船用隔爆型三相异步电动机隔爆设计和接线装配要点解析
2018-10-22陈金刚霍计林
陈金刚，霍计林
船用隔爆型三相异步电动机隔爆设计和接线装配要点解析
陈金刚，霍计林
（德州恒力电机有限责任公司，山东 德州 253005）
本文主要讲述船用隔爆型三相异步电动机隔爆设计要点。重点对船用隔爆电机隔爆结合面的配合间隙、宽度和表面粗糙度，接线盒内电缆连接方法和密封圈选择进行阐述。同时介绍隔爆电机装配和拆卸时的注意事项。
船用隔爆 三相异步电动机 密封圈 装配 铠装填料函
0 引言
船用隔爆型三相异步电动机用于船舶上具有ⅡA、ⅡB、ⅡC类，温度组别T1-T4组的可燃性气体、蒸汽与空气形成的爆炸性气体环境的场所。在船舶上驱动各种机械，如泵类、通风机、分离器、液压机械及其它辅助设备。电机外壳防护等级为IP55或IP56，具有良好的防湿热、防盐雾、防霉菌性能。船用隔爆型三相异步电动机是YB3系列隔爆型三相异步电动机的派生产品。防爆性能符合GB3836.1-2010《爆炸性环境第1部分：设备通用要求》、GB3836.2-2010《爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备》的规定。
1 船用隔爆型三相异步电动机的结构设计特点
船用隔爆型三相异步电动机在结构设计时，必须充分考虑爆炸性气体混合物在电机内部，因某种原因引起爆炸时，不能引起电机外部爆炸性气体混合物的爆炸。隔爆外壳可把可能产生火花、电弧和危险温度的电气部分与周围爆炸性气体混合物隔开。隔爆外壳并非是密封的，周围的爆炸性气体混合物可以通过外壳接合面间隙进入电机内部，当与外壳内的火花、电弧、危险高温等引燃源接触时，可能发生爆炸。这时电机的隔爆外壳不仅不会损坏或变形，而且爆炸火焰或炽热气体通过接合面间隙传出时，经过冷却，息弧，也不会引燃周围的爆炸性气体混合物。同时，由于船用隔爆电机使用环境比较恶劣，对电机的防水性能要求较高，防护等级大部分设计成IP56，提高隔爆面表面粗糙度要求，并进行防锈处理。
船用隔爆型三相异步电动机外壳强度，组成外壳各零部件隔爆结合面的隔爆间隙和宽度，以及各隔爆结合面的表面粗糙度是保证隔爆电机隔爆性能的首要条件。为此，船用隔爆电机的机座、端盖、接线盒座、盖等外壳均采用钢质或HT200灰铸铁材料制造。零部件精加工后均进行水压试验，试验压力不小于1.5 MPa，保持10 s~12 s，试验结果以外壳无水滴渗出为合格。电机隔爆结合面间隙或直径差和隔爆结合面的宽度按GB3836.2的规定，各机座号外壳隔爆面最小宽度范围和所对应配合面的最大间隙值见表1，其中ⅡC类平面结合面最大间隙均要求≤0.12 mm。
表1 船用隔爆电机隔爆面最小宽度范围和所对应配合面的最大间隙值
机座号及外壳对应容积V：cm3隔爆结合面的宽度范围L：mm不同爆炸性气体类别对应隔爆面的间隙最大值 ⅡCⅡAⅡB 平面结合面最大间隙：mm止口结合面最大间隙：mm转轴结合面最大间隙：mm平面结合面最大间隙：mm止口结合面最大间隙：mm转轴结合面最大间隙：mm止口结合面最大间隙：mm转轴结合面最大间隙：mm H90及以下， V≤1006≤L＜9.50.300.300.450.200.200.300.100.15 9.5≤L＜12.50.300.300.450.200.200.300.100.150 12.5≤L＜250.300.300.500.200.200.400.150.250 25≤L＜400.400.400.600.200.200.450.150.250 40≤L0.400.400.600.200.200.600.200.30 H100-H160， 100＜V≤5006≤L＜9.5－－－－－－0.10－ 9.5≤L＜12.5－－－－－－0.100.15 12.5≤L＜250.300.300.450.200.200.300.150.250 25≤L＜400.400.400.600.200.200.400.150.250 40≤L0.400.400.750.200.200.450.200.30 H180-H225， 500＜V≤15006≤L＜9.5－－－－－－－－ 9.5≤L＜12.5－－－－－－－－ 12.5≤L＜250.300.300.450.200.200.300.1500.250 