造成三相異步電動機單相運行的原因及預防措施

摘 要：本文通過對三相異步電動機可能單相運行的危害和造成的原因進行了分析，提出了避免電動機單相運行的措施，為各企業電動機的安裝和維護提供了依據，因本人水平有限，有不對之處，請大家批評指正。

關鍵詞：電動機 安全 運行 預防 措施

中圖分類號：TM343 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（a）-0113-02

在現代工業生產中，電動機的應用非常廣泛，各種類型，各種電壓型式和各種電壓等級的電動機層出不窮，本文僅以目前生產活動中最常用的三相異步電動機為例，簡要說明造成其單相運行的原因及預防措施。

1 三相異步電動機單相運行所造成的危害

三相異步電動機有Y型和△型兩種接線方式。當Y型接線的電動機發生單相運行時，斷線的一相電流為零。其他兩相相電流變為線電流。同時會造成零點漂移，其相電壓也會增加。

當△型接線的電動機內部斷線時，電動機在三相電源的作用下，變為V型接線。兩相相電流增大1.5倍。當△型接線的電動機外部斷線時，相當于兩相繞組串聯后與第三組繞組并聯接于兩線電壓之間。串聯的兩繞組電流不變。另外的第三組電流將增加1.5倍。

綜上所述，當電動機發生單相運行后，其繞組電流迅速增加，繞組和金屬外殼迅速發熱，燒毀繞組絕緣，進而燒毀電動機繞組，影響正常生產活動的進行并且如果現場環境不好，周圍堆積有易燃物品，非常容易引發火災，造成更為嚴重的后果。

2 目前電動機運行的主要控制方式

因電動機的起動電流為運行電流的5～7倍，如直接起動會造成電動機起動電流過大，起動特性不好，所以起動運行方式常采用以下幾種。

2.1 直接起動運行方式

一般7千瓦以下的小功率電動機起動電流對設備運行的影響不大。所以經常采用三相空氣開關或漏電保護器或通過磁力起動器，直接起動和運行電動機。

2.2 Y/△起動運行方式

此方式適用于△型接線運行的電動機，利用交流接觸器的接線組合，起動時電動機采用Y型接法降低起動電流，提高起動轉矩，起動后自動采用△型接法進入正常運行狀態。

2.3 起動運行方式

起動時利用自耦變壓器的部分繞組與電動機串聯，降低電動機的起動電壓，從而降低電動機的起動電流。起動后自動切除自耦變壓器，進入正常運行狀態。

2.4 制起動運行方式

此方式是目前新興的一種節能環保安全高效的起動運行方式，起動時輸出電壓隨著啟動頻率的不斷增加而增加，在滿足負載起動轉矩的要求下，控制起動電流的平穩上升，起動后根據負載的變化要求，自動調整調頻器的輸出轉矩，使電動機能夠安全平穩的運行。因為電動機的負載轉矩低于電動機的額定轉矩，否則不能正常運行，所以電動機正常運行以后不需要滿負荷運行，此時調頻器會自動降低運行電壓，從而能夠節約大量的電能。另外，在電動機發生故障時，調頻器會自動切斷輸出電壓，防止故障的進一步擴大，大大的提高了設備的安全性能。

3 造成電動機單相運行的原因及預防措施

（1）當電動機不能起動，有嗡嗡聲響，同時外殼有溫升時或運行中轉速明顯下降，溫升增加時，應立即切斷供電電源，仔細查找故障原因。判斷是否因缺相所造成的上述狀況。

（2）用500 V搖表搖測電動機的絕緣電阻和繞組電阻。一般情況下，絕緣電阻應>0.4 MΩ，每相繞組電阻為零。當確定電動機正常的情況下，應仔細檢查電動機的接線端子，供電線路和供電線路中各種電器元器件是否完好。

（3）當主電路電源線過細或者遇到外力傷害時，電動機三相電源因一相燒斷或外力碰斷，會造成電動機單相運行。電動機主電源電線的安全載流量為電動機額定電流的1.5～2.5倍，電源線的安全載流量與電源線的敷設方式密切相關。特別是與熱力管道并行或相交時，必須大于50 cm間隔。電源線在70 ℃溫升下可長期運行的安全載流量一般可由電工手冊中查得。根據以往經驗，銅質電線每平方毫米安全載流量為6 A，鋁質電線每平方毫米為4 A。另外，銅鋁電線接頭時應采用銅鋁過渡接頭，以免銅鋁材料之間發生氧化，影響接頭電阻。

