В условиях взрывоопасных и опасных сред, таких как нефтехимическая промышленность, угольная промышленность и фармацевтическое производство, взрывозащищенные двигатели, как основное силовое оборудование, напрямую связаны с непрерывностью производства и безопасностью персонала. Перегрузка и перегрузка по току — две наиболее распространенные проблемы, встречающиеся при поиске неисправностей во взрывозащищенных двигателях, но многие специалисты по техническому обслуживанию на местах легко путают эти два понятия, что приводит к задержке или неправильной диагностике неисправностей. На самом деле, основное различие между перегрузкой и перегрузкой по току во взрывозащищенных двигателях заключается в причинно-следственной связи: перегрузка является одной из основных причин перегрузки по току, но перегрузка по току не является исключительно следствием перегрузки. Эти два понятия существенно различаются по своим основным определениям, сценариям срабатывания, характеристикам и опасным последствиям. Разъяснение этих различий имеет решающее значение для безопасной эксплуатации и технического обслуживания взрывозащищенных двигателей.
С практической точки зрения, перегрузка и перегрузка по току во взрывозащищенных двигателях имеют четкую причинно-следственную связь. Перегрузка, по сути, означает, что взрывозащищенный двигатель «перегружен», то есть фактическая механическая нагрузка превышает его номинальную расчетную мощность. Это конкретное описание состояния нагрузки и относится к категории «причины». Например, в сценарии привода химического реактора, если вязкость материала аномально увеличивается, сопротивление взрывозащищенного двигателя, приводящего в движение мешалку, резко возрастет, превысив номинальный диапазон нагрузки двигателя — типичное явление перегрузки. Перегрузка по току, с другой стороны, означает, что ток взрывозащищенного двигателя превышает номинальный ток, указанный на паспортной табличке двигателя, во время работы. Это аномальное проявление электрических параметров и относится к категории «следствия». При перегрузке взрывозащищенного двигателя внутренний электромагнитный момент должен соответственно увеличиваться для поддержания нормальной рабочей скорости, что приводит к увеличению тока и, в конечном итоге, к перегрузке по току. Однако следует понимать, что перегрузка по току во взрывозащищенных двигателях не полностью зависит от перегрузки; Неисправности в самой электрической системе также могут вызывать чрезмерный ток. В этом и заключается основное различие между ними.
Хотя в взрывозащищенных двигателях существует некоторое совпадение между перегрузкой и перегрузкой по току, границы между ними четко определены. Срабатывания при перегрузке всегда напрямую связаны с «нагрузкой» и носят относительно единичный и концентрированный характер. Типичные сценарии включают: внезапное увеличение нагрузки на механическое оборудование, приводимое в движение взрывозащищенным двигателем, например, внезапное скопление материала на ленточном конвейере шахты; неправильный выбор взрывозащищенного двигателя, приводящий к «недостаточной мощности», когда номинальная мощность двигателя ниже фактических рабочих требований — ситуация, особенно распространенная в новых проектах; и отказы компонентов механической трансмиссии, такие как износ подшипников или заклинивание шестерен, вызывающие резкое увеличение сопротивления работе взрывозащищенного двигателя. Все эти факторы косвенно влияют на работу двигателя, изменяя состояние нагрузки. Перегрузка по току, с другой стороны, имеет более широкий спектр причин, включая не только упомянутые выше сценарии перегрузки, но и неисправности самого двигателя или цепи, не связанные с нагрузкой. Например, короткое замыкание в обмотке статора взрывозащищенного двигателя, вызванное старением изоляции обмотки, повреждением проводки или чрезмерно высокой температурой сварки, напрямую приводит к резкому увеличению тока; повреждение межфазной изоляции, аномальные колебания напряжения питания и однофазная работа двигателя — эти факторы, не связанные с перегрузкой, также могут вызывать перегрузки по току во взрывозащищенных двигателях. В одном из проектов по строительству стального силоса для золы недостаточная мощность временного источника питания привела к тому, что рабочее напряжение взрывозащищенного двигателя оказалось на 11% ниже номинального значения, что в конечном итоге привело к срабатыванию защиты от перегрузки по току. Этот случай наглядно иллюстрирует влияние факторов, не связанных с перегрузкой.
