起重機(jī)械電動(dòng)機(jī)的保護(hù)

 

    1過(guò)熱保護(hù)電氣原因造成的故障*終都可能導(dǎo)致電機(jī)定子繞組過(guò)熱而燒毀。因此，只要防止電機(jī)繞組過(guò)熱，也就保護(hù)了電機(jī)。但事實(shí)上，電機(jī)本身有絕緣耐熱等級(jí)不同的區(qū)別。*高允許溫度A級(jí)105X：、E級(jí)120C、B級(jí)13（TC、F級(jí)1551：、H級(jí)18（TC.對(duì)于造成電機(jī)過(guò)熱原因中的軸承損壞、定轉(zhuǎn)子相擦、通風(fēng)不暢等該屬電工定期檢查和巡視檢查必須發(fā)現(xiàn)解決的，不屬保護(hù)技術(shù)主要的討論范圍。另外，電機(jī)升溫、降溫是個(gè)緩慢變化的過(guò)程，因此只有對(duì)大中型、重要崗位工作的電機(jī)加裝溫升監(jiān)視和過(guò)熱保護(hù)裝置才是必要的。至于小型電機(jī)采用過(guò)熱保護(hù)裝置并不一定合算。在起重機(jī)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，并沒(méi)有對(duì)過(guò)熱保護(hù)做出強(qiáng)制性規(guī)定。

 

    2過(guò)載（過(guò)流）保護(hù)過(guò)載（過(guò)流）是指電動(dòng)機(jī)的工作電流超過(guò)其額定值，如果時(shí)間久了，就會(huì)使電機(jī)過(guò)熱損壞電機(jī)。過(guò)電流時(shí)，電流仍由正常路徑流通，其值比短路電流值要小。過(guò)電流一般是由于負(fù)載過(guò)大或是啟動(dòng)不正確造成。為了避免影響電動(dòng)機(jī)正常工作，過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作值應(yīng)該根據(jù)不同電動(dòng)機(jī)型式而設(shè)定。過(guò)電流保護(hù)一般采用過(guò)電流繼電器、自動(dòng)斷路器、熱繼電器、電機(jī)內(nèi)部設(shè)置超溫報(bào)警跳閘裝置等。

 

    對(duì)于負(fù)載幾乎恒定不變的電機(jī)，過(guò)流保護(hù)是沒(méi)有必要的。但起重機(jī)電機(jī)負(fù)載經(jīng)常變化，發(fā)生過(guò)載、堵轉(zhuǎn)的可能性大，以至燒毀電機(jī)繞組。對(duì)于這樣運(yùn)行的電機(jī)必須加裝過(guò)流保護(hù)裝置。三相異步電動(dòng)機(jī)雖有較強(qiáng)的過(guò)載能力，但由于負(fù)載變化大，對(duì)電機(jī)過(guò)載實(shí)行反時(shí)限特性保護(hù)是必要的，也是起重機(jī)械相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的。

 

    在2002版起重機(jī)檢規(guī)中規(guī)定：起重機(jī)上的每個(gè)機(jī)構(gòu)均應(yīng)單獨(dú)設(shè)置過(guò)流保護(hù)。交流繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)可以采用過(guò)電流繼電器?；\型交流電動(dòng)機(jī)可用熱繼電器或帶熱脫扣器的自動(dòng)斷路器做過(guò)載保護(hù)。

 

    3短路保護(hù)-電動(dòng)機(jī)短路一般指的是定子線(xiàn)圈匝間短路、極相組間短路和相間短路，短路未加保護(hù)的結(jié)果是燒壞斷路。對(duì)起重機(jī)來(lái)說(shuō)，引起制動(dòng)器通電打開(kāi)，而電動(dòng)機(jī)不工作的失速事故。短路保護(hù)是利用短路時(shí)產(chǎn)生電流很大的原理，可采用熔斷器保護(hù)和長(zhǎng)延時(shí)或瞬時(shí)式斷路器來(lái)保護(hù)。

