電動機（主要指三相異步電動機）具有較高的運行功率和較好的工作特性，能滿足大多數(shù)機械設(shè)備傳動要求，使用和維修方便、運行可靠等特點，而作為主要的動力源在工農(nóng)業(yè)和國民經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展得到最廣泛應(yīng)用，但電動機在啟動運行的過程中，一旦出現(xiàn)故障狀態(tài)運行現(xiàn)象就很可能造成電動機損壞，因此對電動機的安全運行必須采取一定的保護措施。電動機保護最初應(yīng)用熱繼電器（雙金屬片機械式），熱繼電器在保護電動機過載方面具有一定的反時限性能和結(jié)構(gòu)簡單的特點，但由于其機械式結(jié)構(gòu)原理決定必然存在著功能簡單、調(diào)整誤差大、易受環(huán)境溫度的影響產(chǎn)生誤動作或拒動作，而且功耗大、耗材多、性能指標落后等缺陷。因此，JR0-16熱繼電器國家已于96年下文淘汰，在《公布淘汰落后生產(chǎn)能力、工藝和產(chǎn)品的目錄》《關(guān)于公布機械工業(yè)第十六批淘汰落后機電產(chǎn)品的通知》《電力節(jié)能優(yōu)化控制技術(shù)與國家電力調(diào)控政策法規(guī)》《2004年制修訂行業(yè)標準項目補充計劃》中<電動機保護器>等19項電工標準列入計劃.此次列入計劃項目的4項編制原則是;1、市場急需的標準項目.對實施行業(yè)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)政策,推動行業(yè)技術(shù)進步、技術(shù)創(chuàng)新,引導(dǎo)行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)升級、老工業(yè)基地改造,推進新型工業(yè)化,規(guī)范市場經(jīng)濟秩序等急需的標準項目;2、涉及安全衛(wèi)生、環(huán)境保護、節(jié)約能源、保護資源的標準項目;3、行業(yè)標準復(fù)審需要修訂的標準項目;4、已經(jīng)協(xié)商一致的交叉、矛盾標準項目等政策法規(guī)的頒布，這無疑為電動機保護器市場的發(fā)展創(chuàng)造了一個不可多得的宏觀需求和有利的政策環(huán)境，為新型的電子式電動機保護器生產(chǎn)制造提供了有力的政策保障。

　　隨著現(xiàn)代化電子技術(shù)迅速發(fā)展，為適應(yīng)現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)的需求，電子式電動機保護器從普通型、綜合型發(fā)展到微機智能監(jiān)控型，形成了系列化產(chǎn)品；它的功能、特性更為完善，科技含量越來越高。不過不管電動機保護器怎樣智能化，也只不過是電動機保護系統(tǒng)中一種重要硬件電氣設(shè)施，要真正達到較完善的保護效果，除了有設(shè)計合理、功能完善、品質(zhì)優(yōu)良的保護產(chǎn)品作保證外，關(guān)鍵的應(yīng)該還是在于人為因素，正確理解掌握才有的正確保護意義。

　　對于電動機保護的基本概念作以下簡單描述：

　　（一）保護器主要作用是什么？

　　電動機的保護一般是由斷路器、熔斷器、交流接觸器等通用電器件組成的多種保護系統(tǒng)。電動機只不過是這個系統(tǒng)中主要電器件之一，其使命是監(jiān)測電動機啟停運行全過程中的工作動態(tài)，一旦電動機出現(xiàn)故障運行行為狀態(tài)，在監(jiān)測電動機主電流回路的檢測元件（傳感器）將檢測到的故障信號傳遞到保護器主機處理中的電路，經(jīng)過一系列各個環(huán)節(jié)電路處理，向操作機構(gòu)發(fā)出故障預(yù)警，提醒操作者檢查處理，把故障解決在萌芽之中或以另一方式啟動自我動作功能，驅(qū)動電動機控制電路中其它電器跳閘，脫離主電源使電動機退出故障運行，同時記憶故障類型、故障狀態(tài)，以指示、顯示、報警等方式（智能型保護器可以提供相關(guān)數(shù)據(jù)記錄查詢）提供給操作人員檢查、排除、處理作參考依據(jù)。在故障未排除之前，保護器應(yīng)處于絕對自我閉鎖狀態(tài)，防止自動重復(fù)啟動，以免造成事故擴大和危及人身安全，保護器顧名思義是主要保護作用，任何最智能的保護器也絕無自我排除故障能力行為。

