隨著新理論、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，電動機行業(yè)的發(fā)展總體來說是比較迅速的，低壓、高壓電動機逐步使用到爆炸危險場所的各個領(lǐng)域，近年來出現(xiàn)了很多新型的增安型防爆電動機，如：低壓增安型電動機、低壓增安型變頻電動機、中高壓增安型異步電動機、中高壓增安型同步無刷電動機等，極大地滿足了廣大用戶的實際需求，為我國國民經(jīng)濟的發(fā)展提供了有力的設(shè)備支持。
增安型電氣設(shè)備是適用于爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備的一種，國家標準GB3836.3―2000的有關(guān)條文中對它有專門的定義和解釋。增安型設(shè)備定義為：在正常運行條件下不會產(chǎn)生電弧或火花的電氣設(shè)備進一步采取措施，提高其安全程度，防止電氣設(shè)備產(chǎn)生危險溫度、電弧和火花的可能性的防爆型式。標準中明確規(guī)定增安型設(shè)備不包括正常運行情況下產(chǎn)生火花或電弧的設(shè)備。增安型電動機就是基于此要求設(shè)計而成的。增安型電動機要求tE溫度保護，從而使增安型電動機能經(jīng)濟可靠地在爆炸性氣體環(huán)境中使用。對增安型電動機的其他故障因素，需要進行相應(yīng)的保護。其他保護則依照普通電動機運行的保護要求進行，這方面有相關(guān)的國家標準，設(shè)計方和用戶方可自行選擇。新的國家標準GB3836.15―2000中也規(guī)定了配置有合適熱保護裝置的*e*型低壓異步電動機適用于1區(qū)環(huán)境（起動頻繁和環(huán)境條件惡劣除外）。并重點強調(diào)了熱保護器的要求和使用范圍。這使得普通負載的增安型電動機的防爆安全性能得到了進一步的認可，使其使用范圍進一步擴大。為增安型防爆電動機的廣泛使用提供了標準依據(jù)。但同時也規(guī)定了起動頻繁及中高壓增安型電動機只能適用于2區(qū)的要求。從這些條款要求中可以看出，增安型防爆電動機必須和合適的熱保護器共同使用才能達到預(yù)期的防爆目的。GB 3836.3―2000標準中對增安型電動機的溫度保護，應(yīng)該按電機的工作性質(zhì)、運行方式及不同電機正常運行時所產(chǎn)生的熱的分類而進行保護。GB 3836.3―2000中tE時間的定義為：交流繞組在最高環(huán)境溫度下達到額定運行穩(wěn)定溫度后，從開始通過最初起動電流Ia時計起直至上升到極限溫度所需的時間。具體來說，標準中對該型電機的設(shè)計、制造及運行中的tE保護都很明確地進行了定義。如加強絕緣等級、增加容量裕度系數(shù)、配用合適的tE保護裝置等。現(xiàn)就各型增安型電動機對其配用的保護器進行分析探討。
一、對于電機連續(xù)運行工作狀態(tài)下（I）的溫度（E）保護包括容易起動和不頻繁起動不會出現(xiàn)明顯的附加溫升，允許采用反時限過載保護裝置的增安型防爆電動機。該種運行方式的增安型電動機，國家標準中明確規(guī)定了配用的保護器的保護曲線和保護定義。詳見GB3836.3―2000附錄D.電動機在普通工業(yè)安裝（含保護）外，應(yīng)加裝反時限延時過載保護裝置（如，帶有熱過載繼電器的電動機開關(guān)）以保證當電動機出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)時，在tE時間內(nèi)斷開電動機電源。我國的增安型防爆電動機（YA、YA2），是由防爆電機歸口單位南陽防爆電氣研究所組織行業(yè)統(tǒng)一設(shè)計的。