 

    熔斷器的原理是利用電流流經(jīng)導(dǎo)體會(huì)使導(dǎo)體發(fā)熱，達(dá)到導(dǎo)體的熔點(diǎn)后導(dǎo)體融化所以斷開(kāi)電路保護(hù)用電器和線(xiàn)路不被燒壞。一旦熔體燒毀就要更換熔體。斷路器也可以實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路的短路和過(guò)載保護(hù)，不過(guò)原理不一樣，它是通過(guò)電流底磁效應(yīng)（電磁脫扣器）實(shí)現(xiàn)斷路保護(hù)，通過(guò)電流的熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)（不是熔斷，多不用更換器件）。熔斷器的熔斷是電流和時(shí)間共同作用的結(jié)果，而斷路器，只要電流一過(guò)其設(shè)定值就會(huì)跳閘，時(shí)間作用幾乎可以不用考慮。斷路器是現(xiàn)在低壓配電常用的元件。

 

    兩者的不同是選擇斷路器時(shí)應(yīng)考慮其極限短路通斷能力。當(dāng)短路電流大于斷路器極限短路能力時(shí)，斷路器觸頭會(huì)發(fā)生粘連的情況，比較危險(xiǎn)。

 

    在起重機(jī)相應(yīng)安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有對(duì)電機(jī)的短路保護(hù)作強(qiáng)制性規(guī)定，只是規(guī)定在其電氣線(xiàn)路中使閑與坩爐必須設(shè)置一級(jí)短路保護(hù)，以對(duì)整個(gè)電氣線(xiàn)路的保護(hù)。

 

    實(shí)際使用中，在工作級(jí)別較高的大、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)（一般運(yùn)行速度較大），出現(xiàn)電機(jī)燒壞（短路、過(guò)載、過(guò)熱后絕緣下降）造成的斷路故障不少，如有條件應(yīng)可能設(shè)置。而起升機(jī)構(gòu)由于速度較小，操作中用倒檔減速制動(dòng)的工況少，電動(dòng)機(jī)斷路故障的情況少，但由于其造成的危險(xiǎn)性大，*后一級(jí)短路保護(hù)盡可能照保護(hù)電動(dòng)機(jī)的要求設(shè)置。

 

    4超速保護(hù)檢規(guī)規(guī)定用于吊運(yùn)熔融金屬的橋式起重機(jī)主起升機(jī)構(gòu)，以及采用可控硅定子調(diào)壓、渦流制動(dòng)、能耗制動(dòng)、可控硅供電、直流機(jī)組供電調(diào)速及其他由于調(diào)速造成超速的門(mén)座起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)、橋式起重機(jī)主起升機(jī)構(gòu)，應(yīng)設(shè)置超速保護(hù)。主要是為了在重要機(jī)構(gòu)發(fā)生失速情況下能停止電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)并且制動(dòng)器上閘。超速保護(hù)形式有測(cè)速發(fā)電機(jī)、磁電、光電編碼器、離心機(jī)械式超速開(kāi)關(guān)、調(diào)速電流設(shè)置欠電流保護(hù)繼電器等幾種，一般設(shè)置在電機(jī)風(fēng)扇尾部。對(duì)于設(shè)置安全制動(dòng)器的，超速開(kāi)關(guān)能觸發(fā)支持制動(dòng)器和安全制動(dòng)器動(dòng)作。由于超速保護(hù)裝置的設(shè)置位置以及設(shè)置方式，在完成安裝的起重機(jī)上是很難檢測(cè)其有效性的，故在出廠調(diào)試時(shí)，起重機(jī)制造廠家應(yīng)嚴(yán)格控制其動(dòng)作的有效性和準(zhǔn)確性。

 

