隔爆電機接線盒的優(yōu)化設計探討范文

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［摘要］對電機接線盒結構進行分析，找到老式接線盒焊接結構的弊端，并對其結構進行優(yōu)化設計，降低電機絕緣電阻低造成的電機故障風險。

［關鍵詞］隔爆電機;接線盒;引線腔;接線腔;絕緣電阻

0引言

礦井煤層中經(jīng)常伴隨大量甲烷等易燃氣體，空氣中浮游著煤塵等可燃粉塵和CO2、NO、NO2、SO2等腐蝕性氣體，同時，空氣濕度大，所以對隔爆型電動機隔爆外殼的要求非常高。隔爆電機的外殼必須承受爆炸性氣體混合物通過電機隔爆外殼的隔爆面進入電動機內部后爆炸但不損壞，同時不會因內部爆炸而引起外部爆炸性氣體的點燃而引發(fā)爆炸，從而確保防爆電機的安全功能［1－2］。隔爆電機接線盒設計在電機機座外殼的上方或后端，與電機繞組通過接線盒端子板上的絕緣子與供電系統(tǒng)電纜連接達到電動機通電工作的作用。接線盒腔內的防爆性能、焊接質量是保證電機質量的重要因素，防爆性能和結構不合理、焊接質量差，輕則因爬電距離不夠引起電機單相接地或者多相短路，直至導致跳閘;情節(jié)嚴重者使電機內部發(fā)生爆炸的火焰?zhèn)鞯綒ね猓c井下爆炸性氣體混合物直接接觸，引起礦井火災瓦斯煤塵爆炸等重大惡性事故［3－7］。

1隔爆電機接線盒的設計要求

煤礦井下用電機接線盒除了在性能上，要滿足國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局的《中華人民共和國煤炭行業(yè)標準》或由國家安全監(jiān)管部門審核通過的企業(yè)標準及用戶要求外，結構還必須滿足GB3836．2—2010《爆炸性環(huán)境第2部分:由隔爆外殼“d”保護的設備》的要求。同時，隔爆電動機接線盒在空間設計上要求:(1)滿足電機電壓對絕緣子電氣間隙、爬電距離的要求;(2)滿足用戶要求的外形尺寸;(3)還要滿足工人操作接線空間的要求;(4)還要考慮制造、加工的可操作性，從而確保接線盒的設計質量。

1．1接線盒型式與相關零部件關系

我國防爆標準要求隔爆電機接線盒必須有兩個腔體，即引線腔和接線腔，如圖1所示。引線腔與電機機座內部相通:定子本體壓入機座后與機座成為一體(稱其為定子)，共用一個隔爆腔，定子本體的引接線接到端子板上絕緣子的下方。端子板上方的腔體稱為接線腔，供電系統(tǒng)的電源電纜通過出線座處的密封圈進入接線腔，裝配工人通過座板上的接線空間，將電源電纜與絕緣子的另一側安裝在一起［8－13］。

1．2接線盒結構存在的問題及引發(fā)的后果

這種接線盒在強度和結構上都滿足GB3836．2—2010《爆炸性環(huán)境第2部分:由隔爆外殼“d”保護的設備》的要求，但存在一定的弊端。雖然側板與側板之間，側板與端子板之間都焊接很好，但是從圖2中可以看到，側板與側板之間，焊接處沒有焊縫的地方有縫隙。GB3836上雖然要求對接線盒進行1MPa，歷時10+20s水壓試驗，以驗證接線盒的強度是否符合標準要求，但是沒有要求對接線盒這兩個腔體分別進行水壓試驗，所以此處的縫隙被忽視。煤礦井下環(huán)境濕度大，接線盒蓋板或出線口的密封不好，外界的水及水氣進入接線腔內，日積月累可以通過圖2所示的滲漏處進入電機的引線腔(目前為了提高電機電氣和絕緣電阻的可靠性，在絕緣子后端進行灌膠處理，所以水無法通過接線柱滲漏到引線腔)，之后進入電機的定子處。如果定子本體的絕緣吸收這些水分，隨著潮濕度的增加，絕緣電阻也隨之降低。電機絕緣電阻低，會引起電機匝間短路，電機線圈的有效匝數(shù)將減少，從而引起三相感應電動勢和感應磁動勢不平衡;其次，會引起相間絕緣短路，相間短路會導致短路的兩相電流飆升，燒毀電機;再次，還會引起對地絕緣短路，引發(fā)人身觸電的危險。空間的相對濕度對絕緣電阻的影響很大，所以在結構設計上要盡可能減少水進入電機內部的可能性，盡可能地降低電機內部的濕度。

2改進結構

電機接線盒原結構有可能引起電機內部濕度增加，使電機絕緣電阻降低，針對此種情況，對原接線盒結構做了改動。將原端子板長度和寬度加長，延伸至側板外側，并將端子板上、下棱邊加工焊接坡口。用端子板將原一塊側板分成兩塊，通過端子板上加工的焊接坡口將兩側側板焊在端子板上。這種端子板伸出的結構，解決了接線盒兩腔體間存在的因焊接不到形成的縫隙，可以在一定程度上降低因電機絕緣電阻低引發(fā)的電機質量及人身安全事故。

3結束語

通過本次接線盒的優(yōu)化設計，可以有效預防外界水、水霧及水珠通過隱形縫隙進入電機內部，杜絕電機絕緣電阻降低的隱患，提升了電機產(chǎn)品質量。

參考文獻

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作者:劉娜 潘昭 單位:寧夏西北駿馬電機制造有限公司