其tE時間的設(shè)計、計算基本按照GB 3836.3―2000中5.1條的保護曲線確定的，即不同型號的增安型電動機雖然tE保護曲線不同，但必須要高于圖示曲線上方，否則為不合格。這樣，所有的電機保護器制造企業(yè)所制造的tE保護器的保護曲線比較容易擬合和確定，只要保護曲線在GB3836.3―2000中5.1條的保護曲線的下方，即可滿足對增安型電動機（YA、YA2）的有效保護。加上允許有20%的誤差，使得保護器制造起來其精度比較容易達到。這類電流型保護器分兩類：一類為熱繼電器型，如蘇州西門子電器有限公司引進德國西門子公司技術(shù)生產(chǎn)的3UA58e、3UA60e、3UA61e、3UA62e產(chǎn)品，已于1999年通過國家防爆質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的檢驗認可，并投入工業(yè)運行；第二類為電子式保護器，該類保護器是在國家頒布取消熱繼電器后開發(fā)出來的新一代科技含量較高的替代熱繼電器的產(chǎn)品，國內(nèi)外的同類產(chǎn)品型號規(guī)格比較多，大多采用組合式一體化結(jié)構(gòu)，即信號互感器和信號處理、控制單元一體化。電子式保護器分數(shù)字型和模擬型，保護、控制精度要比熱繼電器高，保護曲線擬合精度較為理想。從國家防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（CQST）檢驗結(jié)果中可以看出，國外產(chǎn)品主要在信號互感器精度、電磁兼容、使用環(huán)境條件等方面比國內(nèi)產(chǎn)品要高。南陽防爆電氣研究所也配合YA2增安型電動機的統(tǒng)一研制，專門開展了YA2tE時間保護器的科研工作，詳細分析了YA2運行保護技術(shù)要求，并針對國內(nèi)外現(xiàn)有保護器的性能、特點等，編制了關(guān)于YA2增安型電動機tE時間保護器的保護曲線、性能要求、制造、檢驗等文件，進一步指導(dǎo)增安型電2其他類型運行工作狀態(tài)下的增安型防爆電動機如果將增安型防爆電動機應(yīng)用于吊車、牽引機車、控制等方面。此類增安型電動機的溫度保護在使用上述1中定義的tE時間保護器時，如選用、配置不合適，則使增安型防爆電動機失去防爆性能。這是因為此類電機屬于頻繁起動或困難起動運行方式的增安型防爆電動機，工作時，電機的起動特性及起動運行后的溫度積累，與普通運行方式下增安型電動機有著本質(zhì)的區(qū)別，對于這類運行方式的增安型電動機，不宜采用熱繼電器和電子類tE時間保護器，原因是困難起動或頻繁起動的電動機的發(fā)熱會發(fā)生積累，一般的熱繼電器或電子tE保護器不能對電動機進行有效的保護。GB 3836.3―2000中規(guī)定了當起動時間大于1.7XtE時間，就屬于起動困難，此類電動機應(yīng)配置特殊的保護裝置。最佳的溫度保護方法是選用電機繞組內(nèi)每相預(yù)埋熱敏元件（如PTC熱敏元件、熱電偶等）。但這樣的保護應(yīng)在電機制造廠的使用說明書中明確給出，并在選好保護類型的基礎(chǔ)上和電機一并送國家認可的防爆質(zhì)檢機構(gòu)試驗確認，并在產(chǎn)品的防爆合格證中明確保護器的類型、規(guī)格和生產(chǎn)廠家等，這是十分必要的。
