摘要：伴隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提升，對(duì)于污水的排放量以及各行業(yè)生活和工業(yè)用水量也在不斷增加。大型電動(dòng)潛水泵作為深井取水的重要設(shè)備，在使用時(shí)能夠?qū)⒄麄€(gè)電動(dòng)潛水泵潛入到水中進(jìn)行工作，是礦山搶險(xiǎn)、生活用水、農(nóng)田灌溉等多方面用水的主要來(lái)源，能夠?qū)⒌叵滤焖偬崛〉降乇?，也能為市政排水工作開(kāi)展提供動(dòng)力。本文主要針對(duì)大型電動(dòng)潛水泵結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并探討潛水電機(jī)內(nèi)部密封和保護(hù)裝置以及潛水泵的監(jiān)控系統(tǒng)及保護(hù)內(nèi)容。希望能夠加強(qiáng)和完善大型電動(dòng)潛水泵的內(nèi)外部保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)，為大型電動(dòng)潛水泵機(jī)組的安全運(yùn)行提供強(qiáng)有力的支撐。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)潛水泵;結(jié)構(gòu)功能;監(jiān)測(cè)裝置;保護(hù)系統(tǒng)

隨著我國(guó)各行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)于電動(dòng)水泵的需求越來(lái)越大，大型電動(dòng)潛水泵也孕育而生，并在各項(xiàng)工作中取得了良好的效果。然而萬(wàn)變不離其宗，電動(dòng)潛水泵以及一些大型電動(dòng)潛水泵，其結(jié)構(gòu)組合方式以及技術(shù)要求相差不多。為確保在工作過(guò)程中，電動(dòng)潛水泵的安全運(yùn)行，需要注重從電動(dòng)潛水泵的技術(shù)要求層面進(jìn)行分析。研究潛水電機(jī)內(nèi)部密封和保護(hù)裝置，確保內(nèi)部監(jiān)測(cè)裝置的功能能夠得到良好的運(yùn)行。針對(duì)電動(dòng)潛水泵外部監(jiān)控系統(tǒng)組成和監(jiān)控保護(hù)方面要著手研究，確保大型電動(dòng)潛水泵能夠在安全的運(yùn)行范圍內(nèi)開(kāi)展工作，為各行各業(yè)的工作運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。

一、大型電動(dòng)潛水泵結(jié)構(gòu)

1.1大型電動(dòng)潛水泵的結(jié)構(gòu)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(jī)所組成。潛水泵由機(jī)械密封油池、出水口、進(jìn)水喇叭口、蝸殼、葉輪等幾個(gè)重要的零部件構(gòu)成。潛水泵作為潛水泵機(jī)組給排水的重要部位，在電動(dòng)潛水泵工作中有著至關(guān)重要的作用，是電動(dòng)潛水泵的主體框架。蝸殼和進(jìn)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(dòng)潛水泵的工作性能。在大型電動(dòng)潛水泵保護(hù)系統(tǒng)中主要含有兩道密封。其中大型電動(dòng)潛水泵機(jī)組的第一道密封是采用機(jī)械密封，將油室和水室分隔開(kāi)來(lái)。其中大型電動(dòng)潛水泵的第二道密封，是采用機(jī)械密封將電機(jī)和油室隔離開(kāi)來(lái)。通過(guò)設(shè)置兩道油密封、兩道油室，能夠?yàn)榇笮碗妱?dòng)潛水泵開(kāi)展大功率工作提供基礎(chǔ)保障。讓大型電動(dòng)潛水泵能夠在復(fù)雜的工作環(huán)境下保持優(yōu)越的性能。大型電動(dòng)潛水泵的導(dǎo)葉體能夠引導(dǎo)水流，將泵的全部重量和軸向力傳遞到泵座基礎(chǔ)上。能夠以最小的損失將傳送介質(zhì)動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫?，是整個(gè)大型電動(dòng)潛水泵保護(hù)系統(tǒng)的核心部位。電動(dòng)潛水泵除了潛水泵結(jié)構(gòu)外，還包含潛水電機(jī)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)作為潛水泵機(jī)組的動(dòng)力源，能夠從深井取出地下水，為該過(guò)程能量的轉(zhuǎn)化提供動(dòng)力來(lái)源。潛水電機(jī)主要由絕緣保護(hù)裝置、軸溫、超溫、泄露、浸水以及接線盒、電機(jī)上下端蓋、軸向推力軸承、上下滾動(dòng)軸承、轉(zhuǎn)子定子等各部位所組成。設(shè)備各個(gè)零件的相互配合，能夠構(gòu)成大型電動(dòng)潛水泵，是深井提水的重要設(shè)備。電動(dòng)潛水泵作為一種通用的機(jī)械設(shè)備，其應(yīng)用范圍較為廣泛，并在工作中取得了不錯(cuò)的反響，值得對(duì)比進(jìn)行深入研究。

