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電動機的火災預防措施

文檔作者：秦鶴宇劉媛媛文檔來源：南陽市特種設備檢測檢驗所河南工業(yè)職業(yè)技術學院		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年12月07日
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上海電器技術(2010No．3) 電動機的火災預防措施·技JIc愛曩
電動機的火災預防措施
秦鶴宇 南陽市特種設備檢測檢驗所
劉媛媛 河南工業(yè)職業(yè)技術學院
摘要： 異步電動機廣泛應用于電力電氣系統(tǒng)中，而電動機在運行過程中常常會出現(xiàn)故障，特別是容易發(fā)生火災
及爆炸事故。通過分析電動機可能產生火災及爆炸的原因，提出了預防措施。
關鍵詞： 電動機火災爆炸 預防
Fire of Electric Motor Preventive Measure
Qin Heyu Nanyang Special Equipmont Detection and Inspection Institute
Liu Yuanyuan Henan Polytechnical Institute
Abstract：The asynchronous motor widely applies in the electric power electrical system，the electric motor in the movement
process，will present the breakdown frequently，specially easy to have the fire and the explosion accident．Analyzed
the electric motor possibly to have the fire and the detonation reason and the preventive measure．
Keywords：electric motor fire detonation prevention
0 前言
三相異步電動機是電機的主要類型之一，廣泛
地應用于工農業(yè)生產中，在電力拖動的設備中占有
重要的地位。電動機長期運行后，一些結構、部件逐
漸劣化，失去原有的性能和功能，漸漸暴露出許多不
正常的狀態(tài)，尤其是電動機在運行過程中容易發(fā)生
火災及爆炸事故，應予以重視。
1 電動機的火災危險及其分析
異步電動機的火災危險在于其內部和外部諸如
制造工藝和操作運行等種種原因所造成發(fā)熱而引起
的，主要有：電源電壓波動、頻率過低；電動機運行中
發(fā)生過載、悶車(卡住)、碰殼(定子與轉子相碰)；電動
機絕緣被破壞，產生漏電，甚至發(fā)生相間、匝間短路；繞
組斷線或接觸不良；以及選型和起動方式不當?shù)取?
可見，異步電動機事故的形成乃至起火既有電
一16一
氣方面的原因，又有機械方面的原因。而它們也不
是孤立的，電氣原因可能引起機械方面的故障或者
事故；反之亦然，有時呈現(xiàn)互為因果的惡性循環(huán)。電
動機的主要起火部位是繞組、引線、鐵心和軸承。
1．1 過載
過載，即是電動機所帶機械負荷大于電動機的
額定輸出機械功率，也就是說，電動機所帶的機械阻
轉矩大于電動機額定輸出轉矩。電動機過載的原因
一般多是選型不當，造成所謂的“小馬拉大車”現(xiàn)
象，轉子與定子相互摩擦(掃膛)，使機械阻轉矩增
大。電氣方面的原因則有電源電壓下降過多，引起
輸出的電磁轉矩劇烈下降，接近或小于負載轉矩；或
