Nguyên nhân phổ biến khiến bộ bảo vệ quá tải nhiệt bị vấp là gì?

Giới thiệu: Tìm hiểu về thiết bị bảo vệ quá tải nhiệt

Thiết bị bảo vệ quá tải nhiệt (TOP) là thiết bị an toàn quan trọng được sử dụng để bảo vệ động cơ điện và các thiết bị khác khỏi quá nóng. Chúng phát hiện nhiệt độ tăng bất thường—thường do dòng điện quá mức hoặc tình trạng ngừng hoạt động—và làm gián đoạn mạch điện trước khi lớp cách điện, cuộn dây hoặc hệ thống kết nối bị hỏng. Mặc dù có mục đích đơn giản nhưng việc vấp ngã nhiều lần hoặc bất ngờ có thể gây khó chịu và tốn kém. Bài viết này giải thích các nguyên nhân phổ biến nhất gây ra hiện tượng vấp TOP, cách chẩn đoán từng nguyên nhân trên thực tế và các biện pháp khắc phục đã được chứng minh mà các kỹ thuật viên và đội bảo trì có thể áp dụng.

Bộ bảo vệ quá tải nhiệt hoạt động như thế nào

A bảo vệ quá tải nhiệt thường dựa vào dải lưỡng kim, nhiệt điện trở hoặc cầu chì nhiệt để cảm nhận nhiệt độ hoặc nhiệt do dòng điện gây ra. Trong động cơ, TOP thường được nhúng trong cuộn dây hoặc gắn trên khung động cơ để theo dõi chặt chẽ trạng thái nhiệt của động cơ. Khi nhiệt độ cảm nhận vượt quá ngưỡng đặt trước trong một thời gian xác định, bộ bảo vệ sẽ mở mạch, dừng dòng điện. Nhiều TOP là loại đặt lại tự động, trong khi một số khác yêu cầu đặt lại thủ công để đảm bảo kiểm tra trước khi khởi động lại.

Nguyên nhân điện gây vấp TOP

Điều kiện quá dòng và quá tải

Một trong những nguyên nhân chính về điện là do quá dòng kéo dài, thường là do quá tải cơ học (tải quá cao lên trục động cơ), thiết bị bị kẹt hoặc quá trình hoạt động không ổn định. Khi dòng điện duy trì ở mức trên danh nghĩa trong thời gian dài, nhiệt sẽ tích tụ trong cuộn dây và kích hoạt TOP. Đánh giá cấu hình tải và đo dòng điện chạy để xác nhận tình trạng quá tải.

Đoản mạch và mất pha

Đoản mạch không liên tục hoặc mất một pha trong động cơ ba pha gây ra dòng điện không cân bằng và quá nhiệt cục bộ. Mất pha (pha mở) thường buộc các pha còn lại mang thêm dòng điện, tạo ra nhiệt độ cao hơn mà TOP cảm nhận được. Sử dụng ampe kìm và máy kiểm tra cách điện để xác minh tính liên tục và tính toàn vẹn của pha.

Kích thước hoặc cài đặt bảo vệ không chính xác

Việc chọn TOP được xếp hạng không chính xác—một TOP có đường cong hành trình hoặc cài đặt nhiệt độ không khớp với thông số kỹ thuật trên bảng tên của động cơ—sẽ làm tăng sự cố vấp ngã. TOP phải phù hợp với dòng điện đầy tải của động cơ (FLC), đặc tính khởi động dự kiến ​​và điều kiện môi trường xung quanh. Xem lại các bảng thông số kỹ thuật và đảm bảo cấp hành trình và hiệu chuẩn của bộ bảo vệ phù hợp với ứng dụng động cơ.

Nguyên nhân cơ và nhiệt

Lỗi hệ thống thông gió và làm mát kém

Động cơ và vỏ phụ thuộc vào luồng không khí để loại bỏ nhiệt tiêu tán. Quạt thông gió bị chặn, bộ lọc bị tắc hoặc lỗ thông hơi bị tắc làm tăng nhiệt độ bên trong. Hệ thống làm mát bên ngoài (bơm làm mát, bộ trao đổi nhiệt) bị hỏng hoặc hoạt động kém sẽ có tác động tương tự. Thường xuyên kiểm tra và làm sạch đường dẫn làm mát, xác minh hoạt động của quạt và đo nhiệt độ môi trường.

