即 导体在承受短路电流时, 其温升 (度) 是与
∫i2d t成正比的, 据此, 要求在电动机发生短路
时, 断路器或熔断器能够瞬动, 即要求保护电器 能在小于 012s 内动作 (脱扣) , 否则电动机将烧 毁。
按照对电动机的测试 (试验) , 电动机起动 电流最大值为 1315 In, 最小值为 7 In, 同时考虑 10% 的整定误差。为此, 对电动机保护型的塑壳 式断路器的瞬动整定值规定上限为 15 In, 下限 为 8 In (以上是可调式) 12 In (不可调式) , 动作时 间均为小于 012s。
② h 为 hou r 小时, m in 为m inate 分钟, s 为 second 秒
1993 年新发布的国家标准 GB 1404814— 93《低压机电式接触器和电动机起动器》对热继
电器 (适用于热动型过载长延时的电动机保护
型塑壳式断路器) , 对此动作特性作了修正, 见
表 2。
关于短路时的瞬动, 10 In 及以上的过载电
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关于电动机保护电器的选用
嘉兴电气控制设备厂 连理枝
随着机械设备精度的提高, 规格品种的增 多以及电路复杂程度的加大, 机械设备用的电 动机 (主要是鼠笼式异步电动机) 一旦发生故 障, 它对机械设备的影响也越来越明显, 为此需 要正确选用电动机的保护电器, 并设计合理的 线路匹配。
表2
电流
1. 05 In
1. 2 In
1. 5 In
整定值 (起始状态: 冷态) (起始状态: 热态) (起始状态: 热态)
动作 状况
2h 内不动作
小于 2h 内动作
按脱扣级别 确定动作时间
注: 脱扣级别分 10A、10、20、30 四级, 对 10A 级 (占使用 率最大) 115 In 时, 应在 2m in 内动作, 10 级、20 级 30 级的 115 In, 分别应在 4m in, 8m in, 12m in 内动作。
这里还需要提出可返回特性的概念。 所谓 可返回特性是指热继电器, 电动机保护型塑壳 式断路器等保护电器通以规定的整定倍数电 流, 而保护电器过电流脱扣器保持不动作的最 大通电时间, 并规定在此时间后, 电流降到被保 护对象的正常工作电流 (额定电流)。 此整定值 电流称可返回电流, 保持的最大通电时间称为 可返回电流, 保持的最大通电时间称为可返回 时间。 返回特性的规定是为了躲过电动机的起 动电流而不误动作, 要求电动机的起动电流持 续时间小于对应电流的保护电器的可返回时 间。 通常以 6 In 作为电动机的起动电流考核基 准。经对鼠笼式电动机的测试, 发现电动机的容 量 (功率) 从 115kW 到 22kW , 它 们 的 起 动 时 间, 除负载为离心风机、氢氮压缩机在 2s 及以 下外, 其余均在 1s 以下, 因此对保护电器的额 定电流在 50A 及以下时, 6 In 整定电流可返回 时间分二级, 即大于 1s 和 3s; 电动机容量在 22kW 以上时起动时间分三级, 即 118～ 2195s, 5187～ 716s 和 13s。 后来热继电器等的标准
在电动机达到允许温升的电流—时间曲线的左 侧, 如图 1 所示。
图 1 保护电器与被保护电动机的特性配合 1—保护电器的特性 2—被保护电动机的特性
进行此项试验, 电动机绕组是以 A 级绝缘 为依据, 环境温度取 30℃, 故标准规定温升为 75℃, 又从受试电动机的实际稳定温升起始, 允 许温升增加到标准允许温升值再加 10℃, 即 85℃下做试验。从大量的试验结果, 得出保护电 器 (如热继电器、热动型塑壳式断路器等) 的动
本文将对上述情况作一综合叙述, 供电动 机线路设计者参考。
一、电动机的过载和短路
电动机的故障产生原因有多种因素, 例如 电动机起动电流过大, 起动时间过长, 反复短时 工作操作频率过高, 反接制动, 欠 (电) 压运行, 周围介质温度过高, 单相 (缺相) 运行以及冷却 介质通路受阻等等, 都会使电动机发生热过载, 导致电动机寿命缩短, 甚至烧毁。 故障有两种, 一为过载 (过负荷) , 二是短路。“过载”是指电动 机流过的电流高于它的额定电流, 如 112 In ( In 为电动机的额定电流) , 115 In 等。过载保护具有 一定的延时性能, 它通常表现为反时限特性, 即 过电流越大, 持续时间越短, 反之, 电流小, 时间 长。 根据大量电动机在 112 In, 115 In 下通电试 验, 测量电动机定子绕组 (线圈) 的温升, 得出温 升达到允许的极限 (温升) 值时的时间 (即延时 时间) , 从而制定保护电器的电流—时间曲线应
所谓电动机的保护电器, 通常有电动机起 动、运转和停止用的接触器, 电动机过载保护用 的热继电器或接触器、热继电器组合的磁力起 动器, 塑料外壳式断路器 (电动机的过载和短路 保护) , 熔断器 (作短路保护) 和控制用的按钮、 指示灯等。
选择电动机保护电器有两个原则: 一是它 们的安全性和可靠性, 二是经济性, 即所选用的 电动机控制和保护电器既能在电动机发生故障 时给以保护, 同时投资又尽量地少。
作特性值, 如表 1 所示。
表1
电流
1. 05 In
1. 2 In
1. 5 In
整定值: 热态)
动作 (脱 扣) 状况
2h 内不动作
小于 2h 内动作 小于、等于 3m in
注: ① 冷态—通整定电流前, 导体温度等同于环境温度 热态—通整定电流前, 导体已通以 In 或 1105 In, 导 体本身有温度
流就算短路电流了。以铜导体计算, 导体在短路
∫ 电流下的温度 T = 254e ( - i2dt 5. 05×104×S2) 234℃
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