二、潛水電機(jī)內(nèi)部密封和保護(hù)裝置

現(xiàn)階段我國(guó)大型電動(dòng)潛水泵內(nèi)部的潛水電機(jī)，多采用非液體冷卻形式。如果缺乏有效的密封綜合智能監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)，將會(huì)影響到整個(gè)大型電動(dòng)潛水泵機(jī)組的安全運(yùn)行。為此，需要加強(qiáng)對(duì)潛水電機(jī)內(nèi)部密封和保護(hù)裝置的研究工作，密封裝置可以在電機(jī)靜止部件連接處設(shè)置環(huán)形橡膠密封圈，也可以采用金屬密封圈。在旋轉(zhuǎn)部位和性質(zhì)部位連接處可以使用石墨機(jī)械密封或者合金機(jī)械密封，防止油和水等液體進(jìn)入到電機(jī)腔和接線腔，從而發(fā)生故障問(wèn)題。

針對(duì)潛水電機(jī)內(nèi)部監(jiān)測(cè)裝置和功能保護(hù)系統(tǒng)，需要從以下幾個(gè)方面展開(kāi)：第一，設(shè)置濕度傳感器。在下油室腔內(nèi)設(shè)置一只濕度傳感器，在潤(rùn)滑油進(jìn)水后絕緣不大于20兆歐時(shí)，輸出濕度故障信號(hào)，檢驗(yàn)第一道密封的情況。在油室內(nèi)也設(shè)置溫度傳感器，在潤(rùn)滑油絕緣不大于20兆歐時(shí)輸出溫度故障信號(hào)，監(jiān)測(cè)推力軸承由室內(nèi)的進(jìn)水情況。在電機(jī)子腔內(nèi)設(shè)置濕度傳感器監(jiān)測(cè)電機(jī)的結(jié)露情況，避免定子繞組絕緣下降而產(chǎn)生電機(jī)燒壞問(wèn)題。為了檢測(cè)軸承溫度，在推力軸承座上需要設(shè)置一只優(yōu)質(zhì)溫度傳感器。在溫度不小于90攝氏度時(shí)輸出信號(hào)，未檢測(cè)電機(jī)的超溫情況。需要在電機(jī)定子繞組分別設(shè)置溫度傳感器，用于檢測(cè)定子繞組溫度，以130攝氏度為輸出故障信號(hào)界限。為檢測(cè)接線盒的泄露情況，在電機(jī)接線盒內(nèi)應(yīng)當(dāng)設(shè)置優(yōu)質(zhì)浮子開(kāi)關(guān)，檢驗(yàn)電機(jī)接線盒是否出現(xiàn)滲水的現(xiàn)象。防止電機(jī)接線盒和電機(jī)腔內(nèi)發(fā)生短路，而產(chǎn)生接線盒泄漏的事故。為檢測(cè)泄漏情況，需要設(shè)置由水槽安置優(yōu)質(zhì)浮子開(kāi)關(guān)。在槽內(nèi)油、水達(dá)到一定深度時(shí)，浮子開(kāi)關(guān)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，防止損壞定子繞組部件。通過(guò)在大型電動(dòng)潛水泵設(shè)置內(nèi)部密封和保護(hù)裝置來(lái)保證潛水泵的有效運(yùn)行，避免發(fā)生故障問(wèn)題，確保各領(lǐng)域大型電動(dòng)潛水泵的動(dòng)力供應(yīng)。

三、電動(dòng)潛水泵的外部監(jiān)控系統(tǒng)及保護(hù)

