陳金剛，王以孟

船用籠型三相異步電動機的防護及防潮措施解析

陳金剛，王以孟

（德州恒力電機有限責(zé)任公司，山東 253005）

本文主要講述船用籠型三相異步電動機的防護型式，對不同防護型式船用電機的應(yīng)用進行簡要概述。重點講述船用IP56電機外殼防護和繞組浸漆防潮的重要性，并通過實例進行說明，提出繞組防潮注意事項和受潮后的處理措施。

船用籠型三相異步電動機 防護型式 防潮措施 絕緣電阻 浸漆 繞組端部

0 引言

船用籠型三相異步電動機根據(jù)使用環(huán)境不同，其外殼選用的防護型式存在差別，常用的防護型式有IP23，IP44，IP55和IP56。下面就針對這幾種防護型式船用電機的特點和濕熱環(huán)境下外殼防護和繞組的浸漆防潮做一下說明，以便選擇滿足環(huán)境條件要求的電動機結(jié)構(gòu)型式和繞組浸漆工藝方案。保證電動機安全可靠經(jīng)濟地運行。

1 船用籠型三相異步電動機防護型式的分類和選用

籠型三相異步電動機的外殼防護型式，根據(jù)防止人體觸及、固體異物進入電動機內(nèi)部及防止水進入電動機內(nèi)部的情況分為若干等級。防護型式代號為IPXX，防護標(biāo)志由字母IP和兩個表示防護等級的表征數(shù)字組成。第一位數(shù)字表示防止人體觸及或接近殼內(nèi)帶電部分及殼內(nèi)轉(zhuǎn)動部件，防止固體異物進入電機內(nèi)部，代表電機的防護性能。第二位數(shù)字表示防止由于電機進水而引起有害影響，代表電機的防水性能。數(shù)字越大代表的防護級別越高，防護性能越好。IP23防護等級的船用電機為網(wǎng)罩式防護型式，電動機機座兩側(cè)有通風(fēng)口，散熱較好，能防止固體異物和滴水從上方進入電動機，適用于比較清潔、干燥的環(huán)境，電動機的通風(fēng)口用穿孔的遮蓋物遮蓋起來，使電動機的轉(zhuǎn)動部分及帶電部分不能與外物相接觸，此種防護型式主要用于船艙底層的大機座號側(cè)推電機，電機的散熱性好。中小機座船用電機大部分是封閉式電動機，電動機機殼內(nèi)部的轉(zhuǎn)動部分及帶電部分有必要的機械保護，機殼的結(jié)構(gòu)能阻止機殼內(nèi)外空氣的自由交換，不要求完全密封，機座上無通風(fēng)口，散熱能力較差，能防止微小固體異物和任何方向的濺水進入電機內(nèi)部，適合在一般環(huán)境中使用。艙內(nèi)最常用的電動機是IP44防護等級，能防止大于1 mm的固體異物入內(nèi)，同時能防濺水，用于Y-H，YT2-H系列船用電機，多用于船艙內(nèi)的泵類，液壓機，分離器和其他輔助設(shè)備。當(dāng)上述艙內(nèi)設(shè)備的環(huán)境空氣濕度較大，溫度較高時，電機防護等級通常設(shè)計成IP55。電機最明顯的標(biāo)志是在軸貫通部位軸承外蓋或外小蓋外側(cè)油封槽內(nèi)加裝V型密封圈，以適應(yīng)濕熱環(huán)境的要求。電機旋轉(zhuǎn)時，V型密封圈同軸一起旋轉(zhuǎn)。船用起重電動機使用環(huán)境惡劣，空氣最大相對濕度可達95％，并有凝露、油霧、鹽霧、霉菌存在，沖擊、振動、傾斜搖擺頻繁。為防止海水、粉塵等物質(zhì)進入電機，船舶甲板，側(cè)壁等艙外設(shè)備上使用的都是IP56防護等級的電動機。電動機最明顯的標(biāo)志是在軸貫通部位軸承外蓋或外小蓋外側(cè)油封槽內(nèi)加裝唇型骨架油封。電機旋轉(zhuǎn)時油封固定在外蓋上，轉(zhuǎn)軸與油封通過磨擦密封，可防止灰塵、具有一定壓力的雨水、猛烈海浪對電機產(chǎn)生有害影響，適用于YZ-H、JZ2-H系列單速、雙速和三速起重電機，象錨機，系泊絞車，起重機，纜繩絞車。甲板機械和工作場所濕度比較大的Y-H，YT2-H系列電機，為保護電機繞組，也采用IP56防護等級。由于艙外船用電機使用環(huán)境比較惡劣，為保護繞組絕緣和繞組的電氣性能，減小電機故障隱患，大部分艙外使用的船用電機采用IP56防護等級。