　　（二）電動機保護意義與基本原則是什么？

　　電動機保護的意義、目的及基本原則主要體現(xiàn)為下列幾點：

　　1、  以最大限度減少電動機非正常性（完全可以避免損壞范圍）損壞,降低能耗提高經(jīng)濟效益。

　　2、  以最大限度滿足電動機啟動、過載、特性要求，保證生產(chǎn)正常有序安全運行不停歇。

　　3、  盡量避免過流過熱而加劇對電動機的絕緣老化程度，延長使用壽命。

　　4、  盡可能完善其他附加功能，給現(xiàn)代化生產(chǎn)操作（監(jiān)控、監(jiān)視、監(jiān)測、管理、查詢）帶來方便，改善工作環(huán)境提高工作效率。

　　5、  對于一些已形成故障隱患或已造成損壞事實的電動機，保護器只能

　　防止故障或事故的重復(fù)擴大，保障生產(chǎn)設(shè)備，人身財產(chǎn)安全。

　?。ㄈ槭裁蠢秒娏鳈z測原理?

　　電動機在運行過程中可能發(fā)生的故障是多種多樣的，故障行為的發(fā)生是不可預(yù)測、不確定的，不是一定就發(fā)生，但又可能經(jīng)常發(fā)生。從電動機損壞產(chǎn)生時主要現(xiàn)象表現(xiàn)為電動機定子繞組線圈燒壞，定子繞組線圈燒壞的主要原因是電動機溫升過高；而電動機的溫升過高主要原因是電動機的損耗增加；而電動機損耗增加主要是電動機定子繞組銅損和轉(zhuǎn)子鐵損（略去機械損）增加,而引起電動機銅、鐵損增加，主要原因又是電動機在故障運行過電流。電動機各種類型故障（據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計約90%以上）一般都從電動機運行電流方面表現(xiàn)出來（如過流，三相電流不對稱），所以通過對電動機運行電流動態(tài)實施監(jiān)測對電動機的保護是可以達到約90%以上安全保護。而應(yīng)用電流檢測原理具有與控制電器接近，能適用一切電氣負載，調(diào)整靈活、維修替換、安裝方便等特點，是目前最為廣泛應(yīng)用的保護方式。電流檢測元件一般利用電流互感器。

　　（四）為什么不利用溫度檢測原理進行保護控制？

　　造成電動機損壞，以熱破壞較為普遍，是較為常見的主要故障現(xiàn)象表現(xiàn)，利用溫度元件直接對電動機溫度檢測是最有效的方法，對電動機的溫度保護當然也是最理想的，特別是對于一些非過流原因引起電動機溫升過高而燒壞故障，是以電流檢測原理保護方式無法完成的。但是利用繞組溫度檢測方式需要直接埋入電動機繞組，而對于現(xiàn)有在用電動機無法實現(xiàn)，因受到測溫元件生產(chǎn)工藝設(shè)計制造、現(xiàn)場使用與維修等因素的影響限制。所以，對電動機保護具有一定的局限性，綜合各方面因素也沒有普遍應(yīng)用的實際意義。只有工作條件特殊、要求特殊、重要電動機才預(yù)埋測溫元件進行過熱保護。