С точки зрения проявлений и последствий, акцент на перегрузке и перегрузке по току во взрывозащищенных двигателях существенно различается. Перегрузка носит более «механический» характер и может быть непосредственно оценена на месте эксплуатации: скорость взрывозащищенного двигателя значительно снизится, и он будет проявлять «слабость» при работе с нагрузкой, например, резкое снижение расхода химического насоса или замедление скорости конвейерной ленты; одновременно значительно возрастет уровень шума двигателя, усилится вибрация корпуса двигателя, и быстро повысится температура компонентов трансмиссии, таких как подшипники. Длительная перегрузка может привести к механическим поломкам, таким как износ подшипников, изгиб вала или даже его обрыв. Если проблему перегрузки не решить вовремя, это еще больше ускорит старение изоляции обмоток, в конечном итоге приводя к электрическим неисправностям, таким как перегрев и перегорание обмоток. С другой стороны, перегрузки по току во взрывозащищенных двигателях носят более «электрический» характер, основной характеристикой которых является чрезмерное значение тока, хотя в некоторых случаях явных механических неисправностей может и не наблюдаться. Например, перегрузка по току, вызванная межвитковым коротким замыканием, может не привести к значительному изменению скорости взрывозащищенного двигателя, но ток будет продолжать превышать допустимый предел; если же она вызвана не связанными с перегрузкой факторами, такими как сильное короткое замыкание, ток резко и мгновенно возрастет, вызывая эрозию обмоток за короткое время или даже срабатывание устройства защиты от утечки или взрывозащищенной системы управления. В этой ситуации повреждения в основном сосредоточены на электрических компонентах. Механическая структура взрывозащищенного двигателя может быть непосредственно не затронута, но повреждение электрической системы напрямую приведет к остановке двигателя, что повлияет на производственный процесс.
Особенно важно подчеркнуть, что взаимосвязь между перегрузкой и перегрузкой по току во взрывозащищенных двигателях заключается в том, что «перегрузка всегда сопровождается перегрузкой по току, но перегрузка по току не обязательно вызвана перегрузкой». В реальной эксплуатации и техническом обслуживании некоторые специалисты, обнаружив перегрузку по току во взрывозащищенном двигателе, сразу же определяют ее как перегрузку и бездумно увеличивают пороговое значение нагрузки. Такая операция представляет собой значительную опасность для безопасности. Если перегрузка по току вызвана электрическими неисправностями, такими как короткое замыкание обмоток, простая регулировка нагрузки не только не решит проблему, но и может привести к расширению неисправности или даже к риску создания взрывоопасной атмосферы. Поэтому, когда взрывозащищенный двигатель демонстрирует перегрузку по току, первым шагом должно быть использование профессиональных приборов для проверки таких параметров, как дисбаланс тока и сопротивление изоляции обмоток, и для всесторонней оценки состояния механической нагрузки: если это сопровождается такими механическими характеристиками, как снижение скорости и усиление вибрации, то основной причиной, подлежащей исследованию, должна быть перегрузка; Если механическая часть работает нормально, то основное внимание следует уделить проверке электрической системы для выявления таких проблем, как короткие замыкания, обрыв фаз и аномальное напряжение.
Для безопасной эксплуатации взрывозащищенных двигателей крайне важно понимать разницу между перегрузкой и перегрузкой по току, но еще важнее — принимать целенаправленные меры защиты. При перегрузке необходимо тщательно подбирать и подбирать взрывозащищенный двигатель в соответствии с требуемыми характеристиками, оставляя запас по нагрузке в 10–20% в зависимости от условий эксплуатации, а также регулярно проводить техническое обслуживание механической трансмиссии. При перегрузке по току, помимо предотвращения перегрузки, необходимо регулярно проверять состояние изоляции обмоток и стабильность электропитания, а также устанавливать комплексные устройства защиты от перегрузки по току, такие как датчики температуры и реле задержки, для обеспечения своевременного отключения питания в случае неисправности. В условиях повышенного риска, таких как нефтехимические заводы и угольные шахты, любая неисправность взрывозащищенного двигателя может привести к серьезным последствиям. Только точное определение существенных различий между перегрузкой и перегрузкой по току позволит добиться точной диагностики и эффективного устранения неисправности, обеспечивая долговременную безопасную и стабильную работу взрывозащищенного двигателя.
Вкратце, основная логика перегрузки и перегрузки по току во взрывозащищенных двигателях основана на причинно-следственной связи, но не является единственной. Перегрузка — это описание нагрузки, превышающей допустимый предел, и является основной причиной перегрузки по току; перегрузка по току — это электрическое проявление чрезмерного тока, а факторами, вызывающими её возникновение, являются перегрузка и различные электрические неисправности. Глубокое понимание существенных различий, сценариев возникновения и характеристик этих двух явлений может помочь обслуживающему персоналу быстро определить первопричину неисправностей и разработать научно обоснованные планы действий. Это имеет важное практическое значение для повышения эксплуатационной надежности взрывозащищенных двигателей, снижения рисков для безопасности и обеспечения безопасного производства в условиях повышенного риска.