摘要：在生產過程中，如果設備運行不暢，或出現故障，將直接影響生產活動的正常進行，給企業帶來巨大的經濟損失。導致設備故障的關鍵因素之一是電機問題。由于保護措施不到位，電機停止運行甚至直接燒毀，影響生產質量和效率。

本文通過對泵電機保護措施的討論和研究，希望幫助相關人員開展工作，確保泵電機在生產過程中的良好穩定運行。并介紹了適用于泵電機的ARD2F系列電機保護器。

關鍵詞：水泵電機、電機、智能保護

一概述

目前，水泵系統設備中使用的電機大多采用熱繼電器。作為電機的過載保護元件，由于其體積小、結構簡單、成本低等優點，在生產中得到了廣泛的應用。但由于熱繼電器靈敏度低、誤差大、穩定性差，保護不可靠。受環境、溫度、材料等影響，電機的保護已不能滿足現代生產的需要。

二水泵設備電機損壞原因及改進目的

電機超負荷運行、在相對潮濕的環境中工作、散熱問題或電流過大都可能導致故障，其中泵電機因設備進水而燃燒的比例相對較大。一方面，為了提高傳輸效率或安裝空間，大多數泵電機屬于集成泵組合系統，即電機和泵葉輪采用相同的傳動軸，主要通過機械密封防止水或其他液體進入電機繞組，但機械密封難以有效預防，一旦損壞，電機進水后不可避免地發生故障。另一方面，泵電機的工作環境不可避免地會接觸到水或其他液體，這進一步增加了進水燃燒的風險。

對于一些制造企業來說，一旦電機停止或運行異常，就會影響產品的生產進度和生產質量，不僅會增加生產成本，而且對企業的長期發展極為不利。對電機保護器的選擇也提出了嚴格的要求。因此，在選擇保護器時，必須考慮電機與保護器之間的合理配置關系。理想的電機保護器不是功能最多的，也不是所謂的zui先jin的，而是應滿足現場的實際需要，實現經濟可靠的統一，具有較高的性價比。

三智能電機保護器的現場應用和選擇

以普通智能保護器為例，介紹電機保護器外部輸入與保護器之間的合作關系，為選擇和使用提供一些參考。

幾種常見的導致電機故障源輸入信號連接方式。主要包括:電壓信號輸入、電流信號輸入、零序信號輸入和溫度信號輸入。電源由交流220V供電，輸出方式由接觸器直接控制。其他輸入輸出功能，如模擬輸出，可以直接連接到電壓表、電流表和其他外部設備的驅動信號。RS485通信接口可用于遠程計算機連接監控電機，作為大型設備和危險操作場所至關重要。開關量信號輸入可作為電機啟動模式選擇，使用靈活。作為擴展功能備用。

1欠壓、過壓、缺相保護

（1）欠壓

當供電系統出現異常情況，電壓降到一定程度時，電機會出現疲勞、堵塞，達到幾倍的過電流。有時，在電壓恢復的瞬間，即將停止或已經停止的電機同時運行，會導致線路電壓再次下降，并盡量避免在配電系統中。因此，進入欠壓保護是非常必要的。

（2）過壓

外部原因：由雷擊引起。

操作過電壓：由分閘、合閘等開關操作引起的線路電感在器件兩端感應過電壓。

在供電系統中，相電壓高于預設的保護電壓值，保護器動作，斷開常閉觸點，斷開KM，斷開主觸頭，停止電機。從而保護電機。

（3）缺相

在水泵系統中，相當一部分設備采用三相不接地供電。當供電系統中某一相斷電時，設備的電機電流突然增大，輸入電壓異常。當電壓值異常于設定值時，保護器動作。切斷KM接觸器。

2過流保護

過流保護是電機保護的重點，對電機的危害最大。主要包括過載、短路、堵塞、三相不平衡等。我們使用電流互感器作為檢測和輸入元件。

（1）過載

在某些情況下，如果電機的實際使用功率超過電機的額定功率，則稱為電機過載。過載電機的工作電流大于其額定電流，通常在1.5倍以內。一旦超出正常范圍，保護機構，切斷接觸器，發出過載信號。

（2）短路

三相電機的短路比較復雜，包括單相接地短路和相間短路；單相接地短路時，任何一相直接與PE線短路，一般不會燒毀電機，但會在電機外殼帶電，容易引起觸電。另一種是相間短路，包括兩相短路和三相短路，三相短路電流會大很多。電機內部短路主要是由電機繞組的絕緣損壞引起的，絕緣損壞一般是由電機長時間過載引起的。當電機絕緣損壞、內匝間短路、接線錯誤等時，會出現短路現象。瞬時短路電流會使保護器移動，避免事故進一步擴大。

（3）堵轉

當負載突然增加時，電機本身的內部問題(軸承損壞、掃膛)、傳動機構、變速器等，上述任何環節的問題，都是阻塞的原因。阻塞將繼續增加電機的電流，可達到額定電流的7倍，并在稍長時間內燒毀電機。當電流值達到保護器的設定值時，保護器動作。