　　（五）電動機溫升到什么限度需要保護？

　　引起電動機溫升過高而損壞的故障類型及原因已找到了根源，但溫升到什么限度可能引起電動機燒壞需要保護？這需要量值，我們通稱為安全保護值。電動機工作時產(chǎn)生各種能耗熱量通稱為電動機熱功率（熱容量），在制造設(shè)計上有一定限制，稱為額定值。由于某種故障原因引起熱功率超過額定值，就可能造成燒損。

　　電動機的安全保護值是判斷電動機繼續(xù)運行還是保護之間臨界重要數(shù)據(jù)，安全保護值設(shè)計過于保守，達不到電動機允許的啟動過載特性潛力，使正常生產(chǎn)得不到保證。設(shè)計過于寬裕又不能得到有效保護，因此安全保護值是電子式保護器設(shè)計的核心。多大過流倍數(shù)、多長過流時間、電動機溫升達到需要保護限值等數(shù)據(jù)的取值直接關(guān)系到產(chǎn)品的實用性和安全可靠性。筆者從實踐中得到保護動態(tài)系數(shù)及過電流的倍數(shù)與熱積累、溫升限值和安全值關(guān)系。推理出既可簡單運算又實用的經(jīng)驗公式，作為設(shè)計、制造保護器的依據(jù)。

　　公式： K=(I2/Ie2-12)×t或K=( I2/Ie2-1.052)×t

　　式中： K---反時限時間常數(shù)；

　　I---工作電流（A）；

　　Ie---額定電流（A）；

　　t---動作時間（s）

　　12 (或1.052)---安全倍數(shù)值（在1倍或1.05倍額定電流下積累熱量的平衡值）。

　　例：一臺電動機超額定電流6倍，過流時間為6s，其反時限時間常數(shù)為

　?。?2-12）×6=210（反時限時間常數(shù)值）

　　210值定為電動機保護動作反時限時間常數(shù)值（不為保護值），因為每超過額定溫升限值10℃時，電動機絕緣便降低50%左右，故略低于保護限值而設(shè)定。實驗條件：常溫20℃，冷態(tài)絕緣等級B。利用此式能方便推算出不同狀態(tài)的過流達到電動機溫升限值所需時間。

　　例：一臺電動機超額定電流1.1倍，保護動作時間應(yīng)為：

　　t=K÷(I2/Ie2-12)=210÷(1.12-12)=1000s

　　保護器過流動作反時限特性曲線都為此公式而產(chǎn)生的。

　　(六) 熱功率記憶怎么理解?

　　熱功率記憶是利用電流取樣方式的電子式保護器中的重要一部分，目前一般設(shè)計原理都是根據(jù)電流的大小來決定是否需要保護，單純的電流大小來衡量電動機溫升程度是不夠的，不能夠判別出電動機在不同運行過程中熱狀態(tài)，那么保護是盲目的。

　　熱功率記憶電路主要是為適應(yīng)電動機熱功率而設(shè)計的，在某種意義上是電動機的測溫器、體溫表，實際電動機與保護器之間并沒有直接熱效應(yīng)等量關(guān)系，只是把檢測到的電流采樣信號，通過保護器內(nèi)部記憶電路的模擬仿真設(shè)計、計算處理轉(zhuǎn)化為相應(yīng)等效的電動機熱功率。電動機在運行期間電流是一個變化的動態(tài)，要求熱功率記憶電路也必須具有自動跟蹤特性。

