电动机的安全要求

电动机的安全要求（全)一、电动机的安装环境要求1.通风良好（防止电机过热，烧毁,必要时可加换气扇或通风设备来改善通风条件）2.不潮湿（防止绝缘电阻降低，漏电可能性增大，生锈腐蚀。易导致金属间接触不良，接地回路电阻增大甚至断开，危机电动机安全运行）（提高防护等级；采取必要防潮措施，如垫高安装基础，加装吸湿机等）3.灰尘少（防止绕组吸附灰尘，散热条件变坏，绝缘性能下降）（选择清洁环境；提高防护等级；采取其它防尘措施）4.环境温度低（防止缩短工作寿命）（通常规定电动机绝缘的最高工作温度为40℃，高于40℃时应降低定额使用；特殊用途电动机除外；更不能置于其他设备热排气流中）（机壳温度一般比绕组温度低20℃~25℃）5.操作和维护方便（防止操作不方便情况下，容易引起工作失误或疏忽而导致故障）6.安装基础要求①较强机械强度，不易变形；②固定牢靠，保持电机在规定位置和状态而不产生位移；③抑制振动传递.二、电动机机械安装安全要求这方面涉及电动机的安装型式，安装尺寸和电动机的传动方式，机械联接件等方面的问题。1.安装型式：应根据负载机械情况适当选用。国家标准GB997-81〈电机结构及安装型式代号〉提供技术规范。立式：带凸缘，带底脚等型式卧式：带凸缘等型式2.安装尺寸：通常采用标准尺寸。用户可向生产厂家订制特殊尺寸的电动机。国家标准GB4772-84〈电动机尺寸与公差〉及相关标准中有规定。3.电动机的传动方式：应根据负载机械情况来选定。直接传动：使用联轴器将电动机与工作机械直接联接起来的传动。优先选择。效率高，设备简单，运行可靠。注意保证联轴器与轴的轴线在一条直线上，防止变形，折断；需校验联轴器的机械平衡，防止机组异常振动；联轴器与轴之间不能有多余间隙，防止配合松动与轴键变形折断；键与键槽不应有间隙，定位螺钉应充分拧紧固定；应尽量选用弹性联轴器，减轻两轴安装误差产生的不良误差。齿轮传动：适用于传动比可变的传动场合。齿轮变速装置与负载机械之间也需要联轴器来联接。皮带传动：适用于传动比可变的传动场合。两皮带轮轴线应平行且皮带轮宽度的中心线应重合，应校验皮带轮的机械平衡避免振动；皮带轮与轴的间隙不能太大；皮带长度适当，以免传动困难或打滑；三角带与皮带轮应有正确接触；增设防护设施。机械联接件：主要为螺纹联接件，铆钉联接件。用来把电动机固定，或把机械部件连接成整体，或用来联接导体形成电气通路。要求机械强度高，防止各种机械力作用下产生塑性变形；不采用软性或易于发生缓慢塑性变形的金属材料来制作，需考虑联接部位的温度，受力情况，应有良好的耐热性抗腐蚀性；联接应牢固可靠，防止松动，螺钉足够长度，使用弹簧垫圈，双螺母等有助于防止松动。三、电动机的电气接线的安全技术涉及供电线路导线的合理选择，供电线路的正确布设，安装接地布置及按电动机接线图正确接线等内容。1.供电线路导线的选择电动机的供电线路有室内（有绝缘外皮的导线），室外（室外架空线常采用裸导线）两类。正确选择导线有助于防止过热和电能损失。除符合电线电缆行业的有关国家标准或部颁标准外，还应注意以下几个方面：①电气性能：与导线材料及外皮绝缘材料的性质有关。注意：导线的允许电流不小于正常运行时的电流安全值。不仅大于电动机的额定电流，而且还应大于线路中熔断器的额定电流。导线的额定电压不低于电动机的额定电压。否则，导线绝缘性能会变坏。导线的电压降（电压损失）—可能导致电动机实际工作电压低于其额定电压值，使电动机启动困难，过载等。应给予限制。导线绝缘材料的性能（工作温度，耐热性，耐腐蚀性，阻燃性）。`阻燃绝缘导线有很强的阻燃能力，优良的介电性能和耐热，耐腐蚀性能，是提高安全质量的较理想的导线。②机械性能（机械强度，柔软性两方面）机械强度取决于导线的材料性质和最小截面积。理论上，应根据导线通常可能遇到的最大外界机械拉力来计算导线所需机械强度。柔软性取决于导线的材料及线芯的结构型式（主要是线芯根数及绞合方式）。