由于負載方面故障使負載轉矩突然上升，嚴重時出
現(xiàn)負載轉矩大于電動機最大輸出轉矩，結果造成
“悶車”(電動機帶不動負載而停機、停轉)現(xiàn)象，有
時轉子被卡住，即屬悶車。
電動機過載還會出現(xiàn)如下現(xiàn)象：電動機定子過
技J虻苣墨·電動機的火災預防措施 上海電器技術(2olo~．3)
電流；電動機整機或局部過熱；電動機發(fā)出不正常的
“嗡嗡”聲；電動機轉速明顯下降；電動機及其所帶
負載機械發(fā)生不應有的振動；繞線式異步電動機電
刷火花較大。
1．2 單相起動和運行
1．2．1 單相起動
三相交流異步電動機在起動前因電源未接人定
子繞組，起動時又未察覺而投入電源，實際上是把一
個三相交流電源的線電壓加到三相Y形連接(或△
形連接)電動機的兩個串聯(lián)的定子繞組上。這時，
電動機機體會振動而發(fā)出嗡嗡聲，如起動不了也不
斷掉電源，必然會燒毀電動機繞組，甚至引發(fā)火災。
1．2．2 單相運行
運行中的三相異步電動機突然發(fā)生一相電源線
開斷，在失去一相電源情況下電動機仍然繼續(xù)運行，
而另外兩相(指未斷電源兩相)就流過了單相電流，
這種運行狀態(tài)稱為單相運行(或稱缺相運行)。若
此時不減小負載，定子線電流必然增加，超過允許
值，長期運行勢必燒毀繞組，甚至引起火災。
實踐證明，當電動機單相運行或者匝間短路時，
有的繞組阻抗減小，電流增大，使導線本身發(fā)熱；由
于槽內本身空間狹小，加以定子與轉子間的空氣隙
也很小，空氣不易流通，對散熱不利，造成熱量積聚，
溫度急劇上升，使槽內導線嚴重燒毀；而對于槽口的
繞組外露部分因有較好的散熱條件，則燒毀較輕。
如果因外來(外部)火災燒毀電動機，會因槽口繞組
部分直接接觸火源，其燒毀情況會比較嚴重；而槽內
導線嵌壓結實，空氣中的氧極為有限，外部火焰不容
易竄入，故燒毀情況比較輕微(可抽出導體加以鑒
別)。
1．3 電源電壓波動
1．3．1 電源電壓升高
電動機旋轉磁場的每極磁通 是由定子電流
所產生的，定子電流除了要產生磁場外，還要提供負
載電流分量，只是在不同的運行條件下它們所占定
子電流的比例不同。
當異步電動機由Y形接法錯接成△形后，定子
每相繞組所承受的電壓為原電壓的 3倍，使電動
機鐵心高度“飽和”；空載電流急劇增加，鐵心損耗
也大大增加，必將引起鐵心過熱；起動電流擴大為原
來的3倍、電阻相電流為原來(Y形接法時)的√3
倍，與勵磁分量之和要比電動機額定電流大好幾倍。
如此之大的定子電流將使繞組銅損猛烈地增加，導
致繞組嚴重過熱。由于鐵心和繞組都嚴重過熱，使
電動機被燒毀。
1．3．2 電源電壓降低
眾所周知，電動機的電磁轉矩與電源電壓的平
方成正比?？梢姡娫措妷喝缬凶儎?，對轉矩的影響
很大。
1．4 內部繞組短路故障
電動機的繞組一般是用漆、紗、絲包的銅(或
鋁)導線繞制而成。這些導線的任一處的絕緣如果
破壞，就會造成相間、匝間或接地短路，如果短路是
局部的，會造成起動困難，甚至起動不了。
如果是嚴重的匝間短路，在短路匝間內將產生
很大的環(huán)流，使繞組很快發(fā)熱、冒煙，發(fā)出焦臭氣味。
當短路匝數(shù)多時，會導致熔絲熔斷，這時由于電動機
轉子承受的電磁轉矩不平衡而發(fā)生振動，同時發(fā)出
不正常的嗡嗡聲響。如果是相間短路，則會燒毀電
動機。
造成上述情況的原因有：電動機長時間或經常
處于過載狀態(tài)；或短時間內重復起動，致使繞組長期
過熱，雖然導線的絕緣加速老化；絕緣強度降低；在
過電流和過電壓的沖擊下，使最薄弱處被擊穿而短
路；在電動機絕緣嵌線時由于不小心碰傷絕緣，或不
慎將硬質金屬異物掉人電動機內，當運轉時碰撞而
損壞繞組絕緣，發(fā)生短路。
