船用籠型三相異步電動機的防護及防潮措施解析

陳金剛，王以孟

船用籠型三相異步電動機的防護及防潮措施解析

陳金剛，王以孟

（德州恒力電機有限責任公司，山東 253005）

本文主要講述船用籠型三相異步電動機的防護型式，對不同防護型式船用電機的應用進行簡要概述。重點講述船用IP56電機外殼防護和繞組浸漆防潮的重要性，并通過實例進行說明，提出繞組防潮注意事項和受潮后的處理措施。

船用籠型三相異步電動機 防護型式 防潮措施 絕緣電阻 浸漆 繞組端部

0 引言

船用籠型三相異步電動機根據(jù)使用環(huán)境不同，其外殼選用的防護型式存在差別，常用的防護型式有IP23，IP44，IP55和IP56。下面就針對這幾種防護型式船用電機的特點和濕熱環(huán)境下外殼防護和繞組的浸漆防潮做一下說明，以便選擇滿足環(huán)境條件要求的電動機結構型式和繞組浸漆工藝方案。保證電動機安全可靠經(jīng)濟地運行。

1 船用籠型三相異步電動機防護型式的分類和選用

籠型三相異步電動機的外殼防護型式，根據(jù)防止人體觸及、固體異物進入電動機內部及防止水進入電動機內部的情況分為若干等級。防護型式代號為IPXX，防護標志由字母IP和兩個表示防護等級的表征數(shù)字組成。第一位數(shù)字表示防止人體觸及或接近殼內帶電部分及殼內轉動部件，防止固體異物進入電機內部，代表電機的防護性能。第二位數(shù)字表示防止由于電機進水而引起有害影響，代表電機的防水性能。數(shù)字越大代表的防護級別越高，防護性能越好。IP23防護等級的船用電機為網(wǎng)罩式防護型式，電動機機座兩側有通風口，散熱較好，能防止固體異物和滴水從上方進入電動機，適用于比較清潔、干燥的環(huán)境，電動機的通風口用穿孔的遮蓋物遮蓋起來，使電動機的轉動部分及帶電部分不能與外物相接觸，此種防護型式主要用于船艙底層的大機座號側推電機，電機的散熱性好。中小機座船用電機大部分是封閉式電動機，電動機機殼內部的轉動部分及帶電部分有必要的機械保護，機殼的結構能阻止機殼內外空氣的自由交換，不要求完全密封，機座上無通風口，散熱能力較差，能防止微小固體異物和任何方向的濺水進入電機內部，適合在一般環(huán)境中使用。艙內最常用的電動機是IP44防護等級，能防止大于1 mm的固體異物入內，同時能防濺水，用于Y-H，YT2-H系列船用電機，多用于船艙內的泵類，液壓機，分離器和其他輔助設備。當上述艙內設備的環(huán)境空氣濕度較大，溫度較高時，電機防護等級通常設計成IP55。電機最明顯的標志是在軸貫通部位軸承外蓋或外小蓋外側油封槽內加裝V型密封圈，以適應濕熱環(huán)境的要求。電機旋轉時，V型密封圈同軸一起旋轉。船用起重電動機使用環(huán)境惡劣，空氣最大相對濕度可達95％，并有凝露、油霧、鹽霧、霉菌存在，沖擊、振動、傾斜搖擺頻繁。為防止海水、粉塵等物質進入電機，船舶甲板，側壁等艙外設備上使用的都是IP56防護等級的電動機。電動機最明顯的標志是在軸貫通部位軸承外蓋或外小蓋外側油封槽內加裝唇型骨架油封。電機旋轉時油封固定在外蓋上，轉軸與油封通過磨擦密封，可防止灰塵、具有一定壓力的雨水、猛烈海浪對電機產(chǎn)生有害影響，適用于YZ-H、JZ2-H系列單速、雙速和三速起重電機，象錨機，系泊絞車，起重機，纜繩絞車。甲板機械和工作場所濕度比較大的Y-H，YT2-H系列電機，為保護電機繞組，也采用IP56防護等級。由于艙外船用電機使用環(huán)境比較惡劣，為保護繞組絕緣和繞組的電氣性能，減小電機故障隱患，大部分艙外使用的船用電機采用IP56防護等級。

2 船用起重電機的外殼防潮措施

YZ-H，JZ2-H系列單速、雙速和三速起重電機用于船舶甲板的起重設備上，為艙外作業(yè)，時常受到海浪、雨水侵蝕，工作條件比較惡劣。船用起重系列電機一般為短時工作制，冷卻方式為IC410，防護等級為IP56，可根據(jù)用戶需求，在非軸伸端裝直流圓盤式電磁制動器，制動器防護等級與電機相同，也是IP56。船用起重電機經(jīng)常工作在惡劣的潮濕環(huán)境下，特別是在雨天，會增加電機進水和潮氣進入的可能性。如果防護不好，會造成機殼內積水銹蝕，電機絕緣電阻低，電氣性能不合格。如果繞組局部受潮嚴重，得不到及時徹底的處理，甚至會造成線圈局部匝間燒壞。

