大型電動潛水泵保護系統(tǒng)研究

摘要：伴隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提升，對于污水的排放量以及各行業(yè)生活和工業(yè)用水量也在不斷增加。大型電動潛水泵作為深井取水的重要設(shè)備，在使用時能夠?qū)⒄麄€電動潛水泵潛入到水中進行工作，是礦山搶險、生活用水、農(nóng)田灌溉等多方面用水的主要來源，能夠?qū)⒌叵滤焖偬崛〉降乇恚材転槭姓潘ぷ鏖_展提供動力。本文主要針對大型電動潛水泵結(jié)構(gòu)進行分析，并探討潛水電機內(nèi)部密封和保護裝置以及潛水泵的監(jiān)控系統(tǒng)及保護內(nèi)容。希望能夠加強和完善大型電動潛水泵的內(nèi)外部保護監(jiān)控系統(tǒng)，為大型電動潛水泵機組的安全運行提供強有力的支撐。

關(guān)鍵詞：電動潛水泵;結(jié)構(gòu)功能;監(jiān)測裝置;保護系統(tǒng)

隨著我國各行業(yè)的不斷發(fā)展，對于電動水泵的需求越來越大，大型電動潛水泵也孕育而生，并在各項工作中取得了良好的效果。然而萬變不離其宗，電動潛水泵以及一些大型電動潛水泵，其結(jié)構(gòu)組合方式以及技術(shù)要求相差不多。為確保在工作過程中，電動潛水泵的安全運行，需要注重從電動潛水泵的技術(shù)要求層面進行分析。研究潛水電機內(nèi)部密封和保護裝置，確保內(nèi)部監(jiān)測裝置的功能能夠得到良好的運行。針對電動潛水泵外部監(jiān)控系統(tǒng)組成和監(jiān)控保護方面要著手研究，確保大型電動潛水泵能夠在安全的運行范圍內(nèi)開展工作，為各行各業(yè)的工作運行奠定良好的基礎(chǔ)。

一、大型電動潛水泵結(jié)構(gòu)

1.1大型電動潛水泵的結(jié)構(gòu)組成

潛水泵采用上下組合的形式，主要由潛水泵和潛水電機所組成。潛水泵由機械密封油池、出水口、進水喇叭口、蝸殼、葉輪等幾個重要的零部件構(gòu)成。潛水泵作為潛水泵機組給排水的重要部位，在電動潛水泵工作中有著至關(guān)重要的作用，是電動潛水泵的主體框架。蝸殼和進水喇叭口連接組成葉輪的工作室，葉輪體和葉片組成葉輪，作為潛水泵的核心部位，能夠決定大型電動潛水泵的工作性能。在大型電動潛水泵保護系統(tǒng)中主要含有兩道密封。其中大型電動潛水泵機組的第一道密封是采用機械密封，將油室和水室分隔開來。其中大型電動潛水泵的第二道密封，是采用機械密封將電機和油室隔離開來。通過設(shè)置兩道油密封、兩道油室，能夠為大型電動潛水泵開展大功率工作提供基礎(chǔ)保障。讓大型電動潛水泵能夠在復雜的工作環(huán)境下保持優(yōu)越的性能。大型電動潛水泵的導葉體能夠引導水流，將泵的全部重量和軸向力傳遞到泵座基礎(chǔ)上。能夠以最小的損失將傳送介質(zhì)動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫?，是整個大型電動潛水泵保護系統(tǒng)的核心部位。電動潛水泵除了潛水泵結(jié)構(gòu)外，還包含潛水電機結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)作為潛水泵機組的動力源，能夠從深井取出地下水，為該過程能量的轉(zhuǎn)化提供動力來源。潛水電機主要由絕緣保護裝置、軸溫、超溫、泄露、浸水以及接線盒、電機上下端蓋、軸向推力軸承、上下滾動軸承、轉(zhuǎn)子定子等各部位所組成。設(shè)備各個零件的相互配合，能夠構(gòu)成大型電動潛水泵，是深井提水的重要設(shè)備。電動潛水泵作為一種通用的機械設(shè)備，其應(yīng)用范圍較為廣泛，并在工作中取得了不錯的反響，值得對比進行深入研究。

二、潛水電機內(nèi)部密封和保護裝置

現(xiàn)階段我國大型電動潛水泵內(nèi)部的潛水電機，多采用非液體冷卻形式。如果缺乏有效的密封綜合智能監(jiān)測環(huán)節(jié)，將會影響到整個大型電動潛水泵機組的安全運行。為此，需要加強對潛水電機內(nèi)部密封和保護裝置的研究工作，密封裝置可以在電機靜止部件連接處設(shè)置環(huán)形橡膠密封圈，也可以采用金屬密封圈。在旋轉(zhuǎn)部位和性質(zhì)部位連接處可以使用石墨機械密封或者合金機械密封，防止油和水等液體進入到電機腔和接線腔，從而發(fā)生故障問題。

