轉的(dí)可能性(xìng)很(hěn)低，即便(biàn)發生(shēng)，也可以采(cǎi)用具(jù)有短(duǎn)路(lù)短(duǎn)延時(shí)電子脫(tuō)扣器(qì)的(dí)斷(duàn)路器來(lái)實現(xiàn)堵轉保(bǎo)護(hù)，延時要(yào)求躲過(guò)電(diàn)動(dòng)機(jī)啟動衝擊電流。而短(duǎn)路(lù)保護，接(jiē)地故障(zhàng)保(bǎo)護(hù)，剩餘(yú)電(diàn)流保(bǎo)護(hù)可以通(tōng)過采(cǎi)用具有四(sì)段(duàn)保護(hù)（短路(lù)瞬時，過(guò)載(zǎi)，短路短(duǎn)延時(shí)，接(jiē)地(dì)故(gù)障(zhàng)保(bǎo)護或剩餘(yú)電流保護）功能的(dí)斷(duàn)路(lù)器(qì)來(lái)實現(xiàn)。

也(yě)可(kě)以(yǐ)采用過(guò)電流繼電器(qì)，控製與保護開關（CPS）來(lái)實現(xiàn)過(guò)載保(bǎo)護。

綜上(shàng)所(suǒ)述，采(cǎi)用(yòng)具(jù)有斷(duàn)相保(bǎo)護(hù)功能的熱繼電器性價比更高。

1.2熱繼電器和過(guò)載脫扣器(qì)的(dí)選(xuǎn)擇(zé)

1）三相電(diàn)動機(jī)的(dí)熱繼電器(qì)宜采用斷相(xiāng)保(bǎo)護和(hé)環境溫(wēn)度補償(cháng)型。

2）熱繼(jì)電(diàn)器和過載(zǎi)脫(tuō)扣(kòu)器的整(zhěng)定電流(liú)應當可調，調整(zhěng)範圍應不(bù)小於(yú)其(qí)額定(dìng)電(diàn)流(liú)的20％。

3）熱繼電(diàn)器(qì)和過(guò)載脫(tuō)扣器在7.2倍整定電(diàn)流(liú)下(xià)的動(dòng)作時間，應大於電動機的(dí)啟動(dòng)時間。因此，應根據(jù)電(diàn)動(dòng)機的機(jī)械(xiè)負載(zǎi)特(tè)性(xìng)選擇(zé)過負(fù)荷保護器件(jiàn)的(dí)脫扣級別(bié)。過載脫扣器(qì)脫扣(kòu)級別(bié)為10A的熱繼電器用於(yú)輕載電動(dòng)機(jī)，脫扣級別為(wéi)10的(dí)熱(rè)繼電器用(yòng)於(yú)一般的(dí)電動(dòng)機(jī)，脫(tuō)扣(kòu)級別(bié)為(wéi)20和30的熱繼(jì)電器可(kě)用於(yú)重(zhòng)載啟動的電(diàn)動(dòng)機。

4）熱繼(jì)電(diàn)器(qì)的(dí)復(fù)位方式(shì)：應防止電動機(jī)自(zì)行(háng)重新(xīn)啟動(dòng)。用按(àn)鈕，自復位式轉換開(kāi)關或類似的(dí)主(zhǔ)令電(diàn)器(qì)手動控製啟(qǐ)停時(shí)，宜采用(yòng)自動復(fù)位的(dí)熱(rè)繼(jì)電器。用(yòng)自(zì)動(dòng)接點以連續通(tōng)電(diàn)方(fāng)式(shì)控(kòng)製啟(qǐ)停時，應(yīng)采用手動復位的熱繼電器，但(dàn)工藝有(yǒu)特殊要求(qiú)的(dí)除外。

5）整定電(diàn)流和額定電流(liú)的確定(dìng)：

①一般情況(kuàng)下，熱(rè)繼電器和(hé)過(guò)載(zǎi)脫扣(kòu)器的整(zhěng)定電流應接近但不小於電(diàn)動(dòng)機額(é)定(dìng)電(diàn)流。熱繼電(diàn)器的整(zhěng)定電流可按下(xià)式來(lái)確定(dìng)：IFR=（1.05~1.1）In式(shì)中IFR—熱繼電器(qì)整(zhěng)定值(zhí)；In—電(diàn)動(dòng)機額(é)定電流(liú)。對(duì)於過(guò)載能(néng)力比(bǐ)較(jiào)差的(dí)電動機，通常(cháng)按電動機額定(dìng)電流的60~80％來確(què)定(dìng)熱繼(jì)電器的正(zhèng)定電(diàn)流。