為了降低潮氣對電機內部絕緣的危害，保護電機的電氣性能，船用電機繞組的防潮重點關注電機外殼的密封防護和繞組的浸漆防霉處理。電機外殼的密封防護一般通過以下兩方面來解決，首先是減少潮氣進入；其次是在潮氣進人，冷卻成水滴后能夠及時排出。圍繞這兩方面，在外殼上進行如下防護：1）電機的裝配結合面涂抹密封膠，轉軸貫通部位安裝骨架油封，電動機接線盒座與機座，接線盒蓋與線盒座的配合處采用具有壓縮性能的橡膠墊。IP56電機防護的重點是防止灰塵和水沿轉軸或配合面間隙侵（浸）入軸承和電機內腔，破壞軸承潤滑狀態(tài)和繞組的絕緣性能，造成軸承過早損壞和繞組絕緣性能降低，影響電機的正常運行。2）電機底部設置排水孔，冷凝積水能夠及時排出，避免積水侵入繞組。

3 繞組浸漆防潮

繞組絕緣質量主要由其所含的殘余氣隙和水分決定，水分增加會使繞組的絕緣電阻和耐電強度下降，經(jīng)過電機外殼的防水保護，在很大程度上可避免水分進人電機內部。但由于絕緣材料自身所含水分及透過外殼防護進入電機內部的潮氣對電機絕緣的影響，會加劇絕緣老化及降低局部承受沖擊電壓的能力，因此電機內部繞組仍然需要進行防潮處理。一批YT100L2-4-H電機，用戶在碼頭倉庫中放置近一個月，安裝時測量絕緣電阻大部分不足10兆歐。拆檢，電機無進水的跡象。用手接觸繞組和轉子，感覺濕氣明顯較大。定子現(xiàn)場放置半小時后，再測量絕緣電阻達到100兆歐以上，明顯是電機繞組內部進入潮氣，繞組浸漆不充分，繞組絕緣性能存在隱患所致。為證實這一結論，把該批電機統(tǒng)一進行烘干處理，然后測量絕緣電阻，均達到500兆歐以上。由于用戶急于裝配使用，隨意抽取5臺進行裝配使用，并做好記錄，其余電機運回廠家重新浸漆防霉處理后裝配。全部設備投入使用正常，兩個月后，設備停用半個月后再投入使用時，有3臺電機絕緣電阻報警，顯示絕緣電阻偏低，經(jīng)檢查核對是上次烘干完，直接裝配的電機，對照編號，測量另外兩臺和抽檢其余經(jīng)浸漆處理過電機的絕緣電阻，未經(jīng)浸漆處理的電機絕緣電阻明顯偏低，于是又拆下這5臺電機，運回廠家做烘干浸漆防霉處理。

實踐表明，由于船用電機所處環(huán)境空氣濕度比較大，在繞組絕緣中存在少量水分是不可避免的，但水分集中于纖維素的管壁上，比存在于內部空間中具有更大的危害作用，更易加速材料的劣化。為此需對繞組防潮進行嚴格處理，盡量減少絕緣毛細孔中的水分，使液態(tài)水能及時排出，避免出現(xiàn)局部浸水，潮氣集中的突出問題。電機繞組防潮一般采取以下措施：

1）采用多次涂漆工藝而形成多層漆膜層的電磁線，使孔隙得到充分填充和遮蔽，從而減少孔隙的數(shù)量，提高防潮性能。

2）對連接點處裸銅部分用聚酯玻璃漆布帶繞包，增加絕緣厚度以提高防潮性能。

3）采用真空浸漆處理工藝替代普通沉浸的浸漆工藝，以便更好地對電磁線本身存在的漆膜孔隙和其它絕緣間隙進行涂覆、遮蔽和填充，提高電機繞組的防潮性能。

4）在繞組端部噴兩遍防霉菌漆，做好防霉變處理。

5）在環(huán)境濕度比較大的重要設備上使用時，電機通過加裝防潮加熱帶，對電機的絕緣進行防護。為防止電機內部受潮或出現(xiàn)凝露，當電機長期放置時注意加強防潮措施，開始使用前，將防潮加熱帶提前2小時通電，以達到驅潮、提高電機絕緣電阻的效果。對間歇使用運轉的電機，當電機間歇運行時，電機斷電后給加熱帶送電，使電機內部溫度始終比環(huán)境溫度高5℃，以防形成凝露，保證電機正常運行。

4 結論

船用電機制造時通過提高電機的防護等級來保證電機的密封性。甲板電機要求防護等級為IP56（防塵密封），艙內電機根據(jù)環(huán)境要求一般按IP44、IP55和IP56進行制造，以減少和阻止潮氣進入。船用電機進水或受潮，絕緣電阻低于使用要求時，必須拆開電機，用淡水沖洗繞組并擦干，通過暴曬，電燈加熱等手段進行烘干處理。短時間的暴曬會讓水氣留在電機內部，蒸發(fā)不出來或不徹底，電機停止暴曬放置一段時間，還會導致電機繞組絕緣電阻低。如果放置時間久，甚至會導致電機發(fā)霉，嚴重影響電機壽命。對此，如果有條件的話，電機繞組烘干后，應重新浸漆處理。如果條件不允許，也應對電機徹底烘干后，對繞組端部進行澆漆或噴漆處理。

[1] 旋轉電機結構型式、安裝型式及接線盒位置的分類（IM代碼）: GB/T 997-2008[S].

[2] 王強, 陳金剛．低壓船用電動機絕緣與繞組熱保護[J]．電機技術, 2013（2）: 43-46.

Analysis of Protection and Moisture-proof Measures of Marine Cage Type Three-phase Asynchronous Motor

Chen Jingang, Wang Yimeng

( Dezhou HengLi Electrical Machinery CO.,LTD, Dezhou253005, Shandong, China )

TM343

A

1003-4862（2018）10-0016-03

2018-05-21

陳金剛（1974-），男，工程師。研究方向：電機檢測與故障分析。E-mail: cjg2516@163.com