針對潛水電機內(nèi)部監(jiān)測裝置和功能保護系統(tǒng)，需要從以下幾個方面展開：第一，設(shè)置濕度傳感器。在下油室腔內(nèi)設(shè)置一只濕度傳感器，在潤滑油進水后絕緣不大于20兆歐時，輸出濕度故障信號，檢驗第一道密封的情況。在油室內(nèi)也設(shè)置溫度傳感器，在潤滑油絕緣不大于20兆歐時輸出溫度故障信號，監(jiān)測推力軸承由室內(nèi)的進水情況。在電機子腔內(nèi)設(shè)置濕度傳感器監(jiān)測電機的結(jié)露情況，避免定子繞組絕緣下降而產(chǎn)生電機燒壞問題。為了檢測軸承溫度，在推力軸承座上需要設(shè)置一只優(yōu)質(zhì)溫度傳感器。在溫度不小于90攝氏度時輸出信號，未檢測電機的超溫情況。需要在電機定子繞組分別設(shè)置溫度傳感器，用于檢測定子繞組溫度，以130攝氏度為輸出故障信號界限。為檢測接線盒的泄露情況，在電機接線盒內(nèi)應(yīng)當設(shè)置優(yōu)質(zhì)浮子開關(guān)，檢驗電機接線盒是否出現(xiàn)滲水的現(xiàn)象。防止電機接線盒和電機腔內(nèi)發(fā)生短路，而產(chǎn)生接線盒泄漏的事故。為檢測泄漏情況，需要設(shè)置由水槽安置優(yōu)質(zhì)浮子開關(guān)。在槽內(nèi)油、水達到一定深度時，浮子開關(guān)發(fā)出報警信號，防止損壞定子繞組部件。通過在大型電動潛水泵設(shè)置內(nèi)部密封和保護裝置來保證潛水泵的有效運行，避免發(fā)生故障問題，確保各領(lǐng)域大型電動潛水泵的動力供應(yīng)。

三、電動潛水泵的外部監(jiān)控系統(tǒng)及保護

電動潛水泵的外部監(jiān)控系統(tǒng)主要由軟啟動控制柜所構(gòu)成，能夠監(jiān)測水泵的參數(shù)和保護信號。在發(fā)生故障問題時能夠迅速發(fā)出報警信號，快速查找到故障問題，確保機組能夠安全運行。軟啟動控制柜主要有軟啟動器、快速熔斷器、斷路器、水泵保護器、二次控制回路等組成，對水泵電機的電源異常和過載情況進行有效的控制。水泵機組啟動能夠設(shè)置變頻方式，減小供電系統(tǒng)功率，起到對水泵機組的保護作用。在水泵電機輸入電壓波動大于額定電壓10%時，水泵機組能夠停止運行，更好地應(yīng)對大型電動潛水泵電源異常和過載。

當前，國內(nèi)生產(chǎn)的大型潛水泵保護裝置其可靠性和實用性水平不一，下面將介紹一種安裝方便、免維護的模塊化綜合保護器。具有顯著的優(yōu)點，能夠直觀顯示故障位置。幫助檢修人員快速排查故障問題，確保大型潛水泵安全運行。該保護器由CPU模塊、水泵內(nèi)部信號檢測模塊、電壓電流檢測模塊、固態(tài)功率模塊、通信模塊等構(gòu)成。根據(jù)潛水泵的保護要求以及開展功率，選擇科學的模塊組合，實現(xiàn)綜合保護功能的最大化。大型電動潛水泵綜合保護器的CPU模塊，由主控板、電源板、功能鍵、液晶屏、各模塊插接口所構(gòu)成，作為大型潛水泵模塊綜合保護器的核心部位。大型潛水泵的通訊模塊采用RS-485接口能夠完成PLC模塊和CPU模塊的通信，實現(xiàn)智能化控制和各項技術(shù)參數(shù)。對所發(fā)生的故障能夠進行迅速的統(tǒng)計并查詢相關(guān)信息，借助水泵內(nèi)部信號檢測模塊向CPU模塊傳輸水泵各保護裝置的信息，實現(xiàn)對各模塊的控制。電壓電流檢測模塊能夠檢測電機的三相電流、三相電源等相關(guān)參數(shù)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到CPU模塊進行集中處理。電機絕緣檢測模塊，能夠保護電機定子饒組，開展有效的絕緣監(jiān)測。保護輸出模塊能夠用于二次回路控制和保護，并發(fā)出報警信號，固態(tài)功率模塊能夠為電機定子繞組絕緣安全運行工作開展提供保障。

四、結(jié)束語

總而言之，現(xiàn)階段我國大型電動潛水多采用一體化的結(jié)構(gòu)，這種電動一體化的結(jié)構(gòu)，不僅能夠提高設(shè)備的使用效率，還能夠減少各部件連接所造成的不穩(wěn)定性，提高大型電動潛水泵的工作效率。為了促進各行業(yè)的高效穩(wěn)定發(fā)展，推動我國經(jīng)濟高水平建設(shè)工作。需要對大型電動潛水泵保護系統(tǒng)進行研究，讓大型電動潛水泵能夠廣泛應(yīng)用在城市的市政排水、防汛排澇等行業(yè)中。提高大型電動潛水泵的工作效率，讓其能夠從地下向地表快速運輸水源，解決當下我國水資源不足的問題。借助電動自動化保護以及科學的控制技術(shù)，能夠為大型電動潛水泵值守管理和集中控制工作開展奠定基礎(chǔ)，保證大型電動潛水泵機組的安全運行。

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作者簡介：

劉雅，1988.09.29，女，漢，籍貫河北，研究生，中煤科工集團唐山研究院有限公司，工程師，排水設(shè)備、防爆產(chǎn)品技術(shù)及檢驗技術(shù)方法應(yīng)用研究