    5主電源斷、錯(cuò)相保護(hù)首先，繼電接觸器控制的起重機(jī)當(dāng)電源相序改變時(shí)，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向也隨之改變，易發(fā)生電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的機(jī)械越位事故，因而設(shè)置錯(cuò)相保護(hù)。其次，斷相保護(hù)是對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)，主電源斷相未加保護(hù)引起電流過(guò)大，出現(xiàn)燒壞電動(dòng)機(jī)的故障，所以也必須設(shè)置斷錯(cuò)相保護(hù)。

 

    6正反相接觸器故障保護(hù)用于吊運(yùn)熔融金屬的橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的正反相接觸的故障保護(hù)從根本上來(lái)說(shuō)也是為了防止電氣系統(tǒng)出現(xiàn)誤動(dòng)作，因動(dòng)作機(jī)構(gòu)動(dòng)力元件是電動(dòng)機(jī)，實(shí)際上是對(duì)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)元件（接觸器）故障的一種保護(hù)。

 

    吊運(yùn)熔融金屬的橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的正反相接觸器故障保護(hù)，是為了防止電動(dòng)機(jī)失電而制動(dòng)器仍然在通電導(dǎo)致失速發(fā)生。

 

    -2010第8.6條強(qiáng)制性條文規(guī)定：起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)應(yīng)設(shè)置定子異常失電保護(hù)功能。當(dāng)調(diào)速裝置或正反接觸器故障導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)失控時(shí)，制動(dòng)器應(yīng)立刻上閘。筆者認(rèn)為是把375號(hào)文和TSGQ0002-2008起重機(jī)械安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程-橋式起重機(jī)中關(guān)于吊運(yùn)熔融金屬的橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的正反相接觸器故障保護(hù)延伸到了所有起升機(jī)構(gòu)，提出了更高的安全要求。

 

    上述幾種保護(hù)裝置同時(shí)設(shè)置時(shí)，為確保異步電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行及對(duì)其進(jìn)行有效的保護(hù)，必須考慮異步電動(dòng)機(jī)與保護(hù)裝置之間的協(xié)調(diào)配合。特別是大容量電網(wǎng)中使用小容量異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，保護(hù)的協(xié)調(diào)配合更為突出。主要在以下兩種：過(guò)載保護(hù)裝置與電動(dòng)機(jī)的協(xié)調(diào)配合過(guò)載保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)比電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間略長(zhǎng)一點(diǎn)。電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)裝置的特性只有躲開(kāi)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的特性，才能確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)；但其動(dòng)作時(shí)間又不能太長(zhǎng)，其特性只能在電動(dòng)機(jī)熱特性之下才能起到過(guò)載保護(hù)作用。

 

    過(guò)載保護(hù)裝置瞬時(shí)動(dòng)作電流應(yīng)比電動(dòng)機(jī)起動(dòng)尖峰電流略大一點(diǎn)。如有的保護(hù)裝置帶過(guò)載瞬時(shí)動(dòng)作功能，則其動(dòng)作電流應(yīng)比起動(dòng)電流的峰值大一些，才能使電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)。

 

    過(guò)載保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)比導(dǎo)線(xiàn)熱特性小一點(diǎn)，才能起到供電線(xiàn)路后備保護(hù)的功能。

 

    過(guò)載保護(hù)裝置與短路保護(hù)裝置的協(xié)調(diào)配合。一般過(guò)載保護(hù)裝置不具有分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰?。一旦在運(yùn)行中發(fā)生短路，需要由串聯(lián)在主電路中的短路保護(hù)裝置（如斷路器或熔斷器等）來(lái)切斷電路。若故障電流較小，屬于過(guò)載范圍，則仍應(yīng)由過(guò)載保護(hù)裝置切斷電路。故兩者的動(dòng)作之間應(yīng)有選擇性。

 

    7結(jié)束語(yǔ)綜上所述在設(shè)置電氣保護(hù)裝置時(shí)不但要考慮其選擇合理性，又考慮其額定接通和分?jǐn)嗄芰?，同時(shí)還需考慮電動(dòng)機(jī)與電氣保護(hù)裝置的協(xié)調(diào)配合性。