②電動機的啟(qǐ)動時(shí)間太長導(dǎo)致(zhì)過負荷保(bǎo)護誤(wù)動(dòng)時，不能采取(qǔ)提高(gāo)整定(dìng)電流(liú)的(dí)做法，以(yǐ)免(miǎn)運(yùn)行中過負(fù)荷(hé)保(bǎo)護(hù)失效(xiào)。當電(diàn)動(dòng)機啟動慣性矩較大(dà)時(shí)，例如用於風(fēng)機，卷(juàn)揚機(jī)，空(kōng)壓機和球(qiú)磨機等(děng)設(shè)備的電動機，其啟(qǐ)動時間較長(cháng)，一(yī)般(bān)在5s以(yǐ)上，甚(shèn)至(zhì)可達1min。為(wéi)了(liǎo)使熱繼電器(qì)在(zài)電動(dòng)機啟動(dòng)時(shí)，可采用(yòng)多種(zhǒng)方法(fǎ)：a.熱繼電器經飽和電流(liú)互感器接(jiē)入（啟(qǐ)動(dòng)時間一般在20~30s，可(kě)達(dá)40s）；b.啟動時利用接(jiē)觸(chù)器(qì)將熱(rè)繼(jì)電器(qì)元件(jiàn)接綫端子短(duǎn)接，正(zhèng)常(cháng)運(yùn)行時(shí)再斷(duàn)開(kāi)接觸器；c.熱繼電器經過(guò)電(diàn)流互感(gǎn)器(qì)接(jiē)入，啟(qǐ)動時用中間繼電器將熱繼(jì)電(diàn)器(qì)熱元件(jiàn)接綫(xiàn)端(duān)子(zǐ)短接，正常運(yùn)行時(shí)再斷(duàn)開(kāi)中(zhōng)間繼電器；d.采用脫扣(kòu)級別為(wéi)30的熱(rè)繼電器(qì)。

③過(guò)負荷(hé)保(bǎo)護器(qì)件(jiàn)的(dí)額(é)定電流宜不小於(yú)整(zhěng)定電流的(dí)1.1倍。

1.3熱(rè)繼電器(qì)及交(jiāo)流(liú)接觸(chù)器(qì)與(yǔ)執(zhí)行短路(lù)保護的元(yuán)件(jiàn)之間(jiān)的(dí)配合關係

對於電動機主回路(lù)，一(yī)般(bān)用斷路(lù)器(qì)或熔斷器進行(háng)短路保(bǎo)護，用(yòng)交(jiāo)流(liú)接(jiē)觸器控製電(diàn)動(dòng)機的(dí)合(hé)分(fēn)和運行(háng)，用熱繼(jì)電(diàn)器對電(diàn)動(dòng)機實(shí)施(shī)過(guò)載(zǎi)保護。配合類型1，允許在過載(zǎi)或短路(lù)故(gù)障過程中(zhōng)電動(dòng)機(jī)主(zhǔ)回路元器件損壞(huài)，但更換元器(qì)件後(hòu)能恢(huī)復正(zhèng)常運(yùn)行(háng)。配合運行2，隻允許在過載(zǎi)或(huò)短路(lù)故障(zhàng)過程中電動(dòng)機(jī)主回路(lù)內部的接(jiē)觸器(qì)發生觸點熔(róng)焊，用(yòng)簡單(dān)工具(jù)修理(lǐ)後(hòu)能(néng)恢(huī)復(fù)正(zhèng)常運(yùn)行(háng)。需(xū)要強調的是，用於消防(fáng)負荷，如消火(huǒ)栓(shuān)泵，噴淋泵，消防風機的過載(zǎi)保(bǎo)護(hù)時，過載時不能跳(tiào)閘(zhá)隻(zhī)能(néng)報警(jǐng)。

2多(duō)功能控製與(yǔ)保護(hù)開(kāi)關(guān)（CPS）

CPS能夠接通(tōng)，承(chéng)載和分斷正(zhèng)常條件下的電流，及過(guò)負荷電流(liú)，而且能(néng)接(jiē)通(tōng)，在規定時間內承載並分(fēn)斷(duàn)規(guī)定的(dí)非正(zhèng)常(cháng)條件下的電流，如短路電(diàn)流。因此，CPS具有(yǒu)過負(fù)荷(hé)和(hé)短路(lù)保(bǎo)護(hù)功(gōng)能(néng)。

3安科瑞ARD係列(liè)智(zhì)能電動(dòng)機保(bǎo)護器介紹(shào)與綜(zōng)合選型(xíng)

3.1產品簡(jiǎn)介

ARD該係列低(dī)壓(yā)電動(dòng)機(jī)保(bǎo)護(hù)器(qì)，具有過載(zǎi)，斷(duàn)相(xiāng)，不平衡，欠載，接(jiē)地(dì)/漏(lòu)電(diàn)，堵(dǔ)轉(zhuǎn)等保護功能。可與接觸器(qì)，電(diàn)動機起動(dòng)器(qì)等電器(qì)元(yuán)件構(gòu)成電動(dòng)機控製保護單元，具(jù)有遠(yuǎn)程自(zì)動控(kòng)製，現場(cháng)直(zhí)接控製(zhì)，麵板指示(shì)，信(xìn)號(hào)報警(jǐng)，現場(cháng)總(zǒng)綫(xiàn)通信等功(gōng)能(néng)。應用範圍：可廣泛應用於煤礦(kuàng)，石化(huà)，冶煉(liàn)，電力，建(jiàn)築(zhù)等(děng)行業(yè)的(dí)配電(diàn)領域。

3.2產(chǎn)品選型

      產(chǎn)品功(gōng)能(néng)

4結語

通(tōng)過上(shàng)述比較分析(xī)，對在(zài)不同負(fù)載情(qíng)況下，三(sān)相異步電動機過載(zǎi)及斷相保護(hù)及(jí)元器(qì)件(jiàn)選擇實現(xiàn)的(dí)方(fāng)法，並(bìng)明確一(yī)般負(fù)荷(hé)時采用熱繼電(diàn)器的經(jīng)濟(jì)可(kě)靠性。

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