2 船用起重電機的外殼防潮措施

YZ-H，JZ2-H系列單速、雙速和三速起重電機用于船舶甲板的起重設(shè)備上，為艙外作業(yè)，時常受到海浪、雨水侵蝕，工作條件比較惡劣。船用起重系列電機一般為短時工作制，冷卻方式為IC410，防護等級為IP56，可根據(jù)用戶需求，在非軸伸端裝直流圓盤式電磁制動器，制動器防護等級與電機相同，也是IP56。船用起重電機經(jīng)常工作在惡劣的潮濕環(huán)境下，特別是在雨天，會增加電機進水和潮氣進入的可能性。如果防護不好，會造成機殼內(nèi)積水銹蝕，電機絕緣電阻低，電氣性能不合格。如果繞組局部受潮嚴(yán)重，得不到及時徹底的處理，甚至?xí)斐删€圈局部匝間燒壞。

為了降低潮氣對電機內(nèi)部絕緣的危害，保護電機的電氣性能，船用電機繞組的防潮重點關(guān)注電機外殼的密封防護和繞組的浸漆防霉處理。電機外殼的密封防護一般通過以下兩方面來解決，首先是減少潮氣進入；其次是在潮氣進人，冷卻成水滴后能夠及時排出。圍繞這兩方面，在外殼上進行如下防護：1）電機的裝配結(jié)合面涂抹密封膠，轉(zhuǎn)軸貫通部位安裝骨架油封，電動機接線盒座與機座，接線盒蓋與線盒座的配合處采用具有壓縮性能的橡膠墊。IP56電機防護的重點是防止灰塵和水沿轉(zhuǎn)軸或配合面間隙侵（浸）入軸承和電機內(nèi)腔，破壞軸承潤滑狀態(tài)和繞組的絕緣性能，造成軸承過早損壞和繞組絕緣性能降低，影響電機的正常運行。2）電機底部設(shè)置排水孔，冷凝積水能夠及時排出，避免積水侵入繞組。

3 繞組浸漆防潮

繞組絕緣質(zhì)量主要由其所含的殘余氣隙和水分決定，水分增加會使繞組的絕緣電阻和耐電強度下降，經(jīng)過電機外殼的防水保護，在很大程度上可避免水分進人電機內(nèi)部。但由于絕緣材料自身所含水分及透過外殼防護進入電機內(nèi)部的潮氣對電機絕緣的影響，會加劇絕緣老化及降低局部承受沖擊電壓的能力，因此電機內(nèi)部繞組仍然需要進行防潮處理。一批YT100L2-4-H電機，用戶在碼頭倉庫中放置近一個月，安裝時測量絕緣電阻大部分不足10兆歐。拆檢，電機無進水的跡象。用手接觸繞組和轉(zhuǎn)子，感覺濕氣明顯較大。定子現(xiàn)場放置半小時后，再測量絕緣電阻達到100兆歐以上，明顯是電機繞組內(nèi)部進入潮氣，繞組浸漆不充分，繞組絕緣性能存在隱患所致。為證實這一結(jié)論，把該批電機統(tǒng)一進行烘干處理，然后測量絕緣電阻，均達到500兆歐以上。由于用戶急于裝配使用，隨意抽取5臺進行裝配使用，并做好記錄，其余電機運回廠家重新浸漆防霉處理后裝配。全部設(shè)備投入使用正常，兩個月后，設(shè)備停用半個月后再投入使用時，有3臺電機絕緣電阻報警，顯示絕緣電阻偏低，經(jīng)檢查核對是上次烘干完，直接裝配的電機，對照編號，測量另外兩臺和抽檢其余經(jīng)浸漆處理過電機的絕緣電阻，未經(jīng)浸漆處理的電機絕緣電阻明顯偏低，于是又拆下這5臺電機，運回廠家做烘干浸漆防霉處理。

