深入剖析跳閘背后的種種緣由
三相異步電動機在工業生產等眾多領域應用廣泛,然而其運行過程中跳閘的情況時有發生。下面我們就來詳細探討一下三相異步電動機跳閘的原因。
電氣故障引發跳閘
電氣故障是導致三相異步電動機跳閘的常見原因之一。首先是短路故障,當電動機繞組發生短路時,電流會急劇增大,遠遠超過額定電流。這是因為短路使得電路的電阻急劇減小,根據歐姆定律I = U/R(其中I為電流,U為電壓,R為電阻),在電壓不變的情況下,電阻減小,電流就會大幅增加。例如,某工廠的一臺三相異步電動機,由于繞組絕緣老化,導致相間短路,瞬間強大的短路電流使得保護裝置動作,電動機跳閘。
其次是接地故障,電動機繞組或外殼接地會造成電流泄漏,引發跳閘。當繞組絕緣損壞,與電動機外殼接觸,就會形成接地回路,使電流流向大地。這種情況下,接地保護裝置會檢測到異常電流,從而切斷電路。比如,在一個潮濕的工作環境中,一臺電動機的絕緣受潮,導致繞組接地,最終引起跳閘。
另外,過載也是常見的電氣故障。如果電動機所帶負載超過其額定負載,長時間運行會使電動機電流增大,發熱加劇。當溫度超過電動機絕緣所能承受的范圍時,絕緣會加速老化甚至損壞,同時保護裝置會因過載電流而動作,使電動機跳閘。例如,一臺額定功率為10kW的電動機,實際所帶負載功率達到15kW,長時間運行后就容易出現過載跳閘的情況。
機械故障導致跳閘
機械故障同樣會引起三相異步電動機跳閘。軸承故障是較為常見的一種,當軸承磨損、潤滑不良或有異物進入時,會增加電動機的轉動阻力。電動機為了克服這種阻力,需要消耗更多的能量,從而導致電流增大。如果這種情況持續時間較長,就會觸發過載保護裝置,使電動機跳閘。例如,某臺電動機的軸承由于長期未進行潤滑,導致軸承磨損嚴重,電動機運行時聲音異常,不久后就因過載而跳閘。
聯軸器故障也會影響電動機的正常運行。如果聯軸器安裝不當,存在偏心或間隙過大等問題,會使電動機在運行過程中產生振動和額外的負載。這種異常的負載會使電動機電流不穩定,嚴重時會導致跳閘。比如,在安裝聯軸器時,沒有進行精確的對中,使得電動機在運行時振動劇烈,最終引發跳閘。
此外,傳動機構故障,如皮帶過緊或過松、鏈條卡滯等,也會增加電動機的負載,導致電流增大,進而引起跳閘。例如,皮帶過緊會使電動機需要輸出更大的轉矩來帶動負載,容易造成過載;而皮帶過松則可能會出現打滑現象,使電動機空轉,電流波動較大,也可能觸發保護裝置。
保護裝置誤動作
保護裝置的誤動作也是三相異步電動機跳閘的一個原因。保護裝置的整定值設置不合理是常見的情況。如果過流保護的整定值設置過低,電動機在正常啟動或運行過程中,由于啟動電流較大或偶爾的負載波動,就可能會使電流超過整定值,導致保護裝置誤動作。例如,一臺電動機的額定電流為50A,而過流保護的整定值設置為30A,在電動機啟動時,啟動電流可能會達到額定電流的5 - 7倍,即250 - 350A,遠遠超過了整定值,保護裝置就會立即動作,使電動機跳閘。
保護裝置本身的故障也會導致誤動作。比如,繼電器的觸點接觸不良、電子元件損壞等,都可能使保護裝置發出錯誤的信號,從而切斷電動機的電源。例如,某電動機的過流繼電器觸點由于長期使用而氧化,接觸電阻增大,導致繼電器誤動作,使電動機跳閘。
此外,外界干擾也可能影響保護裝置的正常工作。如電磁干擾、雷擊等,可能會使保護裝置的電子元件受到影響,產生誤動作。在雷雨天氣中,雷擊產生的強大電磁脈沖可能會干擾保護裝置的信號傳輸,導致其誤判而使電動機跳閘。
環境因素影響
環境因素對三相異步電動機的運行也有重要影響。溫度過高會使電動機的散熱困難,導致繞組溫度升高。當溫度超過絕緣材料的允許溫度時,絕緣性能會下降,容易引發短路等故障,從而導致跳閘。例如,在夏季高溫天氣下,一些露天或通風不良的場所,電動機長時間運行后,由于散熱不暢,繞組溫度過高,最終引發跳閘。
濕度也是一個關鍵因素。如果環境濕度過大,電動機的絕緣材料會吸收水分,導致絕緣電阻降低。這會增加電流泄漏的風險,容易引發接地故障和短路故障,進而使電動機跳閘。比如,在一些靠近水源或濕度較大的車間,電動機的絕緣受潮,經常出現跳閘現象。
此外,灰塵、腐蝕性氣體等也會對電動機造成損害。灰塵會堆積在電動機的繞組和散熱片上,影響散熱效果;腐蝕性氣體則會腐蝕電動機的繞組和外殼,破壞絕緣性能。例如,在水泥廠等粉塵較大的場所,電動機的散熱片被灰塵堵塞,導致散熱不良,容易跳閘;在化工車間,腐蝕性氣體可能會使電動機的繞組絕緣層受損,引發短路故障。
操作不當引發跳閘
操作不當也是導致三相異步電動機跳閘的原因之一。頻繁啟動和停止電動機會使電動機的電流頻繁變化,對電動機的繞組和保護裝置造成沖擊。每次啟動時,啟動電流較大,會使繞組發熱,如果頻繁啟動,繞組溫度會迅速升高,可能會超過絕緣材料的承受范圍,同時也會使保護裝置頻繁動作,容易引發故障。例如,某操作人員在短時間內多次啟動和停止一臺電動機,最終導致電動機因過熱而跳閘。
在啟動電動機時,如果沒有按照正確的操作規程進行,也可能會引發跳閘。比如,沒有先檢查負載是否正常、電源電壓是否穩定等,就直接啟動電動機。如果負載存在卡死等問題,電動機啟動時會遇到很大的阻力,電流會急劇增大,從而觸發保護裝置。例如,一臺電動機帶動的設備被異物卡住,操作人員沒有檢查就啟動電動機,結果電動機因過載而跳閘。
另外,在電動機運行過程中,如果突然切斷電源或進行不恰當的調節,也可能會影響電動機的正常運行,導致跳閘。比如,在電動機運行時突然切斷電源,會產生反電動勢,對電動機的繞組和保護裝置造成損害;不恰當的調節電動機的轉速或負載,也可能會使電動機的運行狀態不穩定,引發跳閘。
