전기 모터의 과부하 보호

열화상은 산업용 3상 전기 회로의 겉보기 온도 차이를 정상 작동 조건과 비교하여 쉽게 식별할 수 있는 방법입니다. 세 상 모두의 열 차이를 나란히 검사함으로써 기술자는 불균형이나 과부하로 인한 각 레그의 성능 이상을 신속하게 파악할 수 있습니다.

전기적 불평형은 일반적으로 상 부하 차이로 인해 발생하지만, 고저항 연결과 같은 장비 문제로 인해 발생할 수도 있습니다. 모터에 공급되는 전압의 비교적 작은 불평형도 훨씬 더 큰 전류 불평형을 초래하여 추가적인 열을 발생시키고 토크와 효율을 감소시킵니다. 심각한 불평형은 퓨즈를 끊어뜨리거나 차단기를 트립시켜 단상화를 유발하고 모터 발열 및 손상과 같은 관련 문제를 일으킬 수 있습니다.

실제로 3상 전압의 완벽한 균형을 맞추는 것은 사실상 불가능합니다. 장비 운영자가 허용 가능한 불평형 수준을 결정할 수 있도록 미국 전기기술자협회(National Electrical Association, NEC)는
미국기계공업협회(NEMA)는 다양한 장치에 대한 사양을 초안했습니다. 이러한 기준은 유지 관리 및 문제 해결 시 유용한 비교 기준이 됩니다.

무엇을 확인해야 하나요?
모든 전기 패널과 드라이브, 분리기, 제어 장치 등 고부하 연결 지점의 열화상을 촬영하십시오. 더 높은 온도가 발견되면 해당 회로를 따라가 관련 분기와 부하를 검사하십시오.

덮개를 벗긴 상태에서 패널 및 기타 연결부를 점검하십시오. 이상적으로는 전기 장치가 완전히 예열되고 정상 부하의 최소 40%로 정상 상태일 때 점검하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 측정값을 정확하게 평가하고 정상 작동 조건과 비교할 수 있습니다.

무엇을 찾아야 하나요?
동일한 부하가 걸리면 동일한 온도도 함께 걸립니다. 부하가 불평형인 경우, 저항으로 인해 발생하는 열로 인해 부하가 더 큰 상이 다른 상보다 더 따뜻하게 보입니다. 그러나 부하 불평형, 과부하, 연결 불량, 고조파 문제는 모두 유사한 패턴을 생성할 수 있습니다. 문제를 진단하려면 전기 부하를 측정해야 합니다.

정상보다 회로나 다리가 차가운 것은 부품에 오류가 있음을 나타낼 수 있습니다.

모든 주요 전기 연결을 포함하는 정기적인 검사 경로를 만드는 것은 좋은 절차입니다. 열화상 카메라와 함께 제공되는 소프트웨어를 사용하여 촬영한 각 이미지를 컴퓨터에 저장하고 시간 경과에 따른 측정값을 추적하세요. 이렇게 하면 기준 이미지를 나중에 비교할 수 있습니다. 이 절차는 고온 또는 저온 지점이 비정상적인지 여부를 판단하는 데 도움이 됩니다. 시정 조치 후 새 이미지를 통해 수리가 성공적으로 이루어졌는지 확인할 수 있습니다.

"적색 경보"는 무엇을 의미하나요?
수리는 안전을 최우선으로 해야 합니다. 즉, 안전 위험을 초래하는 장비 상태를 확인한 다음 장비의 중요도와 온도 상승 정도를 확인해야 합니다. NETA(InterNational Electrical
시험 협회(Testing Association) 지침에 따르면 주변 온도보다 1°C 정도 낮거나 비슷한 부하를 가진 장비보다 1°C 높은 온도도 조사가 필요한 결함이 있을 수 있음을 나타냅니다.

NEMA 표준(NEMA MG1-12.45)은 전압 불평형률이 1%를 초과하는 모터를 작동하지 않도록 경고합니다. 실제로 NEMA는 더 높은 불평형률에서 작동하는 경우 모터의 정격을 낮출 것을 권장합니다. 안전 불평형률은 장비마다 다릅니다.

모터 고장은 전압 불평형으로 인해 흔히 발생합니다. 총비용은 모터 비용, 모터 교체에 필요한 인건비, 생산 불균형으로 인해 폐기되는 제품 비용, 라인 운영 비용, 그리고 라인 가동 중단으로 인한 수익 손실을 모두 합친 것입니다.

후속 조치
열화상 이미지에서 전체 도체가 회로의 다른 부품보다 온도가 높은 것으로 나타나면 도체의 크기가 작거나 과부하 상태일 수 있습니다. 도체 정격과 실제 부하를 확인하여 어느 쪽인지 확인하십시오. 클램프 액세서리가 있는 멀티미터, 클램프 미터 또는 전력 품질 분석기를 사용하여 각 상의 전류 평형과 부하를 확인하십시오.

전압 측면에서는 보호 장치와 개폐기의 전압 강하를 점검하십시오. 일반적으로 선간 전압은 명판 정격의 10% 이내여야 합니다. 중성선 대지간 전압은 시스템 부하의 정도를 나타내거나 고조파 전류를 나타낼 수 있습니다. 중성선 대지간 전압이 공칭 전압의 3%를 초과하는 경우 추가 조사가 필요합니다. 또한 부하가 변할 수 있으며, 큰 단상 부하가 연결되면 위상이 급격히 낮아질 수 있다는 점을 고려해야 합니다.

퓨즈와 스위치의 전압 강하는 모터의 불균형과 근본적인 문제 지점의 과도한 열로 나타날 수도 있습니다. 원인을 찾았다고 생각하기 전에 열화상 카메라와 멀티미터 또는 클램프 미터의 전류 측정값을 다시 한번 확인하십시오. 피더 회로와 분기 회로 모두 최대 허용 한계까지 부하를 가해서는 안 됩니다.

회로 부하 방정식은 고조파도 고려해야 합니다. 과부하에 대한 가장 일반적인 해결책은 회로 간에 부하를 재분배하거나, 부하가 발생하는 시점을 관리하는 것입니다.

관련 소프트웨어를 사용하면 열화상 카메라로 발견된 모든 의심 문제를 열화상과 장비의 디지털 이미지를 포함하는 보고서에 기록할 수 있습니다. 이는 문제를 전달하고 수리를 제안하는 가장 좋은 방법입니다.