为管道切割提供动力的防爆液压泵站电机散热及防护

随着城市燃气和天然气管道的建设和老旧管道更新改造工程越来越多，使用防爆管道切管机进行管道切割具有较高的安全性和经济性，同时有利于维护人民群众生命财产安全，有利于维护城市安全运行和促进有效投资和扩大国内需求。

1.防爆切管机是使用液压泵站为驱动源，使用高压胶管连接液压切管机进行管道维抢修作业时的管道机械冷切割的自动切管设备。切割作业时仅高压胶管及切管机运行于管线之上，全程无电缆跨越管道，不产生感应电流，并且不会产生静电。

1.1防爆切管机使用专用管道冷切割刀片XJDP3以较低的转速（50-80转/分钟）进行作业，以无火花、机械冷切割方式切割同时机身自动沿管道切割方向爬行切割。较慢的爬行速度（30-80mm/min）确保了在管道切割作业过程中管道局部温度控制也同时保护了刀片的切削效果，延长使用寿命。

1.2一般来说，城市燃气、天然气管道切割作业中为了防止发生爆炸，一方面限制它们在空气中的含量，另一方面要杜绝一切能够点燃易燃气体的点火源和危险温度。防爆液压设备正常运行或事故状态下仍然可以将可能出现的火花、电弧、热表面和热颗粒等封闭在坚固的密封壳体内，从而避免危险源的存在。

2.防爆液压泵站是使用按国家标准设计制造的防爆电机，在规定条件下在危险环境中运转并带动液压泵进行油压供给，为防爆切管机提供充足的动力。它的运转不会引起设备周围爆炸性环境所影响。在危险易燃易爆工况条件下，要严格执行《先锋管道防爆设备操作流程》TJXF-FBQG03规定，为液压设备提供稳定安全的液压动力。

2.1而防爆液压泵站所使用的防爆电机是一种可以在易燃易爆场所使用的一种电机，运行时不产生电火花。防爆液压泵站的接线盒外部电源接入口，是延长了十几厘米、可活动联接的、两端带密闭的阻火管状螺纹接口，可机动可靠地联接防爆穿线钢管，从而使电机与输入电源线全部达到封闭防火要求。

防爆电机采用无刷励磁，设置旋转整流盘和静态励磁柜，励磁控制系统要求可靠和安全，并且放电电阻在工作中不发热，励磁电流调节范围宽。

2.2防爆液压泵站中所使用的防爆电机向着轻型化、小型化、高功率密度方向发展并且运行环境要求越来越严格，因此对电机提出了更高的散热和防护要求。

2.3防爆电机各部位的温度限度

a.与绕组接触的铁心温升（温度计或温度传感器）应不超过所接触的绕组绝缘的温升限度（电阻法），即A级为60℃，E级为75℃，B级为80℃，F级为100℃，H级为125℃。

b.滚动轴承温度应不超过95℃，滑动轴承的温度应不超过80℃。因温度太高会使油质发生变化和破坏油膜。

c.机壳温度实践中往往以不烫手为准。

d.防爆电机选型的电机转子为鼠笼转子时，其表面杂散损耗很大，温度较高，一般以不危及邻近绝缘为限。可预先刷上不可逆变色漆来估计。

2.4而电机所选用的绝缘材料按耐热能力分为Y、A、E、B、F、H、C7个等级，其极限工作温度分别为90、105、120、130、155、180℃、及180℃以上。（详细数据在以后的文章中进行表述）

所谓绝缘材料的极限工作温度是指防爆电机在设计预期寿命内，运行时绕组绝缘中最热点的温度。根据一般的使用和生产经验，A级材料在105℃、B级材料在130℃的情况下寿命可达10年，但在实际情况下环境温度和温升均不会长期达设计值，因此一般寿命在15～20年。如果运行温度长期超过材料的极限工作温度，则绝缘的老化加剧，寿命大大缩短。所以电机在运行中，温度是寿命的主要因素之一。

绝缘的温度等分别为：A\E\B\F\H时，其最高允许温度分别为：105/120/130/155/180，防爆电绕组温升限值K为：60/75/80/100/125

3.防爆电机的散热方法：

防爆电机的温升成为电机能否长时间负载运行的关键影响因素。电机温升的升高使得电机的运行温度越来越高，如果产生的热量无法及时向外传递，将加速电机中绝缘材料的老化，对电机的耐久性和可靠性造成较大的影响。因此，电机的轻型化、小型化和高功率密度的发展程度受制于电机定子的温升。

3.1使用高导热胶对电机定子进行整体灌封，既可消除定子槽中的气隙，又能提高绝缘系统本身的导热性，同时能实现对线圈端部的防护，避免绝缘材料的直接暴露。

3.2降低电机外部环境因素如潮气、粉尘、盐雾等对电机绝缘材料的影响，对延长电机使用寿命、提高电机的安全性和稳定性具有十分重要的环境保护措施。

3.3黏度、耐热性和热导率是选择导热胶最重要的指标。胶体因黏度太高而不易流动，混入的空气不易溢出，会导致定子槽内填充不充分，而黏度太低又会使填料沉降。耐热性和导热性越高越好，但是越高意味着填料含量越高，又会使黏度升高，所以在进行防爆液压泵站设计时应当进行综合考虑。

黏度较低可填满绕组与铁心之间的缝隙，而又不至于发生填料沉降；较长的凝胶时间可保证充分的操作时间和渗透时间；高热导率和玻璃化转变温度可保证较高的导热性和耐热性。

总之，防爆液压泵站的防爆电机的绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级，允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。因此，在管道进行防爆切割作业中应当严密重视的是防爆电机的温升这一指标，而不仅仅只是温度的表象。防爆电机中绝缘材料尤其容易受到高温的影响而加速老化并损坏时，其温升变化较大时，则应当立即停止作业，并查找故障原因。在管道防爆切割现场如果无法及时排除故障，则应当立即启用备用防爆电机泵站作业。