Vòng bi hoặc ma sát cơ học

Vòng bi bị mòn, lệch trục hoặc bôi trơn không đủ sẽ tạo thêm ma sát cơ học và tăng mô-men xoắn tải. Động cơ tiêu thụ nhiều dòng điện hơn để vượt qua điện trở này, tạo ra nhiệt gây ra TOP. Kiểm tra cơ học, phân tích độ rung và bôi trơn định kỳ sẽ loại bỏ nhiều nguyên nhân như vậy.

Thiết bị dẫn động bị kẹt hoặc bị kẹt

Nếu tải dẫn động (hộp số, máy bơm, băng tải) bị kẹt hoặc cản trở nặng, động cơ có thể chết máy hoặc hoạt động ở mức tải cao khiến nhiệt độ tăng nhanh. Kiểm tra khớp nối, thiết bị dẫn động và khóa liên động của hệ thống. Triển khai các thiết bị hoặc cảm biến giới hạn mô-men xoắn để phát hiện mô-men xoắn bất thường trước khi nó dẫn đến hiện tượng ngắt nhiệt.

Các yếu tố môi trường và lắp đặt

Nhiệt độ môi trường cao

TOP được hiệu chỉnh cho phạm vi môi trường xung quanh tiêu chuẩn. Vận hành động cơ trong môi trường nhiệt độ môi trường cao (ví dụ: tủ kín có hệ thống thông gió kém hoặc quy trình công nghiệp nóng) làm giảm biên nhiệt và có thể gây vấp khi tải bình thường. Sử dụng TOP được xếp hạng cao hơn, cải thiện khả năng thông gió của vỏ hoặc cung cấp khả năng làm mát bên ngoài để bù đắp.

Lắp sai hoặc tiếp xúc nhiệt kém

TOP được gắn vào hoặc gắn trên bề mặt động cơ phải có khả năng tiếp xúc nhiệt tốt. Kẹp lỏng, định vị không đúng hoặc lớp phủ cách điện giữa bộ bảo vệ và khung động cơ làm chậm quá trình truyền nhiệt hoặc tạo ra kết quả đọc không chính xác. Đặt lại các tấm bảo vệ đúng cách và tuân theo hướng dẫn lắp đặt của nhà sản xuất.

Rung động và ứng suất cơ học

Môi trường rung động cao có thể làm lỏng các kết nối điện, làm hỏng cảm biến hoặc gây ra các tiếp điểm không liên tục trong cụm bảo vệ. Thực hiện chẩn đoán rung động và nối dây an toàn cũng như các thiết bị bảo vệ chống mỏi cơ học. Thay thế các thiết bị bảo vệ có dấu hiệu hư hỏng vật lý.

Các vấn đề về suy thoái thành phần và sản xuất

Lão hóa, trôi dạt và hư hỏng thành phần

Bộ bảo vệ nhiệt và các bộ phận cảm biến của chúng xuống cấp theo thời gian; độ lệch hiệu chuẩn, độ mỏi lưỡng kim hoặc độ lệch nhiệt điện trở có thể gây ra hiện tượng vấp sớm hoặc chậm. Thực hiện lịch trình thay thế vòng đời, thực hiện kiểm tra hiệu chuẩn băng ghế và giữ lại phụ tùng để giảm thời gian ngừng hoạt động.

Khiếm khuyết của nhà máy và chất lượng không nhất quán

Đôi khi, các thiết bị bảo vệ gặp phải các lỗi trong quá trình sản xuất như dập không đúng cách, mối hàn kém hoặc cài đặt nhiệt không nhất quán. Khi có nhiều đơn vị trong cùng một lô bị gián đoạn bất ngờ, hãy làm việc với nhà cung cấp để kiểm tra mẫu và xem xét hồ sơ kiểm soát chất lượng và truy xuất nguồn gốc sản xuất.