實踐表明，由于船用電機所處環(huán)境空氣濕度比較大，在繞組絕緣中存在少量水分是不可避免的，但水分集中于纖維素的管壁上，比存在于內(nèi)部空間中具有更大的危害作用，更易加速材料的劣化。為此需對繞組防潮進行嚴(yán)格處理，盡量減少絕緣毛細(xì)孔中的水分，使液態(tài)水能及時排出，避免出現(xiàn)局部浸水，潮氣集中的突出問題。電機繞組防潮一般采取以下措施：

1）采用多次涂漆工藝而形成多層漆膜層的電磁線，使孔隙得到充分填充和遮蔽，從而減少孔隙的數(shù)量，提高防潮性能。

2）對連接點處裸銅部分用聚酯玻璃漆布帶繞包，增加絕緣厚度以提高防潮性能。

3）采用真空浸漆處理工藝替代普通沉浸的浸漆工藝，以便更好地對電磁線本身存在的漆膜孔隙和其它絕緣間隙進行涂覆、遮蔽和填充，提高電機繞組的防潮性能。

4）在繞組端部噴兩遍防霉菌漆，做好防霉變處理。

5）在環(huán)境濕度比較大的重要設(shè)備上使用時，電機通過加裝防潮加熱帶，對電機的絕緣進行防護。為防止電機內(nèi)部受潮或出現(xiàn)凝露，當(dāng)電機長期放置時注意加強防潮措施，開始使用前，將防潮加熱帶提前2小時通電，以達到驅(qū)潮、提高電機絕緣電阻的效果。對間歇使用運轉(zhuǎn)的電機，當(dāng)電機間歇運行時，電機斷電后給加熱帶送電，使電機內(nèi)部溫度始終比環(huán)境溫度高5℃，以防形成凝露，保證電機正常運行。

4 結(jié)論

船用電機制造時通過提高電機的防護等級來保證電機的密封性。甲板電機要求防護等級為IP56（防塵密封），艙內(nèi)電機根據(jù)環(huán)境要求一般按IP44、IP55和IP56進行制造，以減少和阻止潮氣進入。船用電機進水或受潮，絕緣電阻低于使用要求時，必須拆開電機，用淡水沖洗繞組并擦干，通過暴曬，電燈加熱等手段進行烘干處理。短時間的暴曬會讓水氣留在電機內(nèi)部，蒸發(fā)不出來或不徹底，電機停止暴曬放置一段時間，還會導(dǎo)致電機繞組絕緣電阻低。如果放置時間久，甚至?xí)?dǎo)致電機發(fā)霉，嚴(yán)重影響電機壽命。對此，如果有條件的話，電機繞組烘干后，應(yīng)重新浸漆處理。如果條件不允許，也應(yīng)對電機徹底烘干后，對繞組端部進行澆漆或噴漆處理。

[1] 旋轉(zhuǎn)電機結(jié)構(gòu)型式、安裝型式及接線盒位置的分類（IM代碼）: GB/T 997-2008[S].

[2] 王強, 陳金剛．低壓船用電動機絕緣與繞組熱保護[J]．電機技術(shù), 2013（2）: 43-46.

Analysis of Protection and Moisture-proof Measures of Marine Cage Type Three-phase Asynchronous Motor

Chen Jingang, Wang Yimeng

( Dezhou HengLi Electrical Machinery CO.,LTD, Dezhou253005, Shandong, China )

TM343

A

1003-4862（2018）10-0016-03

2018-05-21

陳金剛（1974-），男，工程師。研究方向：電機檢測與故障分析。E-mail: cjg2516@163.com