為管道切割提供動(dòng)力的防爆液壓泵站電機(jī)散熱及防護(hù)

隨著城市燃?xì)夂吞烊粴夤艿赖慕ㄔO(shè)和老舊管道更新改造工程越來越多，使用防爆管道切管機(jī)進(jìn)行管道切割具有較高的安全性和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)有利于維護(hù)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，有利于維護(hù)城市安全運(yùn)行和促進(jìn)有效投資和擴(kuò)大國(guó)內(nèi)需求。

1.防爆切管機(jī)是使用液壓泵站為驅(qū)動(dòng)源，使用高壓膠管連接液壓切管機(jī)進(jìn)行管道維搶修作業(yè)時(shí)的管道機(jī)械冷切割的自動(dòng)切管設(shè)備。切割作業(yè)時(shí)僅高壓膠管及切管機(jī)運(yùn)行于管線之上，全程無電纜跨越管道，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，并且不會(huì)產(chǎn)生靜電。

1.1防爆切管機(jī)使用專用管道冷切割刀片XJDP3以較低的轉(zhuǎn)速（50-80轉(zhuǎn)/分鐘）進(jìn)行作業(yè)，以無火花、機(jī)械冷切割方式切割同時(shí)機(jī)身自動(dòng)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(yè)過程中管道局部溫度控制也同時(shí)保護(hù)了刀片的切削效果，延長(zhǎng)使用壽命。

1.2一般來說，城市燃?xì)?、天然氣管道切割作業(yè)中為了防止發(fā)生爆炸，一方面限制它們?cè)诳諝庵械暮浚硪环矫嬉沤^一切能夠點(diǎn)燃易燃?xì)怏w的點(diǎn)火源和危險(xiǎn)溫度。防爆液壓設(shè)備正常運(yùn)行或事故狀態(tài)下仍然可以將可能出現(xiàn)的火花、電弧、熱表面和熱顆粒等封閉在堅(jiān)固的密封殼體內(nèi)，從而避免危險(xiǎn)源的存在。

2.防爆液壓泵站是使用按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造的防爆電機(jī)，在規(guī)定條件下在危險(xiǎn)環(huán)境中運(yùn)轉(zhuǎn)并帶動(dòng)液壓泵進(jìn)行油壓供給，為防爆切管機(jī)提供充足的動(dòng)力。它的運(yùn)轉(zhuǎn)不會(huì)引起設(shè)備周圍爆炸性環(huán)境所影響。在危險(xiǎn)易燃易爆工況條件下，要嚴(yán)格執(zhí)行《先鋒管道防爆設(shè)備操作流程》TJXF-FBQG03規(guī)定，為液壓設(shè)備提供穩(wěn)定安全的液壓動(dòng)力。

2.1而防爆液壓泵站所使用的防爆電機(jī)是一種可以在易燃易爆場(chǎng)所使用的一種電機(jī)，運(yùn)行時(shí)不產(chǎn)生電火花。防爆液壓泵站的接線盒外部電源接入口，是延長(zhǎng)了十幾厘米、可活動(dòng)聯(lián)接的、兩端帶密閉的阻火管狀螺紋接口，可機(jī)動(dòng)可靠地聯(lián)接防爆穿線鋼管，從而使電機(jī)與輸入電源線全部達(dá)到封閉防火要求。

防爆電機(jī)采用無刷勵(lì)磁，設(shè)置旋轉(zhuǎn)整流盤和靜態(tài)勵(lì)磁柜，勵(lì)磁控制系統(tǒng)要求可靠和安全，并且放電電阻在工作中不發(fā)熱，勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)范圍寬。

2.2防爆液壓泵站中所使用的防爆電機(jī)向著輕型化、小型化、高功率密度方向發(fā)展并且運(yùn)行環(huán)境要求越來越嚴(yán)格，因此對(duì)電機(jī)提出了更高的散熱和防護(hù)要求。