Chẩn đoán: Các bước thực tế để xác định nguyên nhân gốc rễ

Một cách tiếp cận có cấu trúc làm giảm thời gian phỏng đoán và sửa chữa. Thực hiện theo các bước chẩn đoán sau theo trình tự:

• Ghi lại dòng điện vận hành (khởi động, không tải và đầy tải) bằng đồng hồ kẹp để xác định tình trạng quá dòng.
• Kiểm tra điện áp nguồn và cân bằng pha; đo độ mất pha hoặc điện áp thấp.
• Kiểm tra tải cơ học, vòng bi, khớp nối và máy dẫn động xem có dấu hiệu ma sát, kẹt hoặc tăng nhu cầu mô-men xoắn hay không.
• Kiểm tra hệ thống thông gió, làm sạch các đường dẫn làm mát và xác nhận hoạt động của quạt hoặc hệ thống làm mát.
• Kiểm tra trực tiếp TOP: đo điện trở/tính liên tục ở nhiệt độ phòng và làm nóng cảm biến (tuân theo quy trình an toàn) để xem hành vi ngắt.
• Xem xét các thay đổi quy trình gần đây hoặc các sự kiện bảo trì trùng với sự cố vấp ngã.

Hành động khắc phục và thực tiễn tốt nhất

Kết hợp thông số kỹ thuật của bộ bảo vệ với ứng dụng

Chọn TOP dựa trên FLC động cơ, dòng điện khởi động, điều kiện môi trường xung quanh và loại hành trình cần thiết. Khi xảy ra tải thay đổi hoặc khởi động thường xuyên, hãy chọn bộ bảo vệ có đặc tính trễ thích hợp để chịu đựng sự đột biến mà không làm mất đi khả năng bảo vệ.

Cải thiện khả năng làm mát và thông gió

Thiết kế các thùng chứa cho luồng không khí, thêm quạt bên ngoài hoặc bộ trao đổi nhiệt khi cần thiết và lập lịch vệ sinh định kỳ cho các bộ lọc và lỗ thông hơi để duy trì biên độ nhiệt.

Giám sát tình trạng và bảo trì cơ khí

Bôi trơn thường xuyên, kiểm tra căn chỉnh và theo dõi độ rung giúp ngăn ngừa ma sát quá mức và tải trọng bất thường. Sử dụng bảo trì dựa trên tình trạng (CBM) để dự đoán lỗi trước khi chúng gây ra hiện tượng ngắt nhiệt.

Phối hợp bảo vệ và sức khỏe điện

Đảm bảo các thiết bị bảo vệ ngược dòng—cầu chì, cầu dao và rơ-le quá tải—được phối hợp với TOP. Sự phối hợp đúng đắn sẽ ngăn chặn những chuyến đi phiền toái trong khi vẫn duy trì được sự an toàn. Giải quyết các kết nối lỏng lẻo và kiểm tra độ kín của thiết bị đầu cuối theo định kỳ.

Bảng tham khảo nhanh: Nguyên nhân và giải pháp

Kết luận: Một tư duy thực tế để giảm thiểu vấp ngã TOP

Bộ bảo vệ quá tải nhiệt bị vấp ngã là một dấu hiệu cảnh báo, không phải là một sự bất tiện có thể bỏ qua. Chẩn đoán có hệ thống—bắt đầu bằng các phép đo điện, sau đó là kiểm tra cơ học và cuối cùng là kiểm tra thành phần—sẽ nhanh chóng phát hiện ra nguyên nhân gốc rễ. Phù hợp với thông số kỹ thuật của thiết bị bảo vệ, giữ cho hệ thống làm mát hoạt động tốt và thiết lập các chế độ bảo trì cơ và điện vững chắc giúp giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và kéo dài tuổi thọ thiết bị. Bằng cách kết hợp xử lý sự cố thực tế với các biện pháp phòng ngừa, nhóm bảo trì có thể biến mỗi chuyến đi thành cơ hội để cải thiện độ tin cậy và an toàn của hệ thống.