温控保护在增注电机中的应用

张锦明 史胜营 王建伟

摘 要：本文介绍了电动机温控保护器的组成和工作原理，该保护器采用XMT型温度监控仪与电动机感温元件通过导线连接使用，对負载过重、电流电压低、缺相启动和运行，匝间短路、绕线绝缘受潮、接线错误等其它引起的过热故障，进行有效的温控保护、显示指示及报警。

关键词：电动机；温控保护器；感温元件

中图分类号：TM343 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）11-0185-01

前 言

三相异步电动机因其结构简单，运行维护方便，机械特性能满足大多数生产机械的要求，在工业生产中是不可缺少的动力设备，用途很广。但由于电动机在运行中得不到有效控温保护，时常发生一系列的高温，使绝缘逐渐老化，造成烧毁电机故障，影响到正常的安全生产。针对此故障现象，了解造成绝缘值降低的根本原因，通过对电动机采取温控措施，如在配电柜内安装自动温控仪与电动机本体上安装感温元件，就可有效的抑制因电机温度升高而烧毁电机。

1 电动机过热故障的原因分析

1.1 匝间短路或绕组绝缘受潮

绕组内存在匝间短路，在短路线匝内流过很大的短路电流，使绕组过热，同时，由于短路线匝不做功，势必加重其他绕组的负担，使整个绕组过热。绝缘受潮后，定子绕组表面、绕组之间的泄漏电流增加，也会使电动机过热。

1.2 散热不良

当环境温度偏高（一般超过35℃）时，电动机散热效率降低，这是若不降低电动机的输出功率，电动机的温度将升高。电动机排出的热风不能很快的散开、冷却，又立即被电动机风扇吸入内部，造成热循环使电动机过热。

2 温控保护器组成与安装

XMT温度控制器是由感温元件和温控系统组成。外部由热电阻或热电偶、中间继电器、报警器等组成。XMT数显调节器起电动机温控保护作用，热敏电阻或热电偶及其它电子元件起温度取样作用。热电偶的主要特点测温范围宽（普通热电偶的取温范围在-200～+600之间），性能比较稳定，同时结构简单，动态响应好，传输距离远，测温原理为热电效应，即将温度信号转换为电动势信号，但热电偶的传输信号需要特殊的补偿导线来传输。热电阻的特性是灵敏度高、稳定性好、互换性和准确性比较好，它不需要补偿导线传输信号，但需要电源激励。针对电机升温现象，经反复的探索，对电动机升温设计了一套保护装置，使用了XTM温度监控仪。由于感温元件比较小，电动机吊环拆下来内径比较大，受电动机的振动，感温元件测试不准确，就想办法，用4分圆管锯成20cm长，并进行套扣，加工好成品后，安装在电动机吊环丝扣内。为了测试的精确，并在吊环孔内放少量机油。并把温控保护器温度取样热敏电阻感温元件放在加工好的圆管内，并在圆管上部用硅胶密封好，使感温元件牢牢地固定在电机上，不受电机振动和其他机械振动影响测温的精确度。并把XMT温度监控仪用自制凹形框架固定在KM1和KM3两个交流接触器中间，使温控器即防潮又防振，更便于专业人员进行操作。XMT温度监控仪安装在配电柜内后，使温控仪继电器的常闭接触点与配电柜内停止按钮串联起来构成回路。当温度达到设定值时，自动切断控制回路电源，报警器报警告知值班工作人员，并由专业人员到现场查清停机的原因后及时恢复。同时在现代化生产中，由于电动机在运行中得不到有效的保护，时常发生故障，影响到正常的安全生产。在油田生产中，由于外部环境及生产条件的影响，电动机故障时常发生，对生产造成很大损失。因此，对电动机实施有效而可靠地保护，不仅是保证生产系统正常运行的一项重要工作，也是电动机得到充分利用的重要手段。

3 温控保护与电流保护作用

（1）电动机原有的保护装置采用JDK6D-160Z型综合保护器，通过电流信号采集保护，采用特种电流互感器对被保护电动机主回路电流信号进行检测，并将其隔离，不会因为高电压串入保护器内部而损坏保护器。通过电流的检测可完成对电动机的缺相、堵转、过电流和短路故障参数变化的判断，当电动机、电力线路及控制参数出现异常，危及设备和人身安全时，及时保护达到保护电动机、电力线路和人身安全。

（2）现在安装XMT型温度自动保护装置后，通过热敏电阻或热电偶将电动机的温度转化为电信号，经放大电路将信号放大，放大的信号一路经数显调节器直接显示被测温度值。另一路进入保护器内温度控制器与设定值比较，经控制集成运算器运算后，经继电器输出。对环境潮湿、负载震动、电动机风扇叶损坏、端盖轴承磨损、扫堂及各种因素引起电动机过热升温造成的故障进行实时控制，有效的起到保护作用。

4 技术要求

（1）温控保护器安装在配电柜内，请不要随意拆装，更换柜子时由专业人员拆装。

（2）温控保护器温度取样热敏电阻或热电偶应牢牢地固定在电机外壳上，否则影响测温度的准确性。

5 改造后取得的效果

2008年本单位电机维修费、车辆使用和材料费用总支出达百万元以上，在更换电机过程中存在很多不便和繁重高强度的体力劳动。因为增注站泵房内，泵体与流程管线阀门的连接空间比较窄，起重机进不去，只能靠人抬及撬滚电机，并使用倒链进行慢慢就位。这种工作方式不仅耽误时间而且影响了平稳注水。一年来，通过对三十多台电机进行了温控保护，电机因温升而使绝缘降低烧毁电机的事故率大大的降低，有效的节约了成本和大量的人力，减少了劳动强度，确保了正常的平稳注水，为原油的开采发挥了积极的作用。下一步计划把温控仪安装到生产中的所有电机设备中，确保安全生产，减少电机事故率。

6 结束语

中原油田采油三厂大量使用增压柱塞式注水泵给地下油层注水，该种注水泵注入压力高，最高可达45MPa压力，负载大，运行时振动也大，加上环境潮湿、电动机故障率也高，其中80%以上的故障与电动机温升有关，因此，温控保护器非常适合此种环境的电动机保护。目前在运行的三十多台电动机上使用了温控保护器，在近一年的运行中，该装置仪表上显示的温度和超温数据准确，灵敏度高，在电气参数异常和超温情况下，能够迅速切断电动机电源，使用温控保护器对电动机起到有效地保护。一年中没有发生电动机烧毁事项，给单位直接间接创效达60万元以上。

收稿日期：2018-3-15