铜的柔软性比铝好。电动机接线柱上的引出线应尽可能选用柔软性好的绝缘导线。固定布设且弯曲较少的线路可采用铝导线。③导线连接（影响供电线路运行安全的一个重要因素，常被忽视或不被重视）导线接头：是线路的薄弱环节，易发生故障。应尽量减少接头数，减小接触电阻，机械强度不应低于导线的80%，绝缘强度不应降低。导线的接线端子：（由用户自行连接供电线路的电动机都设有外接导线的接线端子，通常采用螺栓端子形式）应有良好导电性能和足够的机械强度两个方面。使用中注意端子锈蚀情况。端子不用于固定其他任何零件；适当压力夹紧导线；配有TO型压接端头或弓型垫圈。2.布线：室外（架空拉线），室内或室外沿建筑物墙壁（木槽板，塑料槽板，瓷夹板，瓷柱，瓷瓶，穿钢管，塑料管布线及沿钢索等）布线。注意：墙板布线，穿管布设的绝缘导线不能有接头；穿钢管布设的三相导线应置于同一钢管内，不允许每相导线分别穿管布设。布线路径：因地制宜，合理设计，选择短路经，避免路径上可能存在的安全隐患，如外力作用，潮湿（包括热空气冷凝），某个热源发热等。3.接地和接零（保证电气设备乃至电力系统正常运行和人身安全的重要防护措施）当电动机绝缘老化或击穿时其金属外壳就可能带有危险电压而引发触电事故.接地—将正常情况下不带电的机壳用接地装置与大地可靠连接.适用于三相三线制中性点不接地的电网系统中.接零—将机壳与中性点直接接地系统中的电网零线紧密地连接起来,适用于电网中性点直接接地的低压电网系统中.(注意:同一系统中,不允许一些电气设备保护接零,而另一些电气设备保护接地)(对电动机，电网中性点接地时，不能只采用保护接地；中性点接地的电网系统，重复接地《同时采用两种方式》可以克服单独保护接地或保护接零的不足，加强安全保护功能)①接地装置（包括以上两种）在电动机中安全标准的具体要求a)电动机的保护接地装置应符合国家标准GB775-87；只有其电压对人体安全不够成为威胁或其绝缘保护极其可靠的情况下，才可不采用。b)电动机机壳与保护接地装置之间应永久，可靠，良好的电气连接（即使当电动机在设备底座上移动时，保护接地导体仍应可靠连接）。c)采用端子连接接地导线时，端子应满足接线端子的安全要求。其连接必须可靠，无工具不足以将其松开；此端子不能兼作它用。d)保护接地导体应有足够韧性能承受电动机振动应力并应有适当安全措施。e)接地导体与端子及其连接装置的材料应具有相容性，应是电的良导体，抗电腐蚀。黑色金属应电镀或有效防锈。f)接地连接应确实贯穿油漆等非导电性涂层，采用冷压接地或其他等效℃℃℃手段，不用铰接和锡焊。接地线必须用整线，中间不能有接头。g)端子的螺钉和接地导体应有足够截面积，接地导体截面积应符合国家标准GB755-87规定。h)接线装置若为接地端子，应有接地标志；若为接地软线，应是黄绿双色的绝缘线。四、电动机安全运行要求电动机的发热与允许温升，发热与电机可变损耗（铜耗，与功率有关），不变损耗（铁耗，机械耗等与功率无关），环境温度，散热能力有关。电机允许温升还与绝缘材料有直接关系。电动机内耐热能力最弱的部分是绝缘材料，其允许温度有限度，再此限度下，其物理化学机械电气等各方面的性能都较稳定，工作寿命一般为20年；超过此限度，其机械强度和绝缘性能很快降低，寿命大大缩短，甚至烧毁。绝缘材料允许温升，就是电动机的允许温升；绝缘材料寿命，一般也就是电动机的寿命。国家标准GB755-87中规定，电机运行地点的环境温度不应超过40℃，设计电机时也规定取40℃为我国的标准环境温度。这样，电机的最高温升等于绝缘材料的最高允许温度与40℃的差值，用下表示。电机绝缘材料的最高温度与温升绝缘等级AEBFH最高允许温度（℃）105120130155180最高允许温升（℃）658090115140电动机应按国家标准GB755-87和产品标准规定的环境条件运行；电动机绕组，铁心，换向器，集电环的温升与轴承的温度限值，测量方法和修正值应按国家标准GB755-87中第5章的规定执行；电动机运行中的额定温升，应按厂家的电动机铭牌温升值的规定。