控制电路设计导致电机供电断路器跳闸案例研究

台化塑胶宁波有限公司 楼康标

控制电路设计导致电机供电断路器跳闸案例研究

台化塑胶宁波有限公司 楼康标

本文研究了两例电机启动控制电路的不良设计，导致电机主动力供电断路器跳闸，经改善后正常运行，本文给类似电机启停电路设计提供了参考和借鉴。

控制；断路器；跳闸；启停

工厂供电系统中，三相交流电机或直流电机作为水泵、真空泵、压缩机、螺杆泵、风机、切粒机、挤出泵、屏蔽泵等设备的动力来源，几乎给所有设备的提供动力，因此对电机的保护极为重要。为保护电机，通常有断路器作为瞬时过电流和短路保护，积热继电器作为长时间过负载保护。而为了使启停能够适应负载的性能，需要设计相应的启动控制线路以确保较小的启动电流并能够能够顺利启动负载。比如风机为重负载，不易启动完成，通常会使用Y-△启动、串电抗器启动等启动方式；屏蔽泵因依靠泵内部输送流体冷却自身，为避免输送流体过少，冷却不足，设计低电流保护；对一些不可逆转设备有防反转保护；另外还有缺相保护、三相电流不平衡保护等措施，依设备类别和需要分别选用。

在出现空断路器跳闸时，通常异常点为马达线圈故障或动力线破损导致相对相、相对地短路，或者马达接线错误等原因，造成瞬间产生短路过电流导致断路器跳闸。

控制线路的不正确设计，也会导致动力回路接触器不正确或不规律的动作，导致电机主供电回路断路器跳闸，而这往往不太容易引起查修人员的注意而导致无法查到真正的跳闸原因，耗费较长时间的查修而影响正常的生产。

下面分析本人在工作中遇到的两例因控制电路的不良设计而导致的电机启动中或运行中断路器跳闸异常的分析和处理。

1.串电抗器启动导致主断路器跳闸分析

本厂热媒油泵浦，拖动电机185KW,采用串电抗器启动，电抗器投切控制线路如图1。泵浦启动时，先投入接触器MC1，电抗器投入运行，起到限制电机启动电流的作用；时间继电器TR计时30S后泵浦电流趋于稳定，时间继电器TR的一组常闭接点控制断开MC1，同时时间继电器TR的另一组常开接点导通和MC1的常闭接点导通使接触器MC2得电。以上动作顺序为先断开MC1切离电抗器，后导通MC2导通电机主电路。实际空车试车中，在MC1断开后，MC2吸合的瞬间，500A NFB主开关跳闸，经检查未发现动力线路异常。

综合分析控制线路和动力线路，主开关跳开原因为：MC1吸合30S后，电机已经正常运转，此时断开MC1，电机以一定的惯性继续运行，电机产生回馈电流；此时MC2吸合，电网供电给电机；电机回馈电流和电网电流相交汇，产生类似于短路电流的高电流，导致500A主开关跳脱。

依据以上分析，尝试修改MC1和MC2的动作顺序，让MC2先吸合，然后再断开MC1，使电机启动后切除电抗器时，主电路不再有断开时间点，一直保持供电运行。

方法一：短接图1中改善1位置的TR常闭触点和改善2位置的MC1常闭触点。由MC2的吸合来控制MC1的断开，从而切除串联的电抗器。

方法二：短接改善1位置的TR常闭触点和改善3位置的MC2常闭触点。MC2和MC1将同时保持吸合，电流经MC2流到电机，电抗器的抑制电流突变的功能因为MC2的投入而不起作用，电抗器不再切离主电路。

2.油压开关导致断路器跳闸分析

本厂均质机，用以均化提高产品的分子量，因需要高油压驱动均质机往复运动，在控制上，先启动油压泵，在油压达到设定压力10kg/cm2后，油压开关常开接点闭合启动均质机，详图2。

图1 串电抗器启动控制图

图2 油压开关导致断路器跳闸控制线路

生产中，正常运行中的主电源短路跳闸，经检查均质机主马达回路，动力相线及马达线圈对马达外壳的绝缘在1MΩ左右，绝缘偏低，分析认为虽然绝缘偏低但不至于导致主开关跳闸。主开关复位，重新启动均质机，运行正常，但运行一段时间后又突然主开关跳闸。

确认动力电缆和主马达绝缘未相间短路或对地短路后，分析控制回路，发现有可能是油压的波动导致。因润滑油质裂化或吸附较多水分，导致润滑油可被压缩，造成油压的波动；油压开关断开停止均质机；但油压又马上建立满足均质机启动条件，如此造成均质机停止后，未完全停住前，又重新启动，电机回馈电流和电网电流相交汇，产生类似于短路电流的高电流，导致500A主开关跳脱。

3.依据以上分析，我们做以下处理

3.1 更换均质机润滑油，并以6个月为周期定期更换润滑油。

3.2 为避免类似异常再次发生，修改不以压力开关直接启动均质机；改为压力开关先控制时间继电器，计时15S后再启动均质机（详如图2中云状线部分）。这样即使油压压力波动，均质机会在15S内完全停止后再正常启动，不会造成主断路器跳闸；如15S内油压压力在10kg/cm2上下连续波动，则均质机将不会再启动。

经改善，上述两例电机均能够正常工作，不再发生断路器跳闸异常。上述案例给我们查修电机启停和运行中的断路器跳闸异常扩展了思路，值得大家借鉴参考。

[1]李正吴.新电工手册[M].安徽科学技术出版社出版,2000．

楼康标（1982—），男，硕士，从事设备维修和管理工作。