　　記憶電路主要包括兩個方面：

　　1、  積累儲存：電動機過流信號（運行信號）時模擬電動機發(fā)熱積累效應(yīng)。

　　2、  釋放衰減：電動機在額定電流值以下運行時退出過流信號（以冷卻特性）。

　　以這樣正反自動循環(huán)相互牽制方式，保證電動機與保護器之間熱功率達到同步平衡、自動適應(yīng)電動機熱功率需求。以達到：

　　1、  識別電動機不同熱狀態(tài)，需要不同保護動作時間。

　　2、  保護器動作后自鎖延時復(fù)位時間，即使在保護器工作電源斷電后仍有熱記憶存在，以保證電動機熱余量散發(fā)有一定時間。

　?。ㄆ撸┍Ｗo器動作時間能不能修正？

　　保護器動作時間對電動機保護是一個重要相關(guān)數(shù)值，主要是對電動機實際工作條件決定的。動作時間修正不修正主要看什么類型、什么電路模式的保護器，對于利用模擬式電路保護、動作特性采用反時限方式、整定電流采用定位器調(diào)節(jié)的保護器，在現(xiàn)場使用時動作時間不好修正，因為其動作時間是跟隨電流大小變化而定的，保護動作曲線在電路設(shè)計中已特定的。

　　對于一些采用數(shù)字化模式電路的保護器，用戶可根據(jù)電動機實際情況在保護器面板操作鍵上對多種保護功能模式進行個性化設(shè)置，所以對于一些特殊電動機、特殊工作條件下，如啟動電流大、時間長、反時限保護特性不能完成啟動，要選用數(shù)字式保護器或向制造廠提出數(shù)據(jù)進行特制方法解決。

　　（八）保護器整定電流值設(shè)定采用線性實數(shù)調(diào)節(jié)是什么概念？

　　模擬電路的電子式電動機保護器，在設(shè)計上一般均采用電位器作為操作件進行對額定電流的整定。此種方法，在理論上是可行的，但在實際生產(chǎn)制造中存在著一個大難題；也就說：“要使電位器滑動臂的旋轉(zhuǎn)角度與其阻值成較好的線形關(guān)系是比較困難，特別是在大批量的生產(chǎn)中更是難以做到，因為每一只電位器的電阻值、角度位置不可能完全一致，存在著誤差，很多廠家沒有解決這個問題，致使電流整定范圍刻度含糊，甚至一些產(chǎn)品就沒有設(shè)定值顯示，這樣給使用者正確調(diào)節(jié)設(shè)定帶來了不方便，整定誤差將是不可避免，假如不能給使用者提供一個正確、方便操作的設(shè)定值，即使保護器內(nèi)部電路設(shè)計的非常完善精確，保護效果可想之知。針對這個難題，筆者經(jīng)反復(fù)研制設(shè)計、自行特制了電位器校正儀器設(shè)備，通過校正儀器利用電阻加減法，把電位器固定在刻盤上進行實地校準、調(diào)試實現(xiàn)了線性實數(shù)調(diào)節(jié)效果。

　　線性實數(shù)調(diào)節(jié)意義是：

　　線性指：在保護器整定電流值調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，刻度盤上指數(shù)按多格數(shù)、同等量均勻線性布局。

　　實數(shù)指：保護器上電位器操作旋鈕在刻度盤指定位置數(shù)值，即就是整定電流值，整定電流值即等于被保電動機額定電流值。

　　從而達到了刻度醒目直觀，調(diào)節(jié)簡單方便，精度高一機一鈕，一次設(shè)定成功的目的。

　　（九）保護器是否存在盲區(qū)

　　用戶曾經(jīng)反映一臺電動機已配用了保護器為什么仍然燒壞？這個問題很尖銳也是一個實例。配用了保護器電動機仍有燒壞，那保護起到什么作用呢？

　　任何用電器設(shè)備都有一定的使用期限，自然老化甚至損壞也是不可抗拒的規(guī)律。這個意義上講，保護不是起死回生。對于一些已造成（絕緣老化，相間、匝間、對殼擊穿）自身已存在著故障隱患的電動機或其他原因引起嚴重過壓，瞬時對電動機絕緣造成破壞的情況下，保護應(yīng)該說已失去了實際意義。

　　保護盲區(qū)存在主要表現(xiàn)如下幾個方面：

　　1、  電動機自身方面

　　⑴、電動機的設(shè)計制造質(zhì)量問題，一致性有相差，特別是經(jīng)大修后電動機在工作特性上可能發(fā)生了改變，在保護整定電流設(shè)定上就很難以確定一個準確設(shè)定值。