应保证在任何运行方式下，均不超过其温升限值。五、电源有扰动时的安全要求电动机的运行性能与电源质量有关。影响电源质量的三种不正常因素是电压波动，电压畸变和供电短时中断。电压波动：正常运行时一般允许电源电压在一定范围内波动（如+10%~-5%），可保持动机出力不变和正常运行。过载供电线路可导致电源电压降低，启动大容量重载电动机可能造成短时电压降低。过高或过低的电压可能导致用电设备的损坏，甚至会使设备监控系统产生误操作。对电动机，运行电压超过允许范围时可能产生下列危害：1.启动时，电源电压下降过多，启动缓慢甚至不能启动。对异步电动机，启动转矩与电压的平方成正比。电压降低10%，启动转矩降低20%。2.运行中，电压低负载不变时，转速会下降（甚至停转），电动机电流会增大，电机过热，影响寿命，甚至烧毁。电压畸变：指电压波形偏离了正常的正弦波。常见波形尖峰，电压出现电噪声干扰。3.电压波形尖峰指超出正常电压的短时冲击。低能量的小尖峰主要来自感性负载的开关，为工厂常见现象。较大尖峰主要由闪击放电在电源线上传输产生。持续时间极短暂，峰值可达5~10倍正常电压。它可能使控制装置中存贮的数据丢失或造成误操作，也可能立即造成设备的损害或进而产生难以查知的随机损害。4.电噪声（目前较为常见的一种电源扰动形式，纠正可能也较容易。但对它检测有一定难度）幅度较低的电压尖峰会造成电噪声干扰。无线电波的发射，计算机，商用机器等乃至接触不良的电联接都会产生电噪声。它会造成计算机误动作，控制设备各部件之间的相互电磁作用可能产生足够大的电噪声，从而导致运行错误。尽管大多设备中装有滤波器，仍应避免在电噪声严重环境中工作。5.供电短时中断仅仅5ms的短时完全中断就可能停止一些敏感电气设备的工作。对使用者，麻烦是控制装置中存贮的数据丢失或需要时间重新编写程序。六、电压不对称时的安全要求交流电压三相不对称可能由三相负载大小负载不相等，变压器三相抽头设置不一致，线路联接不良等因素引起。三相不对称对电机的危害：1.电动机输出转矩下降，甚至停转。启动时严重不对称会导致不能启动，同时绕组中电流较大。2.会使电动机一或两相绕组电流增大，过热，缩短寿命。3.运行中振动增加，产生噪音。通常要求电动机额定状况时，不对称率不能超过5%，即：（最大电压—平均电压）/平均电压×100%≤5%。七、频率变动时的安全要求电源电压为额定电压时，频率过高会使定子电流增大，输出转矩减小，重载时电机会停转。频率过低会使定子电流增大，电机损耗增大，转速下降，影响电动机的通风冷却。通常要求电动机的电源频率的变动范围不超过1%。当前我国电网质量较差，电压和频率的偏差往往超过上述范围要求。所以，选择和使用电动机时应对电网质量充分了解。八、电动机启动的安全要求启动时要求启动转矩足够大；启动电流不太大。启动电流太大会带来两种危害：电网容量不够大时，使电网电压显著减小，启动转矩减小；影响其他电气设备正常使用。三相异步电动机直接启动时，一般启动电流为额定电流值的4~7倍。一般情况下，对经常启动的电动机启动电流引起的电压降不超过10%，不经常启动的在15%以内，就允许采用直接启动。降压启动只适用于启动转矩要求不高的情况；如要求启动电流小，启动转矩大，就需要启动性能好的异步机，深槽式，双笼式异步机，绕线式异步机常用。九、电动机机械部件的安全运行要求包括机械部件材料，结构，机械强度，防锈蚀等方面的要求；滚动轴承中润滑剂的作用：散发热量（温度高，润滑剂性能下降）；防锈蚀；防止异物进入；滑动轴承优先选择使用石油精练高级润滑油；使用过多润滑剂是造成绝缘故障的最常见原因之一；电动机稳定运行时，轴承允许最高温升（标准环境温度为40%时）规定为：滑动轴承40℃，滚动轴承60℃；温度每升高约14℃，润滑剂使用寿命减少一半。