大型电动潜水泵保护系统研究

摘要：伴随着人们物质生活水平的不断提升，对于污水的排放量以及各行业生活和工业用水量也在不断增加。大型电动潜水泵作为深井取水的重要设备，在使用时能够将整个电动潜水泵潜入到水中进行工作，是矿山抢险、生活用水、农田灌溉等多方面用水的主要来源，能够将地下水快速提取到地表，也能为市政排水工作开展提供动力。本文主要针对大型电动潜水泵结构进行分析，并探讨潜水电机内部密封和保护装置以及潜水泵的监控系统及保护内容。希望能够加强和完善大型电动潜水泵的内外部保护监控系统，为大型电动潜水泵机组的安全运行提供强有力的支撑。

关键词：电动潜水泵;结构功能;监测装置;保护系统

随着我国各行业的不断发展，对于电动水泵的需求越来越大，大型电动潜水泵也孕育而生，并在各项工作中取得了良好的效果。然而万变不离其宗，电动潜水泵以及一些大型电动潜水泵，其结构组合方式以及技术要求相差不多。为确保在工作过程中，电动潜水泵的安全运行，需要注重从电动潜水泵的技术要求层面进行分析。研究潜水电机内部密封和保护装置，确保内部监测装置的功能能够得到良好的运行。针对电动潜水泵外部监控系统组成和监控保护方面要着手研究，确保大型电动潜水泵能够在安全的运行范围内开展工作，为各行各业的工作运行奠定良好的基础。

一、大型电动潜水泵结构

1.1大型电动潜水泵的结构组成

潜水泵采用上下组合的形式，主要由潜水泵和潜水电机所组成。潜水泵由机械密封油池、出水口、进水喇叭口、蜗壳、叶轮等几个重要的零部件构成。潜水泵作为潜水泵机组给排水的重要部位，在电动潜水泵工作中有着至关重要的作用，是电动潜水泵的主体框架。蜗壳和进水喇叭口连接组成叶轮的工作室，叶轮体和叶片组成叶轮，作为潜水泵的核心部位，能够决定大型电动潜水泵的工作性能。在大型电动潜水泵保护系统中主要含有两道密封。其中大型电动潜水泵机组的第一道密封是采用机械密封，将油室和水室分隔开来。其中大型电动潜水泵的第二道密封，是采用机械密封将电机和油室隔离开来。通过设置两道油密封、两道油室，能够为大型电动潜水泵开展大功率工作提供基础保障。让大型电动潜水泵能够在复杂的工作环境下保持优越的性能。大型电动潜水泵的导叶体能够引导水流，将泵的全部重量和轴向力传递到泵座基础上。能够以最小的损失将传送介质动能转变为压力，是整个大型电动潜水泵保护系统的核心部位。电动潜水泵除了潜水泵结构外，还包含潜水电机结构，该结构作为潜水泵机组的动力源，能够从深井取出地下水，为该过程能量的转化提供动力来源。潜水电机主要由绝缘保护装置、轴温、超温、泄露、浸水以及接线盒、电机上下端盖、轴向推力轴承、上下滚动轴承、转子定子等各部位所组成。设备各个零件的相互配合，能够构成大型电动潜水泵，是深井提水的重要设备。电动潜水泵作为一种通用的机械设备，其应用范围较为广泛，并在工作中取得了不错的反响，值得对比进行深入研究。

二、潜水电机内部密封和保护装置

现阶段我国大型电动潜水泵内部的潜水电机，多采用非液体冷却形式。如果缺乏有效的密封综合智能监测环节，将会影响到整个大型电动潜水泵机组的安全运行。为此，需要加强对潜水电机内部密封和保护装置的研究工作，密封装置可以在电机静止部件连接处设置环形橡胶密封圈，也可以采用金属密封圈。在旋转部位和性质部位连接处可以使用石墨机械密封或者合金机械密封，防止油和水等液体进入到电机腔和接线腔，从而发生故障问题。

