起重機械電動機的保護

 

    1過熱保護電氣原因造成的故障*終都可能導致電機定子繞組過熱而燒毀。因此，只要防止電機繞組過熱，也就保護了電機。但事實上，電機本身有絕緣耐熱等級不同的區別。*高允許溫度A級105X：、E級120C、B級13（TC、F級1551：、H級18（TC.對于造成電機過熱原因中的軸承損壞、定轉子相擦、通風不暢等該屬電工定期檢查和巡視檢查必須發現解決的，不屬保護技術主要的討論范圍。另外，電機升溫、降溫是個緩慢變化的過程，因此只有對大中型、重要崗位工作的電機加裝溫升監視和過熱保護裝置才是必要的。至于小型電機采用過熱保護裝置并不一定合算。在起重機的相關標準中，并沒有對過熱保護做出強制性規定。

 

    2過載（過流）保護過載（過流）是指電動機的工作電流超過其額定值，如果時間久了，就會使電機過熱損壞電機。過電流時，電流仍由正常路徑流通，其值比短路電流值要小。過電流一般是由于負載過大或是啟動不正確造成。為了避免影響電動機正常工作，過電流保護動作值應該根據不同電動機型式而設定。過電流保護一般采用過電流繼電器、自動斷路器、熱繼電器、電機內部設置超溫報警跳閘裝置等。

 

    對于負載幾乎恒定不變的電機，過流保護是沒有必要的。但起重機電機負載經常變化，發生過載、堵轉的可能性大，以至燒毀電機繞組。對于這樣運行的電機必須加裝過流保護裝置。三相異步電動機雖有較強的過載能力，但由于負載變化大，對電機過載實行反時限特性保護是必要的，也是起重機械相關標準所規定的。

 

    在2002版起重機檢規中規定：起重機上的每個機構均應單獨設置過流保護。交流繞線式異步電動機可以采用過電流繼電器。籠型交流電動機可用熱繼電器或帶熱脫扣器的自動斷路器做過載保護。

 

    3短路保護-電動機短路一般指的是定子線圈匝間短路、極相組間短路和相間短路，短路未加保護的結果是燒壞斷路。對起重機來說，引起制動器通電打開，而電動機不工作的失速事故。短路保護是利用短路時產生電流很大的原理，可采用熔斷器保護和長延時或瞬時式斷路器來保護。

 

    熔斷器的原理是利用電流流經導體會使導體發熱，達到導體的熔點后導體融化所以斷開電路保護用電器和線路不被燒壞。一旦熔體燒毀就要更換熔體。斷路器也可以實現線路的短路和過載保護，不過原理不一樣，它是通過電流底磁效應（電磁脫扣器）實現斷路保護，通過電流的熱效應實現過載保護（不是熔斷，多不用更換器件）。熔斷器的熔斷是電流和時間共同作用的結果，而斷路器，只要電流一過其設定值就會跳閘，時間作用幾乎可以不用考慮。斷路器是現在低壓配電常用的元件。

 

    兩者的不同是選擇斷路器時應考慮其極限短路通斷能力。當短路電流大于斷路器極限短路能力時，斷路器觸頭會發生粘連的情況，比較危險。

 

    在起重機相應安全技術規范和標準中沒有對電機的短路保護作強制性規定，只是規定在其電氣線路中使閑與坩爐必須設置一級短路保護，以對整個電氣線路的保護。

 

    實際使用中，在工作級別較高的大、小車運行機構（一般運行速度較大），出現電機燒壞（短路、過載、過熱后絕緣下降）造成的斷路故障不少，如有條件應可能設置。而起升機構由于速度較小，操作中用倒檔減速制動的工況少，電動機斷路故障的情況少，但由于其造成的危險性大，*后一級短路保護盡可能照保護電動機的要求設置。

 

    4超速保護檢規規定用于吊運熔融金屬的橋式起重機主起升機構，以及采用可控硅定子調壓、渦流制動、能耗制動、可控硅供電、直流機組供電調速及其他由于調速造成超速的門座起重機的起升機構和變幅機構、橋式起重機主起升機構，應設置超速保護。主要是為了在重要機構發生失速情況下能停止電動機的運轉并且制動器上閘。超速保護形式有測速發電機、磁電、光電編碼器、離心機械式超速開關、調速電流設置欠電流保護繼電器等幾種，一般設置在電機風扇尾部。對于設置安全制動器的，超速開關能觸發支持制動器和安全制動器動作。由于超速保護裝置的設置位置以及設置方式，在完成安裝的起重機上是很難檢測其有效性的，故在出廠調試時，起重機制造廠家應嚴格控制其動作的有效性和準確性。

 

    5主電源斷、錯相保護首先，繼電接觸器控制的起重機當電源相序改變時，電動機的運轉方向也隨之改變，易發生電動機帶動的機械越位事故，因而設置錯相保護。其次，斷相保護是對電動機進行保護，主電源斷相未加保護引起電流過大，出現燒壞電動機的故障，所以也必須設置斷錯相保護。

 

    6正反相接觸器故障保護用于吊運熔融金屬的橋式起重機起升機構的正反相接觸的故障保護從根本上來說也是為了防止電氣系統出現誤動作，因動作機構動力元件是電動機，實際上是對電動機控制系統元件（接觸器）故障的一種保護。

 

    吊運熔融金屬的橋式起重機起升機構的正反相接觸器故障保護，是為了防止電動機失電而制動器仍然在通電導致失速發生。

 

    -2010第8.6條強制性條文規定：起升機構電動機應設置定子異常失電保護功能。當調速裝置或正反接觸器故障導致電動機失控時，制動器應立刻上閘。筆者認為是把375號文和TSGQ0002-2008起重機械安全技術監察規程-橋式起重機中關于吊運熔融金屬的橋式起重機起升機構的正反相接觸器故障保護延伸到了所有起升機構，提出了更高的安全要求。

 

    上述幾種保護裝置同時設置時，為確保異步電動機的正常運行及對其進行有效的保護，必須考慮異步電動機與保護裝置之間的協調配合。特別是大容量電網中使用小容量異步電動機時，保護的協調配合更為突出。主要在以下兩種：過載保護裝置與電動機的協調配合過載保護裝置的動作時間應比電動機起動時間略長一點。電動機過載保護裝置的特性只有躲開電動機起動電流的特性，才能確保其正常運轉；但其動作時間又不能太長，其特性只能在電動機熱特性之下才能起到過載保護作用。

 

    過載保護裝置瞬時動作電流應比電動機起動尖峰電流略大一點。如有的保護裝置帶過載瞬時動作功能，則其動作電流應比起動電流的峰值大一些，才能使電動機正常起動。

 

    過載保護裝置的動作時間應比導線熱特性小一點，才能起到供電線路后備保護的功能。

 

    過載保護裝置與短路保護裝置的協調配合。一般過載保護裝置不具有分斷短路電流的能力。一旦在運行中發生短路，需要由串聯在主電路中的短路保護裝置（如斷路器或熔斷器等）來切斷電路。若故障電流較小，屬于過載范圍，則仍應由過載保護裝置切斷電路。故兩者的動作之間應有選擇性。

 

    7結束語綜上所述在設置電氣保護裝置時不但要考慮其選擇合理性，又考慮其額定接通和分斷能力，同時還需考慮電動機與電氣保護裝置的協調配合性。