电流过载及其对电动机运行和使用寿命的影响
异步电动机故障分析表明，其故障的主要原因是过热引起的绝缘击穿。
电气产品（装置）过载——电气产品（装置）的功率或电流的实际值超过额定值。 (GOST 18311-80)。
电动机绕组的发热温度取决于电动机的热特性和环境参数。电机中产生的部分热量用于加热线圈，其余部分释放到环境中。加热过程受热容、散热等物理参数的影响。
根据电动机和周围空气的热状况，它们的影响程度可能会有所不同。如果电机与环境的温差很小，释放的能量很大，那么它的主要部分被绕组、定转子钢、电机外壳等吸收。保温层的温度急剧上升……随着加热，热交换的作用越来越体现出来。在产生的热量和释放到环境的热量之间达到平衡后，该过程就建立了。
将电流增加到允许值以上不会立即导致紧急情况……定子和转子需要一些时间才能达到其极端温度。因此，保护无需对每次过流都做出反应。仅当存在绝缘快速恶化的危险时，她才应关闭机器。
从绝缘加热的角度来看，超过标称值的电流大小和持续时间非常重要。这些参数主要取决于工艺过程的性质。
技术起源的电动机过载
被驱动机器轴上扭矩的周期性增加导致电动机过载。在这样的机器和装置中，电动机的功率一直在变化。很难观察到电流大小在很长一段时间内保持不变。电机轴上会周期性出现短期的大阻力矩，从而产生电流浪涌。
这种过载通常不会导致具有相对较高热惯性的电机绕组过热。然而，在足够长的持续时间和反复重复的情况下， 电动机的危险加热......国防必须“区分”这些制度。它不应对短期负载冲击做出反应。
其他机器可能会经历相对较小但长期的过载。电机绕组逐渐升温至接近最大允许值的温度。通常，电动机具有一定的发热储备和小的过电流，尽管动作持续时间长，但不会造成危险情况。在这种情况下，不需要关机。这样，电机保护在这里也必须“区分”危险过载和非危险过载。
电动机的紧急过载
除了技术来源的过载外，可能是由于其他原因（电源线损坏、工作设备堵塞、电压下降等）发生的紧急过载。他们创建了感应电机的特定操作模式，并提出了对安全设备的要求……考虑感应电机在典型紧急模式下的行为。
以恒定负载连续运行时的过载
通常选择具有一定功率储备的电动机。此外，大部分时间机器都在负载下运行。因此，电机电流通常远低于额定值。通常，在工作机器中出现技术违规、故障、干扰和干扰的情况下，会发生过载。
风扇、离心泵、传送带和螺杆等机器具有安静、恒定或略有变化的负载。物料流的短期变化实际上对电动机的加热没有影响。它们可以被忽略。如果违反正常工作条件的情况长期存在，那就另当别论了。
大多数电力驱动器都有一定的动力储备。机械过载主要导致机器零件损坏。鉴于它们发生的随机性，不能确定在某些情况下电动机也会过载。例如，这可能发生在螺杆电机上。被输送物质的物理和机械特性（水分、颗粒大小等）的变化会立即反映在移动它所需的功率上。如果出现过载导致绕组危险过热的情况，该保护装置应关闭电动机。
从长期过电流对绝缘的影响来看，应区分两种过载：相对较小（达50%）和较大（大于50%）。
前者的效果不会立即出现，而是逐渐出现，而后者的效果则是在很短的时间后才会出现。如果超过允许值的温升很小，绝缘老化就会慢慢发生。绝缘材料结构的微小变化逐渐累积。随着温度的升高，老化过程明显加快。
我认为每 8 — 10 °C 的过热度都会使电机绕组绝缘的使用寿命减半。因此，过热 40°C 会使绝缘寿命减少 32 倍！尽管这很多，但经过数月的工作后才会显示出来。
在高过载（超过 50%）时，绝缘层会在高温的影响下迅速崩溃。
为了分析加热过程，我们将使用简化的发动机模型。电流的增加导致可变损耗的增加。线圈开始升温。绝缘温度根据图中的图表变化。稳态温升的速率取决于电流的大小。
过载发生一段时间后，绕组的温度会达到给定绝缘等级的允许值。在高 G 力下它会更短，在低 G 力下它会更长。因此，每个过载值都有自己的允许时间，可以认为可以安全隔离。