如果使用環(huán)境溫度過高，受腐蝕性氣體侵蝕時，
絕緣強度會急劇下降。有時，電動機絕緣強度下降
后在電網內發(fā)生瞬時過電壓或大氣過電壓(雷擊)，
可能在某個薄弱環(huán)節(jié)被擊穿，有可能同時將幾處或
整個繞組絕緣擊穿而發(fā)生短路起火。
一17 —
上海電器技術(2010No．3) 電動機的火災預防措施·技7Ic善題
1．5 其他原因
1．5．1 接觸不良
連接線圈的各個接點或引出線如有松動，接觸
電阻就會增大，通過電流后就會發(fā)熱，加速該處的氧
化松動，于是，接觸電阻進一步增大，形成惡性循環(huán)，
最后將接點燒毀，產生火花、電弧，或損壞周圍導線
的絕緣，形成短路，引起火災。
導線線圈端如接觸不良，可能會發(fā)生斷路，使電
動機發(fā)生單相運行，燒毀電動機并起火。
1．5．2 選型不當
電動機選型不當有2個含義：一是指容量方面，
如“小馬拉大車”或“大馬拉小車”都屬于容量方面
的選型不當，前者造成設備的利用率低，成本高，功
率因數(shù)降低，耗能多等；后者造成過載，燒毀電動機，
易引起火災。二是指電動機的型式，不同場所要選
用不同型式的電動機，以適應生產和安全的需要。
1。5．3 機械摩擦
電動機是旋轉機械，在旋轉過程中存在著摩擦。
最危險的是軸承摩擦。軸承摩擦后會發(fā)出不正常的
聲音，引起局部過熱，以致于使?jié)櫥兿《绯鲚S
承室，從而使溫度更高。當溫度高到一定值時，會引
起火災。如果軸承球體被輾碎，電動機軸承被卡住，
即電動機會因過載而被燒壞。若軸承磨損嚴重，則
會產生不同心和氣隙不均，以致引起掃膛，這時摩擦
部位溫度可達1 0oo℃以上，定子、轉子繞組絕緣都
將被破壞而發(fā)生短路，嚴重的摩擦會產生火花。
1．5．4 鐵損過大
三相異步電動機的能量損耗有：定子銅損；定子
鐵損。這些損耗都將導致鐵心發(fā)熱、溫度升高。但
電動機鐵心系用軟磁材料硅鋼片制成，故磁滯損耗
較小，而渦流損耗相對較大。若硅鋼片的質量、規(guī)格
不符合要求或片問絕緣強度太低時，都會使渦流損
耗增大，從而使空載電流升高，如果再加上負載，很
容易產生過載，使電動機溫度上升。
2 電動機火災的預防
電動機運行時，可因繞組過熱、機械損傷、通風
一1 8一
不好等原因而烤焦或破壞絕緣，產生短路而引起燃
燒。
2．1 電動機發(fā)生火災的主要原因
(1)電動機因過負荷而引起過電流。一般是由
于被拖動的機械過載或電網電壓降低而使電動機的
轉速減小時，從電網所吸收的電流增加，或電動機的
電源回路中有一相斷線時，電動機轉速降低，而在其
余兩相中的電流將比正常工作電流增加1．7—
1．8倍。電動機長期過負荷，就會引起繞組溫度升高
或絕緣損壞，造成短路而引起火災。
(2)電動機轉子繞組發(fā)生單相匝間短路。單相
接地短路和相問短路，就會引起繞組過熱，而使絕緣
燃燒，在絕緣破壞處，還可能對外殼放電而形成電弧
和火花，引起絕緣層起火。
(3)電動機在軸內的潤滑油量不足和潤滑油很
臟會卡住轉子；或電動機可拖的機器被雜物卡住不
能轉動，使電動機形成電氣短路，電流大量增加，繞
組過熱而導致火災。
(4)電動機的接線端子處松動，接觸電阻過大，也
會產生高溫和火花，引起絕緣或附近的可燃物燃燒。
(5)電動機維修不良，通風槽被粉塵或纖維等
物堵塞，熱量散不出去，繞組也會過熱起火。
2．2 預防措施
選擇、安裝和運行保護是預防電動機火災的幾
個方面，忽視任一方面都可能引起事故，造成火災，
帶來損失。因此，只有把好每一個環(huán)節(jié)的關，才有可
能避免燒毀電動機和由此引起的火災事故。
(1)正確地選擇電動機的容量和型式；
(2)正確地選擇電動機的起動方式；
(3)正確地選擇電動機的保護方式；