二、增安型變頻電動機的溫度（E）保護動機如時間保護器的檢驗和取證工作。伽也釀丨瓢如果采用電流型保護因電流取樣互感器在增安型變頻電動機是近幾年來發(fā)展起來的新產(chǎn)品，根據(jù)其工作運行特點和變頻特性，對其在運行過程中可能出現(xiàn)的故障、以及故障引起的危險溫度等涉及防爆安全的問題，國內(nèi)外相關(guān)資料很少。GB 3836.3―2000中只是規(guī)定了防爆檢驗必須和相配套的變頻器一起檢驗、取證。其試驗方法和相關(guān)的試驗標準、技術(shù)要求都沒有明確定義。理論上講，在和電機一起檢驗取證時，其試驗項目和普通增安型電動機是一樣的，重點是要確定在其可預(yù)料的運行狀態(tài)下試驗，而且該運行模式應(yīng)在電動機的使用說明書中和防爆合格證中，注明其試驗時的運行方式，并明確所配用變頻器在工作設(shè)置時應(yīng)滿足上述試驗時的方式，不可隨意更改運行模式，否則增安型變頻電動機試驗時，應(yīng)在可預(yù)料的最嚴酷的運行模式下進行防爆項目試驗。該類型電機的溫度保護應(yīng)采用溫度型保護增安型防爆電動機的發(fā)展及保護低頻時信號無法確定，致使保護器無法準確測取相關(guān)信號而起不到保護作用，采用溫度型保護器，如電機繞組內(nèi)每相預(yù)埋熱敏元件（如PTC熱敏元件、熱電偶等）可準確達到相關(guān)標準要求的溫度保護。
三、高壓大型增安型三相異步電動機和高壓增安型無刷勵磁同步電動機的溫度（E）保護對于高壓大型增安型三相異步電動機的溫度保護，基本上與上述幾種保護方法類似，不同之處是在進行tE時間保護的同時，一般還要加裝定子溫度監(jiān)測設(shè)備、三相磁平衡保護裝置、軸測溫設(shè)備等，國內(nèi)各制造廠家提出的保護方式基本差不多。
國外生產(chǎn)的電機一般保護比較多，但大多采用綜合性保護，在此方面，國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品與之相對應(yīng)的還沒有。限于實驗設(shè)備、試驗方法等因素，電動機和保護器的配套檢驗方面還不是很完善。存在電機生產(chǎn)廠家和保護器配套廠家脫節(jié)的現(xiàn)象。對于高壓增安型無刷勵磁同步電動機的溫度（E）保護，基本上與高壓大型增安型電動機的綜合保護器一樣，但高壓增安型無刷勵磁同步電動機的溫度（tE）保護要復(fù)雜得多，這與它的運行方式相關(guān)，高壓增安型無刷勵磁同步電動機本身技術(shù)含量就比較高、設(shè)計制造比較復(fù)雜。需要保護的發(fā)熱部分比較多，如定子繞組、起動電阻、勵磁發(fā)電機勵磁繞組、異步起動時間過長保護、過勵保護、失步保護、失勵保護等等，這些保護的失效都有可能引起局部溫度的過高，從而使防爆失效，并有可能引起更為嚴重的事故發(fā)生。對高壓大型增安型三相異步電動機和高壓增安型無刷勵磁同步電動機的溫度（E）保護，配套研究在國內(nèi)還沒有引起有關(guān)方面的足夠重視。所以制造廠和用戶在生產(chǎn)和使用這些產(chǎn)品的過程中應(yīng)及時總結(jié)經(jīng)驗，為今后我國電機綜保產(chǎn)品的發(fā)展提供借鑒。
四、結(jié)論
隨著國內(nèi)防爆增安型電動機和配套的溫度保護裝置的進一步完善，石化部門環(huán)境的進一步改善和對增安型電動機認識的逐步加深，增安型電動機在不遠的將來使用會越來越普及。如何正確選型、使用和維護增安型保護器也是增安型電機用戶必須掌握的。研制出性能良好、可靠性高、便于維護、物美價廉的各類專用增安型電機保護器，是解決增安型電動機普及和使用的關(guān)鍵。也希望有關(guān)行業(yè)部門在電動機保護器的標準制定、研制等方面加強引導(dǎo)，及早將我國增安型電動機推向更廣闊的市場。（南陽防爆電機）
|
關(guān)于我們 
南陽防爆電氣：增安型防爆電動機的發(fā)展及保護
