过载保护装置与电动机的协调配合
(1)过载保护装置的动作时间应比电动机起动时间略长一点。电动机过载保护装置的特性只有躲开电动机起动电流的特性，才能确保其正常运转；但其动作时间又不能太长，其特性只能在电动机热特性之下才能起到过载保护作用。
(2)过载保护装置瞬时动作电流应比电动机
电机保护有个误区，用断路器和熔断器保护电机。这二种元件在电路中的作用应该是配电保护，既保护供电线路的。断路器不能调节动作电流，做电机保护不好选择；熔断器按过载保护选择，电机就不能可靠工作，经常会无故障熔断；按短路选择，又不能有效保护过载，不适合做电机保护。Zui有效、Zui简单的是热继电器+接触器（或其他能切断电源的装置）做过载、缺相保护。热继电器双金属片的动作特性能与电机发热配合，并且有带断相保护功能的，选择质量好的热继电器，对电机保护应该是有效的。
热继电器的整定：从书本上学来得都是额定电流的1.05-1.1倍，这样做没问题。可是实际应用中，为了更有效保护，应该按运行中的Zui大电流来整定。比如一台机器18.5KW电机，额定电流35.9A，热继电器的整定值应该在37A-40A之间。这个设备运行负荷比较轻，出现的Zui大电流才25A，为了对电机和所拖动的设备有效保护，整定电流选择30A比较合适。
热继电器的整定方法还有：调小整定电流，让电机运行几分钟能跳开，在按现在的整定值调大到1.1-1.2倍。这样能避免由于热继电器电流刻度不准造成的失效。
电动机保护的线路大致有以下四种
1.由热继电器FR，接触器kM和仅有瞬动保护的断路器QF组成，如图4所示。接触器用来起动、停止电动机，热继电器用来保护电动机的过载，而仅有瞬动保护的断路器是保护电动机的短路。
2.由热继电器FR，接触器kM和熔断器FS组成。热继电器保护电动机的过载，接触器起动和停止电动机，熔断器作电动机的短路故障保护。
3.由一台接触器kM和一台电动机保护型的断路器QF组成。接触器作为电动机的起动和停止之用，电动机保护型断路器作电动机的过载和短路故障的保护。
4.由一台电动机保护型断路器组成，电动机保护型断路器，既做电动机的起动和停止，又作电动机的过载和短路故障的保护。以上四种中，1、2两种适合于比较频繁的起动——停止电动机，第3种适合一般频繁起动，而第4种只能适用于不频繁起动和停止。
从投资来看，1、2种Zui不经济，第4种Zui经济，因为它可少用一台起动、停止用的接触器(和热继电器)。
一、安装在电动机内部的保护装置。 1.温度保护及装置。 （1）双金属盘式温度保护器。这种温度保护器通常装在电动机端盖上，其体积和触头的电流容量一般都较大，外壳用酚醛塑料制成。双金属盘式温度保护器不但对温度敏感，对电流也敏感，它具有更全面的保护功能。 （2）嵌入式温度保护器。这种温度保护器通常装在电动机绕组中、绕组表面或绕组端面上，与电动机绕组一起进行浸渍处理。嵌入式温度保护器具有体积小、灵敏度高、可靠性好等优点，常用于各类小容量电动机的直接保护。 （3）热断式温度保护器。这种温度保护器是一次性动作的热保护器。由于感温材料融化后不能复原，这种保护器只能一次性使用，它通常装在电动机的外壳上。 （4）正温度系数热敏电阻式温度保护器。这类温度保护器是一种对温度敏感的新型半导体元件（简称PTC），即通称的热敏电阻。为准确反应电动机绕组的温度，通常在电动机制造时将其埋设在定子绕组中，导线绑扎后有电动机接线盒引出。热敏电阻也可用于检测电动机断相温度信号，实现断相保护。 二、安装在电动机外部的保护装置。 1.过载热保护及装置。 通常，交流电动机的故障主要是定子绕组损坏造成的。这些绕组的损坏大多是电动机过载引起的。电动机过载运行时，会出现电流增加，绕组过热现象。如果时间过长，就会损坏绝缘。过载热保护装置的功能就是在电动机过载情况下，及时切断电源，限制电动机过热时间，防止绝缘损坏。其保护原理是通过热效应元件对电动机过载时增大的电流灵敏反应而发生动作，以断开电路。常用的有双金属片热继电器和空气断路器。其中热继电器纯属过载热保护装置，只起过载热保护，对短路、欠电压等不具备保护功能；空气断路器的保护功能较多，可起电流过载热保护、短路保护、欠电压保护等多种功能。 2.过载电流保护及装置。 （1）用于小电流过载保护时，造成电动机不能充分发挥其过载能力。