淺談三相異步電動(dòng)機(jī)接地電阻試驗(yàn)

引言

三相異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品繁多,其結(jié)構(gòu)不同,試驗(yàn)方法也存在差異,但在實(shí)際檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)不少企業(yè)在生產(chǎn)中未安裝銘牌或未標(biāo)注產(chǎn)品型號(hào)、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等信息,試驗(yàn)人員在檢測(cè)過(guò)程中可能存在采用不準(zhǔn)確的檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)判定的風(fēng)險(xiǎn)。

本文將對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)使用標(biāo)準(zhǔn)《中小型旋轉(zhuǎn)電機(jī)通用安全要求》(GB/T14711一2013)和《小功率電動(dòng)機(jī)的安全要求》(GB/T12350一2009)中接地電阻試驗(yàn)方法存在的差異進(jìn)行分析,并通過(guò)樣機(jī)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

1接地電阻的意義

接地電阻的單位用歐姆(Ω)表示,試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)品接地電阻值越小,表示電機(jī)產(chǎn)品接地性能越好。反之,如果接地電阻越大或不導(dǎo)通,當(dāng)發(fā)生故障漏電時(shí),電動(dòng)機(jī)外殼對(duì)地電壓過(guò)高就不安全,人體一旦觸及就會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn),嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成人員觸電身亡。電動(dòng)機(jī)接地電阻是通過(guò)其接地裝置釋放電流時(shí)表現(xiàn)出的電阻,它在數(shù)值上等于流過(guò)接地裝置入地的電流與這個(gè)電流產(chǎn)生的電壓降之除。接地電阻的大小與電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、材料等有關(guān),而電動(dòng)機(jī)接地電阻合格與否需要按照產(chǎn)品對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)和判定。

2接地電阻的試驗(yàn)方法

2.1中小型旋轉(zhuǎn)電機(jī)

按照《中小型旋轉(zhuǎn)電機(jī)通用安全要求》(GB/T14711一2013)標(biāo)準(zhǔn)9.11條關(guān)于接地電阻試驗(yàn)的規(guī)定,通過(guò)在預(yù)計(jì)接地的部件(易觸及的電動(dòng)機(jī)金屬外殼部件)與接地導(dǎo)體端子(接地裝置)之間施加一個(gè)等于電機(jī)全定額輸入或輸出時(shí)的電流,測(cè)量電壓降并以此電壓降除以流過(guò)該線路中的電流,計(jì)算出接地路徑電阻。接地路徑的電阻應(yīng)不大于0.1Ω。

2.2小功率電動(dòng)機(jī)

按照《小功率電動(dòng)機(jī)的安全要求》(GB/T12350一2009)標(biāo)準(zhǔn)16.6條關(guān)于接地電阻試驗(yàn)的規(guī)定,接地端子或接地觸點(diǎn)與接地金屬部件之間的連接應(yīng)具有低電阻。從空載電壓不超過(guò)12V(交流或直流)的電源取得電流,并且該電流等于器具額定電流1.5倍或25A(兩者取較大值),讓該電流輪流在接地端子或易觸及的接地金屬部件之間通過(guò)。在器具的接地端子與易觸及的接地金屬部件之間測(cè)量電壓降,由電流和該電壓降計(jì)算出電阻,該電阻值不應(yīng)超過(guò)0.1Ω。

2.3兩種方法之間的差異

從《中小型旋轉(zhuǎn)電機(jī)通用安全要求》(GB/T14711一2013)和《小功率電動(dòng)機(jī)的安全要求》(GB/T12350一2009)相關(guān)試驗(yàn)方法分析,其測(cè)試路徑都是從接地裝置到電動(dòng)機(jī)易觸及的接地金屬部件之間的電流路徑,且試驗(yàn)結(jié)果判定值都應(yīng)不大于0.1Ω,在測(cè)試路徑和試驗(yàn)結(jié)果上一致。但在試驗(yàn)電流方面,GB/T14711一2013采用電機(jī)全定額輸入或輸出時(shí)的電流,GB/T12350一2009采用等于器具額定電流1.5倍或25A(兩者取較大值)的電流,兩者存在差異。