允许的过载持续时间与其大小的依赖关系称为电动机的过载特性... 热物理特性 各种类型的电动机 有一些区别，他们的特点也不同。这些特征之一在图中用实线显示。
电机过载特性（实线）和所需的保护特性（虚线）
根据给定的特征，我们可以制定主要要求之一 电流相关的过载保护……应该根据过载的大小来提高。这使得可以排除具有非危险电流尖峰的错误警报，例如在发动机启动时发生的错误警报。只有当它落入不可接受的电流值区域及其流动持续时间时，保护才应该起作用。图中虚线所示的所需特性必须始终低于电机的过载特性。
保护的操作受许多因素（设置不准确、参数分散等）的影响，因此观察到与响应时间平均值的偏差。因此，图中的虚线应被视为某种平均特征。为了不因随机因素的作用而出现交叉特性，导致发动机误停，需要留出一定的余量。事实上，考虑到保护反应时间的分布，不应使用单独的特性，而应使用保护区域。
就精确的电机保护动作而言，希望两个特性尽可能彼此接近。这将避免在接近允许的过载时发生不必要的跳闸。但是，如果这两个特征的分布很大，则无法实现。为了在计算参数随机偏差的情况下不落入不可接受的电流值区域，有必要提供一定的余量。
保护特性必须与电机的过载特性相距一定距离，以排除它们的相互交叉。但这会导致电机保护动作的准确性损失。
在接近标称值的电流区域，出现不确定区域。进入该区域时，无法确定保护是否起作用。
没有这个缺点 保护操作取决于绕组温度... 与过电流保护不同，它的作用取决于绝缘老化的原因，即它的发热。当达到对绕组有危险的温度时，它会关闭电机，而不管导致发热的原因是什么。这是保护免受温度影响的主要优势之一。
然而，过电流保护的缺乏不应被夸大。事实上，电机具有一定的电流储备。电动机的额定电流总是低于绕组温度达到允许值时的电流。它是在经济计算的指导下建立的。因此，在额定负载下，电机绕组的温度低于允许值。因此，创建了发动机的热储备，这在一定程度上弥补了不足 热继电器.
绝缘热条件所依赖的许多因素都有随机偏差。在这方面，特性的规范并不总能给出期望的结果。
可变连续运行中的过载
一些工作机构和机构产生的负载变化范围很广，例如在破碎、研磨和其他类似操作中。在这里，周期性过载伴随着欠载到空闲。单独采取的任何电流增加都不会导致危险的温度升高。但是，如果数量很多并且重复次数足够多，则温度升高对绝缘的影响会迅速累积。
电动机在可变负载下的加热过程不同于在恒定或轻微可变负载下的加热过程。差异既体现在温度变化的过程中，也体现在机器各个部件的加热性质上。
随着负载的变化，线圈的温度也会发生变化。由于发动机的热惯性，温度波动不太普遍。在足够高的负载频率下，绕组的温度可以认为几乎没有变化。这相当于在恒定负载下连续运行。在低频（百分之一赫兹或更低的数量级）温度波动变得明显。绕组的周期性过热会缩短绝缘体的寿命。
低频时负载波动较大，电机始终处于瞬变过程。其线圈温度随负载波动而变化。由于机器的各个部件具有不同的热物理参数，因此每个部件都以自己的方式升温。
可变负载下的热瞬变过程是一种复杂的现象，并不总是需要计算。因此，无法根据任何给定时间流动的电流来估算电机绕组的温度。由于电动机的各个部件以不同的方式加热，因此热量在电动机中从一个部件传递到另一个部件。也有可能在关闭电动机后，由于转子提供的热量，定子绕组的温度会升高。因此，电流的大小可能不能反映绝缘的加热程度。还应记住，在某些模式下，转子会比定子更强烈地升温而冷却得更少。
热传递过程的复杂性使得难以控制电机的发热……在某些情况下，即使直接测量绕组的温度也会产生误差。事实上，在不稳定的热过程中，机器不同部位的加热温度可能不同，一次测量无法给出真实情况。但是，线圈温度测量比其他方法更准确。
定期工作 从保护作用的角度来看，可以称为最不利的。定期参加工作意味着短期运动超载的可能性。在这种情况下，过载的大小必须受到绕组加热条件的限制，不能超过允许值。
“监视”线圈发热状态的保护必须接收到相应的信号。由于电流和温度在瞬态条件下可能彼此不对应，因此基于电流测量的保护无法正常发挥作用。