25≤L＜400.400.400.600.200.200.400.1500.250 40≤L0.400.400.750.200.200.450.200.30 H250-H280，1500＜V≤20006≤L＜9.5－－－－－－－－ 9.5≤L＜12.5－－－－－－－－ 12.5≤L＜250.300.300.450.200.200.300.1500.250 25≤L＜400.400.400.600.200.200.400.1500.250 40≤L0.400.400.750.200.200.450.200.30 H315及以上，2000＜V≤60006≤L＜9.5－－－－－－－－ 9.5≤L＜12.5－－－－－－－－ 12.5≤L＜250.200.200.300.150.150.20－－ 25≤L＜400.400.400.600.200.200.300.150.25 40≤L0.400.400.750.200.200.400.200.30
2 船用隔爆型三相异步电动机接线盒隔爆特性和电缆连接
图2 YBT-H系列船用隔爆电机主体结构图
图3 船用防爆接线盒结构图
图4 密封圈规格及尺寸
船用隔爆型三相异步电动机接线盒内的电气间隙不小于10 mm，爬电距离不小于16 mm，见图3。接线盒内的电缆引入密封装置分密封接头和填料函，其中密封接头利用密封橡胶圈密封，填料函利用填料密封。密封接头和填料函根据用户使用电缆不同又分为普通防爆密封装置和铠装防爆密封装置。引入接线盒的电缆应选择与接线盒内接线端子相适应的多芯电缆，每个接线口只能接入一根电缆，电缆引入密封装置用弹性密封圈密封时，电缆外径要与密封圈的孔径相符，密封圈尺寸见图4，可根据引入电缆的外径剥去密封圈的同心圆，配合直径差不大于0.5 mm，压紧接线装置后，保证电缆与密封圈和接线盒牢固可靠，不得有间隙。引入电缆的芯线要接在两弓形垫圈之间，注意芯线的毛刺不要突出，引入电缆必须用接线压板和弓形垫圈压紧固定，防止窜动。普通电缆引入接线盒的密封装置见图5。当接线盒有闲置的进线口时，闲置不用的进线口用堵棒堵死，保证隔爆性能。船用隔爆电机为安全考虑，很大一部分用铠装电缆和填料函装置，其电缆引入和密封见图6。
图6 铠装防爆填料函电缆引入示意图
3 船用隔爆型三相异步电动机装配注意事项
隔爆电动机所使用的所有隔爆零部件无裂纹和影响隔爆性能的缺陷，连接隔爆外壳的螺栓均装有弹簧垫圈，防止零部件自行松脱，拆卸、装配隔爆电机时，应注意保护隔爆面，装配时隔爆面螺纹及隔爆面涂204-1防锈油脂，所有隔爆面不得损伤和锈蚀，以保证隔爆性能。非隔爆配合面应均匀的涂上密封胶，密封防水。
4 结论
船用隔爆型电动机在爆炸性气体环境中安全运行是制造中关注的关键部分，其隔爆性能由隔爆外壳和隔爆外壳相互连接的隔爆面决定。因此，在隔爆电机制造过程中对隔爆外壳和隔爆面要注意防护，除设计加工过程中保证尺寸精度以外，安装拆卸过程中必须保护隔爆外壳和隔爆面不受损伤，隔爆面需要做好防护和防锈处理，防止因磕碰和锈蚀损伤隔爆面，确保隔爆外壳在承受爆炸时不发生有害变形。
[1] 隔爆型三相异步电动机技术条件第1部分: YB3系列隔爆型三相异步电动机(机座号63～355): JB／T7565.1[S]. 2011.
[2] 爆炸性气体环境用电气设备_第一部分: 通用要求: GB/3836.1[S]. 2000.
[3] 爆炸性气体环境用电气设备_第二部分: 隔爆型: GB/3836.2[S]. 2000.
[4] 王强, YB2-H船用隔爆三相异步电动机接线盒的特点[J]. 电机技术, 2011.
The Analysis of Explosion-proof Design and Wiring Assembly Points for Marine Flame-proof Three-phase Asynchronous Motors
Chen Jingang, Huo Jilin
(Dezhou Hengli Electrical Machinery CO., Ltd., Dezhou 253005, Shangdong, China)
TM357
A
1003-4862（2018）09-0015-04
2018-4-26
陈金刚（1974-），男，工程师。研究方向：电机检测与故障分析。Email：cjg2516@163.com