3試驗(yàn)設(shè)備要求

3.1試驗(yàn)設(shè)備的接地

接地電阻通常采用接地電阻測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量,為了準(zhǔn)確地進(jìn)行接地電阻的測(cè)量,接地電阻測(cè)量?jī)x的接地是關(guān)鍵點(diǎn),首先儀器設(shè)備的外殼應(yīng)進(jìn)行有效接地,另外儀器設(shè)備電源插頭中的接地線也要進(jìn)行有效接地。對(duì)于是否有效接地,應(yīng)通過(guò)相關(guān)的第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)或核查、自校等方式進(jìn)行測(cè)量驗(yàn)證,獨(dú)立的安全保護(hù)接地電阻小于等于4Ω或者共同體接地體應(yīng)不大于接地電阻1Ω。

3.2試驗(yàn)前儀器修正

在試驗(yàn)前應(yīng)正確試驗(yàn)各種儀器設(shè)備,測(cè)試前都必須對(duì)儀器進(jìn)行"0"位調(diào)節(jié),這點(diǎn)非常重要,并且要根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)的要求調(diào)整到不同的試驗(yàn)電流值。例如,在使用Tos6200A接地電阻測(cè)試儀進(jìn)行接地電阻檢測(cè)時(shí),應(yīng)在每次使用前進(jìn)行"0"位調(diào)節(jié),這樣就不會(huì)把試驗(yàn)儀器上的電源線及夾緊裝置累計(jì)在計(jì)算結(jié)果中。

切換至試驗(yàn)條件設(shè)定畫(huà)面(MAIN),在確認(rèn)oFFsET變?yōu)閛N后才開(kāi)始試驗(yàn)。要確認(rèn)"0"位調(diào)節(jié),應(yīng)再次按動(dòng)sHIFT鍵和MAIN鍵,顯示補(bǔ)償測(cè)量畫(huà)面(oFFsET)。按動(dòng)sToP開(kāi)關(guān)后或者計(jì)時(shí)器的時(shí)間經(jīng)過(guò)后,將記憶補(bǔ)償值,如圖1所示。再次回到MAIN畫(huà)面,按動(dòng)sToP開(kāi)關(guān)后,儀器顯示窗口顯示0.000Ω,證明"0"位調(diào)節(jié)成功,如圖2所示[3]。

圖1調(diào)"4"前電阻值

圖2調(diào)"4"后電阻值

3.3其他要求

兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中均對(duì)儀器選用精度沒(méi)有要求,一般建議不低于5級(jí)。在測(cè)量接地電阻時(shí),建議三相異步電動(dòng)機(jī)處于斷電狀態(tài),繞組應(yīng)進(jìn)行放電處理。

4方法驗(yàn)證

4.1驗(yàn)證一

試驗(yàn)室準(zhǔn)備了一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī),額定功率2.2kw,額定電流4.4A,機(jī)殼為鋁殼,分別按照不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn),如表1所示。

最終試驗(yàn)結(jié)果底座為最大值,如圖3、圖4所示,均小于標(biāo)準(zhǔn)值0.1Ω,判定為合格。

圖3試驗(yàn)電流4.40下測(cè)試

圖4試驗(yàn)電流2A0下測(cè)試

4.2驗(yàn)證二

試驗(yàn)室準(zhǔn)備了一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī),額定功率4kw,額定電流8.6A,機(jī)殼為鐵殼,分別按照不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn),如表2所示。

最終試驗(yàn)結(jié)果前端蓋吊環(huán)為最大值,如圖5、圖6所示,均小于標(biāo)準(zhǔn)值0.1Q,判定為合格。

圖5試驗(yàn)電流8.6A下測(cè)試

圖6試驗(yàn)電流25A下測(cè)試

從上述幾個(gè)試驗(yàn)來(lái)看,接地電阻試驗(yàn)數(shù)據(jù)非常接近,還有部分試驗(yàn)數(shù)據(jù)完全一致,在檢驗(yàn)結(jié)果判定上也完全一致。

5結(jié)語(yǔ)

以上介紹了兩種測(cè)量接地電阻的試驗(yàn)方法及儀器設(shè)備使用注意事項(xiàng),還進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,試驗(yàn)數(shù)據(jù)略有差異,但判定結(jié)果一致,從而說(shuō)明試驗(yàn)電流的大小對(duì)測(cè)量小電機(jī)接地電阻影響較小,但測(cè)量大電機(jī)時(shí)如果通過(guò)更大的電流,導(dǎo)體就會(huì)產(chǎn)生部分熱能,其對(duì)接地電阻影響程度還需要進(jìn)一步研究探討[4]。最后要注意在不同試驗(yàn)中電流測(cè)量結(jié)果還是存在一定差異性,生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)正確使用電動(dòng)機(jī)執(zhí)行的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行接地電阻試驗(yàn),才能更準(zhǔn)確地得到有效的檢測(cè)結(jié)果。