这是因为，感应式继电器的动作电流Zui长延迟时间只有60s，而实际上电动机在过载20%的情况下至少能完全运行20min。 （2）过载电流保护装置与电动机之间无直接的热联系，当造成绝缘损坏的主要危险—过热—不是由电流过大所引起的，而是由通风不良、机械损耗增大等原因引起的，过载电流保护无效。 3.漏电保护及装置。 当人体可能触及的电动机漏电时，保护装置以人体接触的安全电压值或流过人体的安全电流值为基准，，自动及时切断电源，以保护人身安全，这种保护称为电动机的漏电保护。在中性点直接接地的低压电网中，为提高接地保护的保护效果，可在电动机的电源侧装设漏电开关（漏电保护器）。当电动机发生碰壳故障时，漏电开关立即动作，切断电源，从而壳防止人身触电。 4.短路保护及装置。 （1）对于单台电动机，熔体的额定电流（IRe）应大于或等于电动机额定电流（In）的1.5-2.5倍，即IRe≥(1.5-2.5)In。电动机轻载起动时间较短时，系数可取1.5；带负载起动、起动时间较长或起动频繁时，系数可取2.5. （2）对于多台电动机，熔体的额定电流（IRe）应大于或等于Zui大一台电动机额定电流（In,max）的1.5-2.5倍加上使用的其他电动机额定电流之和（∑In），即IRe≥(1.5-2.5)In,max+∑In。 （3）熔断器的额定电压和额定电流不应小于线路的额定电压和所装熔体的额定电流，熔断器的型式随线路要求和安装条件而定。 5.缺相保护及装置。 （1）利用灯光信号报警装置或双刀开关对三相异步电动机进行缺相保护。由于三相异步电动机的缺相运行大多是一相熔断器熔断造成的，在条件简陋而又有值班人员经常值班的场合，给每一项熔断器并联一只小红色灯泡，就可及时发现一相断线故障。这种方法只能反映熔断器熔断所引起的缺相运行，而不能反映其他原因造成的断相故障。由于灯泡只能给出故障信号，不能产生保护动作，值班人员必须经常注意监视。 （2）利用欠电流继电器对三相异步电动机进行缺相保护。在电动机的每相线路中个串联一个欠电流继电器，分别流过三相线电流。当电动机正常运行时，三个继电器的常开触点全部接通。当某相发生断线故障时，串联在该相的欠电流继电器就因失电而动作，断开接触器的线圈电路，电动机脱离电源，于是电动机停转。这种保护方案具有动作准确、可靠的优点，其缺点是继电器线圈长期通过电动机的工作电流，当电动机容量较大时，还需要配用电流互感器，费用较高。但对一些重要的生产机械或科研设备来说，采用欠电流继电器来保护电动机，还是很适宜的。 （3）带缺相保护装置的热继电器。其结构特点是在普通热继电器结构的基础上增加了一个差动机构，该继电器即可对三相均衡过载起保护作用，又可对缺相运行起保护作用。 6.欠压保护及装置。 电动机的转矩、定子电流与电压有着密切关系。当电源电压上下波动时，电动机的电磁转矩和定子电流相应发生变化。与过电压相比，电动机欠电压运行的危害更大，电磁转矩与电压平方成正比地减少，导致电动机的转速下降，温升增高，严重时导致电动机闷车。通常，500V以下低压电动机多采用空气断路器作为欠压保护装置。当电压低于某一整定值时，空气断路器的欠压脱扣器便动作，使电动机的主电路断开。也可采用接触器自锁控制线路来避免电动机欠压运行。当线路电压下降到一定值（一般为额定电压的85%左右）时， 接触器线圈的两端电压也同样下降到该值，从而使接触器线圈的磁通减弱，产生的电磁引力减少。当电磁吸力减少到小于反作用弹簧的拉力时，动铁芯被迫释放，带动着主触头、自锁触头断开，自动切断主电路和控制短路，于是电动机失电停转，从而达到欠压保护的目的。 7.失压保护及装置。 当电网由于某种原突然停电时，电源电压下降为零，电动机停转，生产机械也随之停转。一般情况下，生产机械的操作人员不可能及时拉开电源开关。如果不采用失压保护措施，当电网故障排除，电源恢复供电时，电动机便会自行运作，从而生产机械也随之转动，此时很可能造成人身和设备事故，并引起电网过电流和瞬间网络电压下降。电动机应有失压（零压）保护电器。在电动机的电气控制线路中，起失压保护作用的电器是接触器和中间继电器。当电网停电时，接触器和中间继电器中的电流消失，电磁吸力减小为零，动铁芯释放，触头复位，从而切断主电路和控制短路的电源。当电网恢复供电时，若不重新按下起动按钮，则电动机就不会自行起动。这样，就达到了对电动机的失压（零压）保护的目的。 |