（4）空氣開關或漏電保護器配置不當可能造成電動機單相運行。如果空氣開關配置過小，則可能由于供電電流過大燒壞空氣開關內部接點，造成某一相接點接觸電阻過大，形成電動機單相運行。空氣開關的額定電流應是電動機額定電流的1.5～2.5倍。另外，在電動機運行過程中，應監控空氣開關的運行溫度，溫度過高說明空氣開關配置過小，或空氣開關本身質量有問題，應予以更換合適的空氣開關。

（5）交流接觸器造成電動機單相運行的情況有以下幾種。

①接觸器配置過小，動靜觸頭額定容量低，觸頭長期過熱運行會產生形變，或因熱繼電器雙金屬片燒斷而造成電動機單相運行。

②滅弧裝置不良，滅弧能力小，長期運行后觸點灼傷，使動靜觸頭粘在一起。三相觸頭動作不同步，從而造成缺相運行。

③使用環境惡劣，如潮濕，振動，有腐蝕性氣體或散熱條件差等造成觸頭或接點氧化，接觸不良而造成缺相運行。

預防措施有以下幾種。

①選擇合適的交流接觸器，交流接觸器的額定電流應為電動機額定電流的1.5-2.5倍。

②定期取下滅弧罩，觀察動靜觸頭有無灼燒，如有灼燒傷，及時刮磨修復或更換觸頭。

③設法改善接觸器的運行環境，使交流接觸器能夠安全穩定的運行。

（6）自耦變壓器選擇不當可能造成自耦變壓器長期過熱運行，燒斷繞組或接點造成電動機缺相運行。所以要選擇合適的自耦變壓器并經常監控自耦變壓器的運行溫度和接點顏色有無變化，確定接點是否接觸良好。

（7）調頻器的進出線的接線端子接觸不良可能造成電動機缺相運行。接線端子的安全載流量要大于電線的安全載流量。并且端子和電線要有可靠的連接。必要時要進行掛錫焊接，同時要保證端子之間緊固的連接。

（8）電動機質量不好，比如電動機內部定子線圈之間連線開焊或定子線圈引出線開焊可能造成電動機的單相運行。此時可以打開電動機的出線端的端蓋。找出開焊點，重新焊接牢固，并做好絕緣處理，合上端蓋后進行開機實驗，看能否正常運行。

（9）在有條件的情況下。可以在電動機的主線路上加裝缺相互感器。當電動機缺相運行時，互感器檢出缺相信號。給電動機控制設備，切斷電動機三相供電電源，使電動機停機避免燒毀電動機。

（10）控制柜中各元器件之間的連接線燒斷可能會造成電動機單相運行。連接線燒斷的原因有以下幾點。

①連接線過細，當電動機過負荷電流增大時，可能會燒斷連接線。

②連接線兩端接頭接觸不良，造成連接線接頭過熱，而燒斷連接線。

③有小動物破壞，比如老鼠爬到兩線之間，造成線間短路，燒斷連接線。

解決措施是：每次啟動運行前應打開控制柜仔細檢查各連接線的顏色有無變化，絕緣外皮有無燒灼痕跡。按電動機的負載電流合理配備電源線，接頭按工藝要求連接。

（11）需要說明的一種情況是在以前的電動機控制線路中，有用熔電器作為相間短路或單相接地保護的情況，在此情況下，熔電器有兩種熔斷的可能，其一是遇相間短路熔斷器熔斷，其二是單相對地擊穿造成熔斷器熔斷。熔斷器的額定電流在有填料的情況下可以是電動機額定電流的2.5倍，在無填料的情況下，應為電動機額定電流的4～5倍。熔斷器的主要材料為鉛錫合金，易熔的熔斷器的額定電流應為電動機額定電流的4～5倍，非易熔的熔斷器額定電流應為電動機額定電流的2～3倍。因為熔斷器的靈敏度偏低，反應不夠及時，安全性不強等原因，所以現在的控制設備逐步淘汰了熔斷器的保護措施而采用目前較為先進的空氣開關作為相間短路和單相接地保護的器件。

4 結語

總之，我們在三相異步電動機的施工前，嚴格評估和篩選電動機以及電動機配套的電線開關，接觸器，自耦變壓器，調頻控制器等各種設備的性能質量和規格。施工中，嚴格按照各種施工工藝的規范要求，保證安裝質量。運行中定期對各種設備進行認真的維護保養，定期進行檢查檢修，一定能夠避免由于電動機單相運行所造成的不必要的損失和危害。