　?、啤㈦妱訖C存著故障隱患，如電動機繞組受污油、雨水潮氣、腐蝕氣體侵蝕或有異物等，在絕緣程度上尚未遭到破壞屬絕緣電阻降低，臨界病態(tài)電動機有可能在正常的負載電流下發(fā)生損壞現(xiàn)象。

　　⑶、電動機由某種原因造成嚴重過電壓影響。如：電網(wǎng)嚴重過壓（電器操作過壓、事故過壓、大氣過壓及非線性負載生產(chǎn)嚴重諧波等）對電動機繞組相間匝間對殼造成絕緣擊穿、破壞的惡性故障。

⑷、電動機不是在額定工作范圍內(nèi)運行。

　　2、 保護器自身方面

　　⑴、保護器自身故障不能正常工作，電子式保護器內(nèi)部電路基本上是由電子元件組成。電子元件也存在著弱點，熱穩(wěn)定差、防潮、防腐能力差、易受干擾，雖然元件在篩選上設(shè)計上精挑細選留有一定寬裕量，工藝上經(jīng)老化、浸化烘干處理，但損壞也有所難免，特別是在超出工作條件下工作。如：嚴重電磁污染區(qū)域，保護器可能出現(xiàn)不正常狀態(tài)，執(zhí)行電路不能啟用，電動機繼續(xù)帶故障運行，這時保護器等于虛設(shè)。（特別是無自我檢測功能的保護器）

　　⑵、保護器外圍電路，如輸入工作電源線路，各輸出接口端子、線路，若發(fā)生接觸不良、短線等，同樣可能使保護失誤。

　?、?、故障檢測方面局限性

　　以電流檢測原理的保護器，對于一些非電流原因引起過熱損壞電動機故障行為，如通風受阻、環(huán)境溫度升高、電動機掃膛（因軸承損壞引起擦鐵芯）等保護效率應(yīng)是有限的。

　　⑷、以溫度元件檢測原理的保護器，對于一些非過熱引起故障，如某種原因引發(fā)電動機絕緣損壞，根本沒有過熱行為現(xiàn)象，同樣也會失去保護實際意義。

　　3、 人為因素方面

　　電動機保護器同其他設(shè)備儀器一樣，不管怎樣先進、智能同樣需要人去操作、調(diào)試、維護、保養(yǎng)。假如使用者思想、技術(shù)素質(zhì)差不能正確合理使用或保護器已發(fā)生了故障警示，不去檢查處理并任意調(diào)正整定電流，那么同樣可能造成保護失敗。

　　4、 保護系統(tǒng)方面

　　上述提到電動機保護是一個組成系統(tǒng)，它與系統(tǒng)中其他用電器有著密切關(guān)系，保護中有控制、控制中有保護。保護器推動輸出級一般都采用容量較小的微型繼電器，它只能做驅(qū)動系統(tǒng)中其他電器跳閘。如接觸器，假如接觸器失去了電流分斷能力，這也是一個保護盲區(qū)。

　　小 結(jié)

　　綜上所述幾個問題，說明了電動機保護死區(qū)和盲區(qū)是客觀存在的，但不因某一保護失敗，就誤解了電動機保護器的保護作用和效果。

其保護死區(qū)，是指電動機在某一原因自身已存在著嚴重故障隱患或已形成損壞事實。這些保護技術(shù)力所不及區(qū)域稱為死區(qū)。而保護盲區(qū)不同，盲區(qū)大部分是對保護理解上形成意識誤區(qū)，可以通過人們主觀努力去克服改變的，如提高保護器產(chǎn)品質(zhì)量、精度和可靠性。在使用時做到正確、合理選用保護產(chǎn)品，建立必需人機管理制度，對電動機、保護器及保護系統(tǒng)中所用電器進行日常維護保養(yǎng)，定期檢查，使電動機保護控制整個系統(tǒng)處于良好正常狀態(tài)，起到較完美保護效果。