(4)選擇和安裝電動機時要符合安全的要求；
在潮濕、多粉塵場所，應用封閉式電動機；在較干燥、
清潔的場所，可用防護型電動機；在易燃、易爆場所，
應用防爆型電動機；
(5)電動機應安裝在耐火材料的基礎上；若安
裝在可燃物的基礎上時，應鋪上鐵板等非燃燒材料，
技市毫題·電動機的火災預防措施 上海電器技術(2010No．3)
予以隔開；電動機不能裝在可燃結構內，電動機與可
燃物應保持一定的距離；周圍不得堆放雜物。
(6)每臺電動機必須裝置獨立的操作開關和適
當?shù)睦^電器作為過負荷保護；對容量較大的電動機，
在三相電源線上應安裝指示燈，當有一相斷電時就
能立即發(fā)現(xiàn)，采取措施防止兩相運行。
當選用熱繼電器來作為電動機的過負荷保護
時，其整定電流通常與電動機的額定電流相等。如
果電動機拖的是沖擊負載(如沖床、剪床等)，或電
動機的起動時間較長，或電動機拖動的設備不允許
有停電情況出現(xiàn)，則熱繼電器元件的整定電流要選
得比電動機的額定電流大一些。
(7)電動機要經常檢查、維修，及時清掃，保持
清潔，加潤滑油，保持電刷完整和控制運行溫度等；
電動機使用完畢，應立即離開電動機開關。
3 電動機的防火防爆
電動機是一種將電能轉變?yōu)闄C械能的電氣設
備，是工礦企業(yè)廣泛應用的動力設備。交流電動機
按運行原理可分為同步電動機和異步電動機2種，
通常都是采用異步電動機。電動機按構造和適用范
圍，可以分為開啟式和防護式。為了防止固體和液
體向電動機內濺液，有防滴式和防濺式。在石油化
工企業(yè)中，為了防止化學腐蝕和易燃、易爆危險物
質，多使用各種防爆封閉式電動機。電動機易著火
的部位是定子繞組、轉子繞組和鐵心。引線接頭處
如接觸不良，接觸電阻過大或軸承過熱，也能夠引起
絕緣燃燒。電動機的引線、熔斷器及其配電裝置也
存在著著火因素。引起電動機著火的原因可歸納為
以下幾點：
(1)電動機過負荷運行。如發(fā)現(xiàn)電動機外殼過
熱，電流表指示電流超過額定值，說明電動機已超
載，過載嚴重時，將燒毀電動機。
當電網電壓過低時，電動機也會產生過載。當
電源電壓等于額定電壓的80％時，電動機轉矩只有
原轉矩的64％ 。在此情況下運行，電動機就會產生
過載，引起繞組過熱，燒毀電動機或引起周圍可燃物
著火。
(2)由于金屬物體或其他固體掉進電動機內，
或在檢修時絕緣損壞，繞組受潮，以及遇到過高電壓
時將絕緣擊穿等原因，均會造成電動機繞組匝間或
相間短路或接地，電弧燒壞繞組，有時鐵心也被燒
壞。
(3)當電動機接線處各接地接觸不良或松動
時，會使接觸電阻增大引起接點發(fā)熱，接點越熱氧化
越迅速，最后將電源接點燒毀，產生電弧火花，損壞
周圍導線絕緣，造成短路。
(4)電動機單相運行危害極大，輕者燒毀電動
機，重則引起火災。電動機單相運行時，其中有的繞
組要通過 3倍額定電流，而保護電動機的熔絲是
按額定電流5倍選擇的，所以單相運行時熔絲一般
不會燒毀。單相運行時，大電流長時間在定子繞組
內流過，會使定子繞組過熱，甚至燒毀。
4 結語
綜上所述，電動機火災爆炸的原因及預防措施。
在電動機運行過程中，我們應加強維護和檢修，盡量
減少電動機可能出現(xiàn)的故障，使電動機能夠長期穩(wěn)
定地運行。
參考文獻
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[3] 張慶河．電氣與靜電安全[M]．北京：中國石化出版
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一19—

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