Защита электродвигателя

Эксплуатация синхронного и асинхронного электродвигателя сопряжена со множеством факторов риска, каждый из которых способен привести к серьезной поломке как самого устройства, так и установок, к нему подключенных. Аварии, связанные с выходом электрического двигателя из строя, в свою очередь, несут не только угрозу жизни и здоровью людей, занятых на площадке его монтажа, но и всему бизнесу. Во избежание таких (сложных, опасных, дорогостоящих) аварийных ситуаций и необходима многоступенчатая защита электродвигателя.

Виды защиты электрического двигателя и цели

В целом же многоступенчатая защита электродвигателя может работать на предотвращение:

• короткого замыкания;
• перегрева (тепловая защита электродвигателя);
• проникновения влаги в корпус устройства;
• работы асинхронного электродвигателя в условиях неполнофазного режима (угроза пропадания фазы);
• перегрузок по току (электрическая защита электродвигателя).

Асинхронный электродвигатель

Многоступенчатая защитная система мер нужна всем электрическим машинам вне зависимости от мощности или типа. Асинхронный электродвигатель не исключение. Чтобы защитить его от внешних факторов, важно понимать, в каких условиях он эксплуатируется.

Так, наиболее распространенные асинхронные электродвигатели работают в следующих условиях:

• ток – переменный;
• сеть – трехфазная;
• напряжение – до 500 В;
• мощность – от 0,05 до 400 кВт.

Если выбор самого двигателя и его интеграция в технический парк проведены грамотно, риск аварийных ситуаций априори снижен. Но конечно, для безопасной эксплуатации систем этого недостаточно.

Профилактика коротких замыканий

Автоматическая защита электродвигателя от коротких замыканий реализуется с помощью специальных устройств – аппаратов мгновенного выключения. Они работают в автоматическом режиме и подбираются по мощности оборудования. Устанавливают выключатели на случай замыканий так, чтобы исключить их контакт с токами самозапуска (и пусковыми токами тоже).

Для приведенных в примере асинхронных электродвигателей, работающих под напряжением до 500 В, во избежание замыканий применяют автоматические выключатели с времятоковой характеристикой, соответствующей кратности пускового тока (варианты – C или D). Нередко их заменяют плавкие предохранители. В устройствах более высокой мощности для профилактики замыканий устанавливают электромагнитные реле защиты электродвигателя. Альтернативный вариант – автовыключатели, оснащенные электромагнитным расцепителем.

Предупреждение перегрева

Перегрев – одна из самых частых причин поломки электрического двигателя средней и высокой мощности. Его может вызвать сбой системы охлаждения устройства или неисправность одного из узлов. Для профилактики перегрева иногда используют реле, которое:

• подключается ко встроенным в обмотки статора датчикам температуры для контроля нагрева и реакции на признаки перегрева;
• размыкает цепь, как только температура, фиксируемая датчиком, превышает установленную норму.

Релейная защита электродвигателя от перегрева не всегда обоснована, поскольку сам по себе (при работающей системе охлаждения) он не перегревается. Чаще перегрев связан с коротким замыканием в одной из обмоток или перегрузкой, а на эти факторы работают другие меры профилактики.

Перегрузки

Перегрузка – причина поломок, аварий, ремонтов механизмов, еще более частая, чем перегрев. Точнее, последний как раз обычно перегрузкой и вызван, именно он указывает на ее присутствие. Даже больше: перегрев – это главная проблема перегрузки, во избежание чрезмерного нагрева ее и нужно предупреждать.

Учитывая вышесказанное, логично, что строится защита электродвигателя от перегрузки на применении плавких материалов и элементов, чувствительных к изменениям температуры. Реализован принцип в тепловых реле и автоматических аппаратах мгновенного выключения с тепловыми расцепителями. Обязательный элемент – термодатчик, встраиваемый в его обмотках.

В релейных системах с асинхронными электродвигателями используют соответствующие термочувствительные реле. Их расцепитель срабатывает, когда сила тока превышает заданные нормальные значения.

Альтернативой описанным методам являются установки с часовым механизмом на реле. Это самый простой вариант: сеть расцепляется по времени после отработки заданного промежутка. Время работы программируется.

Попадание воды

При качественном исполнении изоляции в обмотках двигателя вода в целом ему и не опасна. Защита на пользовательском уровне нужна не столько самому механизму, сколько контактам подключенных фаз и устройств. Они должны быть изолированы.

Выбор методов защиты электрического двигателя

Выбор защиты электродвигателя – это всегда индивидуальный комплекс решений. Потому что только пользователь знает все об условиях работы электрического оборудования, режимах нагрузки, факторах риска. В любом случае система мер быть комплексной (многоступенчатой) и подбираться:

• по результатам анализа текущих условий установки;
• в соответствии с квалификационными возможностями покупателя (персонал в штате, который сможет обслуживать 
  электродвигатель);
• на базе анализа статистики аварийности электрооборудования в конкретном месте эксплуатации (производственном цехе или на стройплощадке).

Внимание стоит уделить не только эффективности защиты асинхронного электродвигателя, но и удобству ее использования, простоте реализации, обслуживания. Главное требование – максимально быстрое срабатывание при ненормальных условиях работы в сочетании с минимальным количеством ложных срабатываний. От того, насколько правильно выбрана система и отрегулированы защитные устройства, зависит соответствие этому требованию.