引言

三相異步電動機(jī)產(chǎn)品繁多,其結(jié)構(gòu)不同,試驗方法也存在差異,但在實際檢驗過程中發(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、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等信息,試驗人員在檢測過程中可能存在采用不準(zhǔn)確的檢測方法進(jìn)行檢測判定的風(fēng)險。

本文將對三相異步電動機(jī)常見使用標(biāo)準(zhǔn)《中小型旋轉(zhuǎn)電機(jī)通用安全要求》(GB/T14711一2013)和《小功率電動機(jī)的安全要求》(GB/T12350一2009)中接地電阻試驗方法存在的差異進(jìn)行分析,并通過樣機(jī)試驗進(jìn)行驗證。

1接地電阻的意義

接地電阻的單位用歐姆(Ω)表示,試驗過程中產(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,電動機(jī)外殼對地電壓過高就不安全,人體一旦觸及就會產(chǎn)生危險,嚴(yán)重時還會造成人員觸電身亡。電動機(jī)接地電阻是通過其接地裝置釋放電流時表現(xiàn)出的電阻,它在數(shù)值上等于流過接地裝置入地的電流與這個電流產(chǎn)生的電壓降之除。接地電阻的大小與電動機(jī)結(jié)構(gòu)、材料等有關(guān),而電動機(jī)接地電阻合格與否需要按照產(chǎn)品對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗和判定。

2接地電阻的試驗方法

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)于接地電阻試驗的規(guī)定,通過在預(yù)計接地的部件(易觸及的電動機(jī)金屬外殼部件)與接地導(dǎo)體端子(接地裝置)之間施加一個等于電機(jī)全定額輸入或輸出時的電流,測量電壓降并以此電壓降除以流過該線路中的電流,計算出接地路徑電阻。接地路徑的電阻應(yīng)不大于0.1Ω。

2.2小功率電動機(jī)

按照《小功率電動機(jī)的安全要求》(GB/T12350一2009)標(biāo)準(zhǔn)16.6條關(guān)于接地電阻試驗的規(guī)定,接地端子或接地觸點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。在器具的接地端子與易觸及的接地金屬部件之間測量電壓降,由電流和該電壓降計算出電阻,該電阻值不應(yīng)超過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《小功率電動機(jī)的安全要求》(GB/T12350一2009)相關(guān)試驗方法分析,其測試路徑都是從接地裝置到電動機(jī)易觸及的接地金屬部件之間的電流路徑,且試驗結(jié)果判定值都應(yīng)不大于0.1Ω,在測試路徑和試驗結(jié)果上一致。但在試驗電流方面,GB/T14711一2013采用電機(jī)全定額輸入或輸出時的電流,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試驗設(shè)備要求

3.1試驗設(shè)備的接地

接地電阻通常采用接地電阻測量儀進(jìn)行測量,為了準(zhǔn)確地進(jìn)行接地電阻的測量,接地電阻測量儀的接地是關(guān)鍵點,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。對于是否有效接地,應(yīng)通過相關(guān)的第三方檢驗機(jī)構(gòu)或核查、自校等方式進(jìn)行測量驗證,獨立的安全保護(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試驗前儀器修正

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

切換至試驗條件設(shè)定畫面(MAIN),在確認(rèn)oFFsET變?yōu)閛N后才開始試驗。要確認(rèn)"0"位調(diào)節(jié),應(yīng)再次按動sHIFT鍵和MAIN鍵,顯示補(bǔ)償測量畫面(oFFsET)。按動sToP開關(guān)后或者計時器的時間經(jīng)過后,將記憶補(bǔ)償值,如圖1所示。再次回到MAIN畫面,按動sToP開關(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

兩個標(biāo)準(zhǔn)中均對儀器選用精度沒有要求,一般建議不低于5級。在測量接地電阻時,建議三相異步電動機(jī)處于斷電狀態(tài),繞組應(yīng)進(jìn)行放電處理。

4方法驗證

4.1驗證一

試驗室準(zhǔn)備了一臺三相異步電動機(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,如表1所示。

最終試驗結(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試驗電流4.40下測試

圖4試驗電流2A0下測試

4.2驗證二

試驗室準(zhǔn)備了一臺三相異步電動機(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,如表2所示。

最終試驗結(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試驗電流8.6A下測試

圖6試驗電流25A下測試

從上述幾個試驗來看,接地電阻試驗數(shù)據(jù)非常接近,還有部分試驗數(shù)據(jù)完全一致,在檢驗結(jié)果判定上也完全一致。

5結(jié)語

以上介紹了兩種測量接地電阻的試驗方法及儀器設(shè)備使用注意事項,還進(jìn)行了試驗驗證,試驗數(shù)據(jù)略有差異,但判定結(jié)果一致,從而說明試驗電流的大小對測量小電機(jī)接地電阻影響較小,但測量大電機(jī)時如果通過更大的電流,導(dǎo)體就會產(chǎn)生部分熱能,其對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中電流測量結(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)定的試驗方法進(jìn)行接地電阻試驗,才能更準(zhǔn)確地得到有效的檢測結(jié)果。