2.3防爆電機(jī)各部位的溫度限度

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

b.滾動(dòng)軸承溫度應(yīng)不超過95℃，滑動(dòng)軸承的溫度應(yīng)不超過80℃。因溫度太高會(huì)使油質(zhì)發(fā)生變化和破壞油膜。

c.機(jī)殼溫度實(shí)踐中往往以不燙手為準(zhǔn)。

d.防爆電機(jī)選型的電機(jī)轉(zhuǎn)子為鼠籠轉(zhuǎn)子時(shí)，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?？深A(yù)先刷上不可逆變色漆來估計(jì)。

2.4而電機(jī)所選用的絕緣材料按耐熱能力分為Y、A、E、B、F、H、C7個(gè)等級(jí)，其極限工作溫度分別為90、105、120、130、155、180℃、及180℃以上。（詳細(xì)數(shù)據(jù)在以后的文章中進(jìn)行表述）

所謂絕緣材料的極限工作溫度是指防爆電機(jī)在設(shè)計(jì)預(yù)期壽命內(nèi)，運(yùn)行時(shí)繞組絕緣中最熱點(diǎn)的溫度。根據(jù)一般的使用和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，A級(jí)材料在105℃、B級(jí)材料在130℃的情況下壽命可達(dá)10年，但在實(shí)際情況下環(huán)境溫度和溫升均不會(huì)長(zhǎng)期達(dá)設(shè)計(jì)值，因此一般壽命在15～20年。如果運(yùn)行溫度長(zhǎng)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(jī)在運(yùn)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(shí)，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(jī)的散熱方法：

防爆電機(jī)的溫升成為電機(jī)能否長(zhǎng)時(shí)間負(fù)載運(yùn)行的關(guān)鍵影響因素。電機(jī)溫升的升高使得電機(jī)的運(yùn)行溫度越來越高，如果產(chǎn)生的熱量無法及時(shí)向外傳遞，將加速電機(jī)中絕緣材料的老化，對(duì)電機(jī)的耐久性和可靠性造成較大的影響。因此，電機(jī)的輕型化、小型化和高功率密度的發(fā)展程度受制于電機(jī)定子的溫升。

3.1使用高導(dǎo)熱膠對(duì)電機(jī)定子進(jìn)行整體灌封，既可消除定子槽中的氣隙，又能提高絕緣系統(tǒng)本身的導(dǎo)熱性，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)對(duì)線圈端部的防護(hù)，避免絕緣材料的直接暴露。

3.2降低電機(jī)外部環(huán)境因素如潮氣、粉塵、鹽霧等對(duì)電機(jī)絕緣材料的影響，對(duì)延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命、提高電機(jī)的安全性和穩(wěn)定性具有十分重要的環(huán)境保護(hù)措施。

3.3黏度、耐熱性和熱導(dǎo)率是選擇導(dǎo)熱膠最重要的指標(biāo)。膠體因黏度太高而不易流動(dòng)，混入的空氣不易溢出，會(huì)導(dǎo)致定子槽內(nèi)填充不充分，而黏度太低又會(huì)使填料沉降。耐熱性和導(dǎo)熱性越高越好，但是越高意味著填料含量越高，又會(huì)使黏度升高，所以在進(jìn)行防爆液壓泵站設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)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(fā)生填料沉降；較長(zhǎng)的凝膠時(shí)間可保證充分的操作時(shí)間和滲透時(shí)間；高熱導(dǎo)率和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可保證較高的導(dǎo)熱性和耐熱性。

總之，防爆液壓泵站的防爆電機(jī)的絕緣等級(jí)是指其所用絕緣材料的耐熱等級(jí)，分A、E、B、F、H級(jí)，允許溫升是指電動(dòng)機(jī)的溫度與周圍環(huán)境溫度相比升高的限度。因此，在管道進(jìn)行防爆切割作業(yè)中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)密重視的是防爆電機(jī)的溫升這一指標(biāo)，而不僅僅只是溫度的表象。防爆電機(jī)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(shí)，其溫升變化較大時(shí)，則應(yīng)當(dāng)立即停止作業(yè)，并查找故障原因。在管道防爆切割現(xiàn)場(chǎng)如果無法及時(shí)排除故障，則應(yīng)當(dāng)立即啟用備用防爆電機(jī)泵站作業(yè)。