大型電動潛水泵保護系統研究

摘要：伴隨著人們物質生活水平的不斷提升，對于污水的排放量以及各行業生活和工業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備，在使用時能夠將整個電動潛水泵潛入到水中進行工作，是礦山搶險、生活用水、農田灌溉等多方面用水的主要來源，能夠將地下水快速提取到地表，也能為市政排水工作開展提供動力。本文主要針對大型電動潛水泵結構進行分析，并探討潛水電機內部密封和保護裝置以及潛水泵的監控系統及保護內容。希望能夠加強和完善大型電動潛水泵的內外部保護監控系統，為大型電動潛水泵機組的安全運行提供強有力的支撐。

關鍵詞：電動潛水泵;結構功能;監測裝置;保護系統

隨著我國各行業的不斷發展，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，其結構組合方式以及技術要求相差不多。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要求層面進行分析。研究潛水電機內部密封和保護裝置，確保內部監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控系統組成和監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開展工作，為各行各業的工作運行奠定良好的基礎。

一、大型電動潛水泵結構

1.1大型電動潛水泵的結構組成

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保障。讓大型電動潛水泵能夠在復雜的工作環境下保持優越的性能。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上。能夠以最小的損失將傳送介質動能轉變為壓力，是整個大型電動潛水泵保護系統的核心部位。電動潛水泵除了潛水泵結構外，還包含潛水電機結構，該結構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、轉子定子等各部位所組成。設備各個零件的相互配合，能夠構成大型電動潛水泵，是深井提水的重要設備。電動潛水泵作為一種通用的機械設備，其應用范圍較為廣泛，并在工作中取得了不錯的反響，值得對比進行深入研究。

二、潛水電機內部密封和保護裝置

現階段我國大型電動潛水泵內部的潛水電機，多采用非液體冷卻形式。如果缺乏有效的密封綜合智能監測環節，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置環形橡膠密封圈，也可以采用金屬密封圈。在旋轉部位和性質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，從而發生故障問題。

針對潛水電機內部監測裝置和功能保護系統，需要從以下幾個方面展開：第一，設置濕度傳感器。在下油室腔內設置一只濕度傳感器，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。在油室內也設置溫度傳感器，在潤滑油絕緣不大于20兆歐時輸出溫度故障信號，監測推力軸承由室內的進水情況。在電機子腔內設置濕度傳感器監測電機的結露情況，避免定子繞組絕緣下降而產生電機燒壞問題。為了檢測軸承溫度，在推力軸承座上需要設置一只優質溫度傳感器。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，在電機接線盒內應當設置優質浮子開關，檢驗電機接線盒是否出現滲水的現象。防止電機接線盒和電機腔內發生短路，而產生接線盒泄漏的事故。為檢測泄漏情況，需要設置由水槽安置優質浮子開關。在槽內油、水達到一定深度時，浮子開關發出報警信號，防止損壞定子繞組部件。通過在大型電動潛水泵設置內部密封和保護裝置來保證潛水泵的有效運行，避免發生故障問題，確保各領域大型電動潛水泵的動力供應。

三、電動潛水泵的外部監控系統及保護

電動潛水泵的外部監控系統主要由軟啟動控制柜所構成，能夠監測水泵的參數和保護信號。在發生故障問題時能夠迅速發出報警信號，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置變頻方式，減小供電系統功率，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，更好地應對大型電動潛水泵電源異常和過載。

當前，國內生產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、水泵內部信號檢測模塊、電壓電流檢測模塊、固態功率模塊、通信模塊等構成。根據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，實現智能化控制和各項技術參數。對所發生的故障能夠進行迅速的統計并查詢相關信息，借助水泵內部信號檢測模塊向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、三相電源等相關參數，并將相關數據傳送到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，開展有效的絕緣監測。保護輸出模塊能夠用于二次回路控制和保護，并發出報警信號，固態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、結束語

總而言之，現階段我國大型電動潛水多采用一體化的結構，這種電動一體化的結構，不僅能夠提高設備的使用效率，還能夠減少各部件連接所造成的不穩定性，提高大型電動潛水泵的工作效率。為了促進各行業的高效穩定發展，推動我國經濟高水平建設工作。需要對大型電動潛水泵保護系統進行研究，讓大型電動潛水泵能夠廣泛應用在城市的市政排水、防汛排澇等行業中。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，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，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，排水設備、防爆產品技術及檢驗技術方法應用研究