针对潜水电机内部监测装置和功能保护系统，需要从以下几个方面展开：第一，设置湿度传感器。在下油室腔内设置一只湿度传感器，在润滑油进水后绝缘不大于20兆欧时，输出湿度故障信号，检验第一道密封的情况。在油室内也设置温度传感器，在润滑油绝缘不大于20兆欧时输出温度故障信号，监测推力轴承由室内的进水情况。在电机子腔内设置湿度传感器监测电机的结露情况，避免定子绕组绝缘下降而产生电机烧坏问题。为了检测轴承温度，在推力轴承座上需要设置一只优质温度传感器。在温度不小于90摄氏度时输出信号，未检测电机的超温情况。需要在电机定子绕组分别设置温度传感器，用于检测定子绕组温度，以130摄氏度为输出故障信号界限。为检测接线盒的泄露情况，在电机接线盒内应当设置优质浮子开关，检验电机接线盒是否出现渗水的现象。防止电机接线盒和电机腔内发生短路，而产生接线盒泄漏的事故。为检测泄漏情况，需要设置由水槽安置优质浮子开关。在槽内油、水达到一定深度时，浮子开关发出报警信号，防止损坏定子绕组部件。通过在大型电动潜水泵设置内部密封和保护装置来保证潜水泵的有效运行，避免发生故障问题，确保各领域大型电动潜水泵的动力供应。

三、电动潜水泵的外部监控系统及保护

电动潜水泵的外部监控系统主要由软启动控制柜所构成，能够监测水泵的参数和保护信号。在发生故障问题时能够迅速发出报警信号，快速查找到故障问题，确保机组能够安全运行。软启动控制柜主要有软启动器、快速熔断器、断路器、水泵保护器、二次控制回路等组成，对水泵电机的电源异常和过载情况进行有效的控制。水泵机组启动能够设置变频方式，减小供电系统功率，起到对水泵机组的保护作用。在水泵电机输入电压波动大于额定电压10%时，水泵机组能够停止运行，更好地应对大型电动潜水泵电源异常和过载。

当前，国内生产的大型潜水泵保护装置其可靠性和实用性水平不一，下面将介绍一种安装方便、免维护的模块化综合保护器。具有显著的优点，能够直观显示故障位置。帮助检修人员快速排查故障问题，确保大型潜水泵安全运行。该保护器由CPU模块、水泵内部信号检测模块、电压电流检测模块、固态功率模块、通信模块等构成。根据潜水泵的保护要求以及开展功率，选择科学的模块组合，实现综合保护功能的最大化。大型电动潜水泵综合保护器的CPU模块，由主控板、电源板、功能键、液晶屏、各模块插接口所构成，作为大型潜水泵模块综合保护器的核心部位。大型潜水泵的通讯模块采用RS-485接口能够完成PLC模块和CPU模块的通信，实现智能化控制和各项技术参数。对所发生的故障能够进行迅速的统计并查询相关信息，借助水泵内部信号检测模块向CPU模块传输水泵各保护装置的信息，实现对各模块的控制。电压电流检测模块能够检测电机的三相电流、三相电源等相关参数，并将相关数据传送到CPU模块进行集中处理。电机绝缘检测模块，能够保护电机定子饶组，开展有效的绝缘监测。保护输出模块能够用于二次回路控制和保护，并发出报警信号，固态功率模块能够为电机定子绕组绝缘安全运行工作开展提供保障。

四、结束语

总而言之，现阶段我国大型电动潜水多采用一体化的结构，这种电动一体化的结构，不仅能够提高设备的使用效率，还能够减少各部件连接所造成的不稳定性，提高大型电动潜水泵的工作效率。为了促进各行业的高效稳定发展，推动我国经济高水平建設工作。需要对大型电动潜水泵保护系统进行研究，让大型电动潜水泵能够广泛应用在城市的市政排水、防汛排涝等行业中。提高大型电动潜水泵的工作效率，让其能够从地下向地表快速运输水源，解决当下我国水资源不足的问题。借助电动自动化保护以及科学的控制技术，能够为大型电动潜水泵值守管理和集中控制工作开展奠定基础，保证大型电动潜水泵机组的安全运行。

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作者简介：

刘雅，1988.09.29，女，汉，籍贯河北，研究生，中煤科工集团唐山研究院有限公司，工程师，排水设备、防爆产品技术及检验技术方法应用研究