3零序保護

零相序保護輸入端，正常運行的電機電流大小和向量之和等于零，零序互感器二次線圈的電流也為零。當接地故障發生時，零序互感器二次線圈將出現較大的電流，并發出信號切斷電源。零序保護主要用于漏電保護。

4溫度檢測

高溫是電機絕緣的殺手。有時電流值沒有達到保護值，但當溫度足以損壞絕緣狀態時，應予以保護。在電機內安裝熱敏元件時，由于環境溫度變化、散熱不良等原因，設備異常導致溫度升高，超過我們設定的溫度范圍。保護器執行保護動作，切斷電機電路，避免高溫造成的設備損壞。

以上，我們只輸入了幾種常用的保護措施。對于一些不經常檢查、距離長、危險場所（如高溫、腐蝕），應配合遠程控制功能，確保設備正常運行，確保人員安全，使生產順利進行。

對于一般電機，上述保護環節基本能滿足現場需要。當然，還應考慮現場環境，如現場濕度、環境溫度、操作端與執行端之間的距離、設備維護周期、對電網波動的敏感性等。

經過上述改進，我們可以提前預測電機的運行狀態，并在出現問題時盡早判斷。通過保護器的回顧功能，還可以判斷問題的基本位置，為維護提供依據。

四保護器選擇分類

現代智能電機保護器在實際生產中還有許多功能，如回顧功能、遠程通信、遠程控制、多種啟動方式選擇等。

保護器分為：普通型、數碼顯示監控型、智能監控中文顯示型。

1一般普通型

結構相對簡單，主要功能是突出過載、缺相（三相不平衡）堵塞等故障保護。故障類型由指示燈顯示。

2數字顯示監控型

數字顯示監控保護器，內部電路采用單片機，以數字管為顯示窗口，智能綜合保護，集保護、測量、通信、顯示于一體。設置電流采用數字設置，用戶可自行修改各種參數。

3智能監中文顯示控型

智能漢字顯示更適合中國，功能比其他類型更完善。該產品直接在操作面板單元上顯示各種參數、狀態和信息，使界面更加直觀和醒目，并支持遠程計算機通信功能。啟動方式有多種選擇，具有存儲和回顧功能，為后期維護提供了數據依據。

五ARD系列電機保護器產品選型介紹

ARD智能電機保護器適用于額定電壓至660V的低壓電機電路，集保護、測量、控制、通信、運行和維護于一體。其完善的保護功能保證了電機的安全運行，具有邏輯可編程功能，可滿足各種控制方法。本產品采用分體式結構，由主體、顯示單元和互感器組成，可適應各種機柜的安裝。可選擇不同的通信模塊來滿足現場通信的需要。

1功能特點

■支持基波和全波電力參數測量（U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ），電流與電流不平衡、電流正序、負序、零序分量、電壓、三相電壓相角、剩余電流。

■保護功能包括過載反時限、過載定時限、接地、啟動加時、漏電、欠載、斷相、堵塞、堵塞、短路、溢出、不平衡(電流、電壓)、過功率、欠功率、過壓、欠壓、相序、溫度、TE時間、外部故障、啟動次數限制、運行時間報警、故障次數報警。

■9路可編程DI輸入，默認采用內置DC24V電源，也可選擇外部有源濕接點。

■5路可編程DO輸出，滿足直接啟動、星三角啟動、自耦變壓器啟動等多種啟動方式。通過通信總線，可以實現主站對電機的遙控“啟停"。

■可選抗震功能：支持搖電立即重啟，失壓重啟。

■可選MODBUS_RTU通信、PROFIBUSDP通信，支持最多2個通信接口。

■可選擇1路DC4-20ma模擬輸出接口，與DCS系統相連，實現對現場設備的監控。

■有故障記錄、起動記錄、停車記錄、DI變位記錄、再起動記錄等各種事件記錄。

■顯示界面液晶顯示，支持中英文切換。

2產品選型

六結束語

通常選用電機保護器，要充分考慮到電機的過載能力，避免損壞。提高可靠性和生產的連續性。力爭做到經濟合理。在功能選擇上應綜合考慮到電機的本身的價值、負載類型、使用環境、占主體設備上的重要程度、停止電機運行是否會對生產造成影響以及影響的程度等因素。

通過以上改造，必定能改善供電、用電系統的安全性與穩定性，并且對水泵電氣控制系統的自動化水平提高了一個臺階， 同時大大降低了維修成本， 提高了電機的運行效率， 增加了經濟效益，對水泵電動機具有積極的推進作用。

參考文獻：

[1]夏智偉.水泵電動機的保護措施探討[J].科技資訊, 2020.01期

[2] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版.

[3] GB 14048.4-2020 低壓開關設備和控制設備 第4-1部分：接觸器和電動機起動器機電式接觸器和電動機起動器(含電動機保護器).