浅谈三相异步电动机接地电阻试验

引言

三相异步电动机产品繁多,其结构不同,试验方法也存在差异,但在实际检验过程中发现不少企业在生产中未安装铭牌或未标注产品型号、执行标准等信息,试验人员在检测过程中可能存在采用不准确的检测方法进行检测判定的风险。

本文将对三相异步电动机常见使用标准《中小型旋转电机通用安全要求》(GB/T14711一2013)和《小功率电动机的安全要求》(GB/T12350一2009)中接地电阻试验方法存在的差异进行分析,并通过样机试验进行验证。

1接地电阻的意义

接地电阻的单位用欧姆(Ω)表示,试验过程中产品接地电阻值越小,表示电机产品接地性能越好。反之,如果接地电阻越大或不导通,当发生故障漏电时,电动机外壳对地电压过高就不安全,人体一旦触及就会产生危险,严重时还会造成人员触电身亡。电动机接地电阻是通过其接地装置释放电流时表现出的电阻,它在数值上等于流过接地装置入地的电流与这个电流产生的电压降之除。接地电阻的大小与电动机结构、材料等有关,而电动机接地电阻合格与否需要按照产品对应标准进行试验和判定。

2接地电阻的试验方法

2.1中小型旋转电机

按照《中小型旋转电机通用安全要求》(GB/T14711一2013)标准9.11条关于接地电阻试验的规定,通过在预计接地的部件(易触及的电动机金属外壳部件)与接地导体端子(接地装置)之间施加一个等于电机全定额输入或输出时的电流,测量电压降并以此电压降除以流过该线路中的电流,计算出接地路径电阻。接地路径的电阻应不大于0.1Ω。

2.2小功率电动机

按照《小功率电动机的安全要求》(GB/T12350一2009)标准16.6条关于接地电阻试验的规定,接地端子或接地触点与接地金属部件之间的连接应具有低电阻。从空载电压不超过12V(交流或直流)的电源取得电流,并且该电流等于器具额定电流1.5倍或25A(两者取较大值),让该电流轮流在接地端子或易触及的接地金属部件之间通过。在器具的接地端子与易触及的接地金属部件之间测量电压降,由电流和该电压降计算出电阻,该电阻值不应超过0.1Ω。

2.3两种方法之间的差异

从《中小型旋转电机通用安全要求》(GB/T14711一2013)和《小功率电动机的安全要求》(GB/T12350一2009)相关试验方法分析,其测试路径都是从接地装置到电动机易触及的接地金属部件之间的电流路径,且试验结果判定值都应不大于0.1Ω,在测试路径和试验结果上一致。但在试验电流方面,GB/T14711一2013采用电机全定额输入或输出时的电流,GB/T12350一2009采用等于器具额定电流1.5倍或25A(两者取较大值)的电流,两者存在差异。

3试验设备要求

3.1试验设备的接地

接地电阻通常采用接地电阻测量仪进行测量,为了准确地进行接地电阻的测量,接地电阻测量仪的接地是关键点,首先仪器设备的外壳应进行有效接地,另外仪器设备电源插头中的接地线也要进行有效接地。对于是否有效接地,应通过相关的第三方检验机构或核查、自校等方式进行测量验证,独立的安全保护接地电阻小于等于4Ω或者共同体接地体应不大于接地电阻1Ω。

3.2试验前仪器修正

在试验前应正确试验各种仪器设备,测试前都必须对仪器进行"0"位调节,这点非常重要,并且要根据不同标准的要求调整到不同的试验电流值。例如,在使用Tos6200A接地电阻测试仪进行接地电阻检测时,应在每次使用前进行"0"位调节,这样就不会把试验仪器上的电源线及夹紧装置累计在计算结果中。

切换至试验条件设定画面(MAIN),在确认oFFsET变为oN后才开始试验。要确认"0"位调节,应再次按动sHIFT键和MAIN键,显示补偿测量画面(oFFsET)。按动sToP开关后或者计时器的时间经过后,将记忆补偿值,如图1所示。再次回到MAIN画面,按动sToP开关后,仪器显示窗口显示0.000Ω,证明"0"位调节成功,如图2所示[3]。

图1调"4"前电阻值

图2调"4"后电阻值

3.3其他要求

两个标准中均对仪器选用精度没有要求,一般建议不低于5级。在测量接地电阻时,建议三相异步电动机处于断电状态,绕组应进行放电处理。

4方法验证

4.1验证一

试验室准备了一台三相异步电动机,额定功率2.2kw,额定电流4.4A,机壳为铝壳,分别按照不同标准进行试验,如表1所示。

最终试验结果底座为最大值,如图3、图4所示,均小于标准值0.1Ω,判定为合格。

图3试验电流4.40下测试

图4试验电流2A0下测试

4.2验证二

试验室准备了一台三相异步电动机,额定功率4kw,额定电流8.6A,机壳为铁壳,分别按照不同标准进行试验,如表2所示。

最终试验结果前端盖吊环为最大值,如图5、图6所示,均小于标准值0.1Q,判定为合格。

图5试验电流8.6A下测试

图6试验电流25A下测试

从上述几个试验来看,接地电阻试验数据非常接近,还有部分试验数据完全一致,在检验结果判定上也完全一致。

5结语

以上介绍了两种测量接地电阻的试验方法及仪器设备使用注意事项,还进行了试验验证,试验数据略有差异,但判定结果一致,从而说明试验电流的大小对测量小电机接地电阻影响较小,但测量大电机时如果通过更大的电流,导体就会产生部分热能,其对接地电阻影响程度还需要进一步研究探讨[4]。最后要注意在不同试验中电流测量结果还是存在一定差异性,生产企业应正确使用电动机执行的产品标准,根据产品标准规定的试验方法进行接地电阻试验,才能更准确地得到有效的检测结果。