電動(dòng)潛水泵的外部監(jiān)控系統(tǒng)主要由軟啟動(dòng)控制柜所構(gòu)成，能夠監(jiān)測(cè)水泵的參數(shù)和保護(hù)信號(hào)。在發(fā)生故障問(wèn)題時(shí)能夠迅速發(fā)出報(bào)警信號(hào)，快速查找到故障問(wèn)題，確保機(jī)組能夠安全運(yùn)行。軟啟動(dòng)控制柜主要有軟啟動(dòng)器、快速熔斷器、斷路器、水泵保護(hù)器、二次控制回路等組成，對(duì)水泵電機(jī)的電源異常和過(guò)載情況進(jìn)行有效的控制。水泵機(jī)組啟動(dòng)能夠設(shè)置變頻方式，減小供電系統(tǒng)功率，起到對(duì)水泵機(jī)組的保護(hù)作用。在水泵電機(jī)輸入電壓波動(dòng)大于額定電壓10%時(shí)，水泵機(jī)組能夠停止運(yùn)行，更好地應(yīng)對(duì)大型電動(dòng)潛水泵電源異常和過(guò)載。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的大型潛水泵保護(hù)裝置其可靠性和實(shí)用性水平不一，下面將介紹一種安裝方便、免維護(hù)的模塊化綜合保護(hù)器。具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，能夠直觀顯示故障位置。幫助檢修人員快速排查故障問(wèn)題，確保大型潛水泵安全運(yùn)行。該保護(hù)器由CPU模塊、水泵內(nèi)部信號(hào)檢測(cè)模塊、電壓電流檢測(cè)模塊、固態(tài)功率模塊、通信模塊等構(gòu)成。根據(jù)潛水泵的保護(hù)要求以及開(kāi)展功率，選擇科學(xué)的模塊組合，實(shí)現(xiàn)綜合保護(hù)功能的最大化。大型電動(dòng)潛水泵綜合保護(hù)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(gòu)成，作為大型潛水泵模塊綜合保護(hù)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(shí)現(xiàn)智能化控制和各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。對(duì)所發(fā)生的故障能夠進(jìn)行迅速的統(tǒng)計(jì)并查詢相關(guān)信息，借助水泵內(nèi)部信號(hào)檢測(cè)模塊向CPU模塊傳輸水泵各保護(hù)裝置的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)各模塊的控制。電壓電流檢測(cè)模塊能夠檢測(cè)電機(jī)的三相電流、三相電源等相關(guān)參數(shù)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到CPU模塊進(jìn)行集中處理。電機(jī)絕緣檢測(cè)模塊，能夠保護(hù)電機(jī)定子饒組，開(kāi)展有效的絕緣監(jiān)測(cè)。保護(hù)輸出模塊能夠用于二次回路控制和保護(hù)，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，固態(tài)功率模塊能夠?yàn)殡姍C(jī)定子繞組絕緣安全運(yùn)行工作開(kāi)展提供保障。

四、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，現(xiàn)階段我國(guó)大型電動(dòng)潛水多采用一體化的結(jié)構(gòu)，這種電動(dòng)一體化的結(jié)構(gòu)，不僅能夠提高設(shè)備的使用效率，還能夠減少各部件連接所造成的不穩(wěn)定性，提高大型電動(dòng)潛水泵的工作效率。為了促進(jìn)各行業(yè)的高效穩(wěn)定發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)高水平建設(shè)工作。需要對(duì)大型電動(dòng)潛水泵保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行研究，讓大型電動(dòng)潛水泵能夠廣泛應(yīng)用在城市的市政排水、防汛排澇等行業(yè)中。提高大型電動(dòng)潛水泵的工作效率，讓其能夠從地下向地表快速運(yùn)輸水源，解決當(dāng)下我國(guó)水資源不足的問(wèn)題。借助電動(dòng)自動(dòng)化保護(hù)以及科學(xué)的控制技術(shù)，能夠?yàn)榇笮碗妱?dòng)潛水泵值守管理和集中控制工作開(kāi)展奠定基礎(chǔ)，保證大型電動(dòng)潛水泵機(jī)組的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]李福星. 電動(dòng)潛水泵用作海上石油平臺(tái)海水提升泵存在的問(wèn)題及其替代方案[J]. 中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2018，38（22）：138-139.

[2]蘇振華，包宏鵬. 淺析大型電動(dòng)潛水泵的檢修技術(shù)[J]. 河北企業(yè)，2015（12）：230.

[3]楊玉琳，謝培才，趙智琪. 大型電動(dòng)潛水泵保護(hù)系統(tǒng)研究[J]. 電工技術(shù)，2016（08）：8-9.

[4]金實(shí)斌，季松濤，王國(guó)軍，盧凌. 水泵遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 水泵技術(shù)，2016（05）：38-42.

[5]肖作學(xué)，弋陽(yáng)，肖碧泉，張勇，朱發(fā)奎. 深井潛水泵電動(dòng)提升裝置的設(shè)計(jì)與研制[J]. 鈾礦冶，2011，30（04）：192-196.

[6]王衛(wèi)生，李士明. 潛水泵強(qiáng)排系統(tǒng)自動(dòng)控制研究與應(yīng)用[J]. 中國(guó)礦業(yè)，2012，21（S1）：530-532.

作者簡(jiǎn)介：

劉雅，1988.09.29，女，漢，籍貫河北，研究生，中煤科工集團(tuán)唐山研究院有限公司，工程師，排水設(shè)備、防爆產(chǎn)品技術(shù)及檢驗(yàn)技術(shù)方法應(yīng)用研究