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為管道切割提供動力的防爆液壓泵站電機散熱及防護

欄目:自爬式液壓切管機(爬管機)工程 發布時間:2022-08-06 作者: 杜亞利 來源: 原創 瀏覽量: 327
在管道進行防爆切割作業中應當嚴密重視的是防爆電機的溫升這一指標,而不僅僅只是溫度的表象。防爆電機中絕緣材料尤其容易受到高溫的影響而加速老化并損壞時,其溫升變化較大時,則應當立即停止作業,并查找故障原因。

隨著城市燃氣和天然氣管道的建設和老舊管道更新改造工程越來越多,使用防爆管道切管機進行管道切割具有較高的安全性和經濟性,同時有利于維護人民群眾生命財產安全,有利于維護城市安全運行和促進有效投資和擴大國內需求。



1.防爆切管機是使用液壓泵站為驅動源,使用高壓膠管連接液壓切管機進行管道維搶修作業時的管道機械冷切割的自動切管設備。切割作業時僅高壓膠管及切管機運行于管線之上,全程無電纜跨越管道,不產生感應電流,并且不會產生靜電。

1.1防爆切管機使用專用管道冷切割刀片XJDP3以較低的轉速(50-80轉/分鐘)進行作業,以無火花、機械冷切割方式切割同時機身自動沿管道切割方向爬行切割。較慢的爬行速度(30-80mm/min)確保了在管道切割作業過程中管道局部溫度控制也同時保護了刀片的切削效果,延長使用壽命。

1.2一般來說,城市燃氣、天然氣管道切割作業中為了防止發生爆炸,一方面限制它們在空氣中的含量,另一方面要杜絕一切能夠點燃易燃氣體的點火源和危險溫度。防爆液壓設備正常運行或事故狀態下仍然可以將可能出現的火花、電弧、熱表面和熱顆粒等封閉在堅固的密封殼體內,從而避免危險源的存在。



2.防爆液壓泵站是使用按國家標準設計制造的防爆電機,在規定條件下在危險環境中運轉并帶動液壓泵進行油壓供給,為防爆切管機提供充足的動力。它的運轉不會引起設備周圍爆炸性環境所影響。在危險易燃易爆工況條件下,要嚴格執行《先鋒管道防爆設備操作流程》TJXF-FBQG03規定,為液壓設備提供穩定安全的液壓動力。

2.1而防爆液壓泵站所使用的防爆電機是一種可以在易燃易爆場所使用的一種電機,運行時不產生電火花。防爆液壓泵站的接線盒外部電源接入口,是延長了十幾厘米、可活動聯接的、兩端帶密閉的阻火管狀螺紋接口,可機動可靠地聯接防爆穿線鋼管,從而使電機與輸入電源線全部達到封閉防火要求。

防爆電機采用無刷勵磁,設置旋轉整流盤和靜態勵磁柜,勵磁控制系統要求可靠和安全,并且放電電阻在工作中不發熱,勵磁電流調節范圍寬。

2.2防爆液壓泵站中所使用的防爆電機向著輕型化、小型化、高功率密度方向發展并且運行環境要求越來越嚴格,因此對電機提出了更高的散熱和防護要求。

2.3防爆電機各部位的溫度限度

a.與繞組接觸的鐵心溫升(溫度計或溫度傳感器)應不超過所接觸的繞組絕緣的溫升限度(電阻法),即A級為60℃,E級為75℃,B級為80℃,F級為100℃,H級為125℃。

b.滾動軸承溫度應不超過95℃,滑動軸承的溫度應不超過80℃。因溫度太高會使油質發生變化和破壞油膜。

c.機殼溫度實踐中往往以不燙手為準。

d.防爆電機選型的電機轉子為鼠籠轉子時,其表面雜散損耗很大,溫度較高,一般以不危及鄰近絕緣為限。可預先刷上不可逆變色漆來估計。



2.4而電機所選用的絕緣材料按耐熱能力分為Y、A、E、B、F、H、C7個等級,其極限工作溫度分別為90、105、120、130、155、180℃、及180℃以上。(詳細數據在以后的文章中進行表述)

所謂絕緣材料的極限工作溫度是指防爆電機在設計預期壽命內,運行時繞組絕緣中最熱點的溫度。根據一般的使用和生產經驗,A級材料在105℃、B級材料在130℃的情況下壽命可達10年,但在實際情況下環境溫度和溫升均不會長期達設計值,因此一般壽命在15~20年。如果運行溫度長期超過材料的極限工作溫度,則絕緣的老化加劇,壽命大大縮短。所以電機在運行中,溫度是壽命的主要因素之一。

絕緣的溫度等分別為:A\E\B\F\H時,其最高允許溫度分別為:105/120/130/155/180,防爆電繞組溫升限值K為:60/75/80/100/125



3.防爆電機的散熱方法:

防爆電機的溫升成為電機能否長時間負載運行的關鍵影響因素。電機溫升的升高使得電機的運行溫度越來越高,如果產生的熱量無法及時向外傳遞,將加速電機中絕緣材料的老化,對電機的耐久性和可靠性造成較大的影響。因此,電機的輕型化、小型化和高功率密度的發展程度受制于電機定子的溫升。

3.1使用高導熱膠對電機定子進行整體灌封,既可消除定子槽中的氣隙,又能提高絕緣系統本身的導熱性,同時能實現對線圈端部的防護,避免絕緣材料的直接暴露。

3.2降低電機外部環境因素如潮氣、粉塵、鹽霧等對電機絕緣材料的影響,對延長電機使用壽命、提高電機的安全性和穩定性具有十分重要的環境保護措施。

3.3黏度、耐熱性和熱導率是選擇導熱膠最重要的指標。膠體因黏度太高而不易流動,混入的空氣不易溢出,會導致定子槽內填充不充分,而黏度太低又會使填料沉降。耐熱性和導熱性越高越好,但是越高意味著填料含量越高,又會使黏度升高,所以在進行防爆液壓泵站設計時應當進行綜合考慮。

黏度較低可填滿繞組與鐵心之間的縫隙,而又不至于發生填料沉降;較長的凝膠時間可保證充分的操作時間和滲透時間;高熱導率和玻璃化轉變溫度可保證較高的導熱性和耐熱性。

總之,防爆液壓泵站的防爆電機的絕緣等級是指其所用絕緣材料的耐熱等級,分A、E、B、F、H級,允許溫升是指電動機的溫度與周圍環境溫度相比升高的限度。因此,在管道進行防爆切割作業中應當嚴密重視的是防爆電機的溫升這一指標,而不僅僅只是溫度的表象。防爆電機中絕緣材料尤其容易受到高溫的影響而加速老化并損壞時,其溫升變化較大時,則應當立即停止作業,并查找故障原因。在管道防爆切割現場如果無法及時排除故障,則應當立即啟用備用防爆電機泵站作業。