隔爆电机接线盒的优化设计探讨范文

［摘要］对电机接线盒结构进行分析，找到老式接线盒焊接结构的弊端，并对其结构进行优化设计，降低电机绝缘电阻低造成的电机故障风险。

［关键词］隔爆电机;接线盒;引线腔;接线腔;绝缘电阻

0引言

矿井煤层中经常伴随大量甲烷等易燃气体，空气中浮游着煤尘等可燃粉尘和CO2、NO、NO2、SO2等腐蚀性气体，同时，空气湿度大，所以对隔爆型电动机隔爆外壳的要求非常高。隔爆电机的外壳必须承受爆炸性气体混合物通过电机隔爆外壳的隔爆面进入电动机内部后爆炸但不损坏，同时不会因内部爆炸而引起外部爆炸性气体的点燃而引发爆炸，从而确保防爆电机的安全功能［1－2］。隔爆电机接线盒设计在电机机座外壳的上方或后端，与电机绕组通过接线盒端子板上的绝缘子与供电系统电缆连接达到电动机通电工作的作用。接线盒腔内的防爆性能、焊接质量是保证电机质量的重要因素，防爆性能和结构不合理、焊接质量差，轻则因爬电距离不够引起电机单相接地或者多相短路，直至导致跳闸;情节严重者使电机内部发生爆炸的火焰传到壳外，与井下爆炸性气体混合物直接接触，引起矿井火灾瓦斯煤尘爆炸等重大恶性事故［3－7］。

1隔爆电机接线盒的设计要求

煤矿井下用电机接线盒除了在性能上，要满足国家安全生产监督管理总局的《中华人民共和国煤炭行业标准》或由国家安全监管部门审核通过的企业标准及用户要求外，结构还必须满足GB3836．2—2010《爆炸性环境第2部分:由隔爆外壳“d”保护的设备》的要求。同时，隔爆电动机接线盒在空间设计上要求:(1)满足电机电压对绝缘子电气间隙、爬电距离的要求;(2)满足用户要求的外形尺寸;(3)还要满足工人操作接线空间的要求;(4)还要考虑制造、加工的可操作性，从而确保接线盒的设计质量。

1．1接线盒型式与相关零部件关系

我国防爆标准要求隔爆电机接线盒必须有两个腔体，即引线腔和接线腔，如图1所示。引线腔与电机机座内部相通:定子本体压入机座后与机座成为一体(称其为定子)，共用一个隔爆腔，定子本体的引接线接到端子板上绝缘子的下方。端子板上方的腔体称为接线腔，供电系统的电源电缆通过出线座处的密封圈进入接线腔，装配工人通过座板上的接线空间，将电源电缆与绝缘子的另一侧安装在一起［8－13］。

1．2接线盒结构存在的问题及引发的后果

这种接线盒在强度和结构上都满足GB3836．2—2010《爆炸性环境第2部分:由隔爆外壳“d”保护的设备》的要求，但存在一定的弊端。虽然侧板与侧板之间，侧板与端子板之间都焊接很好，但是从图2中可以看到，侧板与侧板之间，焊接处没有焊缝的地方有缝隙。GB3836上虽然要求对接线盒进行1MPa，历时10+20s水压试验，以验证接线盒的强度是否符合标准要求，但是没有要求对接线盒这两个腔体分别进行水压试验，所以此处的缝隙被忽视。煤矿井下环境湿度大，接线盒盖板或出线口的密封不好，外界的水及水气进入接线腔内，日积月累可以通过图2所示的渗漏处进入电机的引线腔(目前为了提高电机电气和绝缘电阻的可靠性，在绝缘子后端进行灌胶处理，所以水无法通过接线柱渗漏到引线腔)，之后进入电机的定子处。如果定子本体的绝缘吸收这些水分，随着潮湿度的增加，绝缘电阻也随之降低。电机绝缘电阻低，会引起电机匝间短路，电机线圈的有效匝数将减少，从而引起三相感应电动势和感应磁动势不平衡;其次，会引起相间绝缘短路，相间短路会导致短路的两相电流飙升，烧毁电机;再次，还会引起对地绝缘短路，引发人身触电的危险。空间的相对湿度对绝缘电阻的影响很大，所以在结构设计上要尽可能减少水进入电机内部的可能性，尽可能地降低电机内部的湿度。

2改进结构

电机接线盒原结构有可能引起电机内部湿度增加，使电机绝缘电阻降低，针对此种情况，对原接线盒结构做了改动。将原端子板长度和宽度加长，延伸至侧板外侧，并将端子板上、下棱边加工焊接坡口。用端子板将原一块侧板分成两块，通过端子板上加工的焊接坡口将两侧侧板焊在端子板上。这种端子板伸出的结构，解决了接线盒两腔体间存在的因焊接不到形成的缝隙，可以在一定程度上降低因电机绝缘电阻低引发的电机质量及人身安全事故。

3结束语

通过本次接线盒的优化设计，可以有效预防外界水、水雾及水珠通过隐形缝隙进入电机内部，杜绝电机绝缘电阻降低的隐患，提升了电机产品质量。

参考文献

［1］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会．爆炸性环境第1部分:设备通用要求:GB3836．1—2010［S］．北京:中国标准出版社，2011:8．

［2］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会．爆炸性环境第2部分:由隔爆外壳“d”保护的设备:GB3836．2—2010［S］．北京:中国标准出版社，2011:8．

［3］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会．爆炸性环境第3部分:由增安型“e”保护的设备:GB3836．3—2010［S］．北京:中国标准出版社，2011:8．

［4］岳磊．煤矿电气设备失爆防治技术研究［J］．机电信息，2014(6):46－47．

［5］杨子强．增安型和隔爆型三相异步电动机的对比［J］．电气防爆，2018(1):39－43．

［6］邢北锋，赵东娜，姚金艳．一种高压隔爆型接线盒的研制［J］．电气防爆，2017(3):48－50．

［7］巩利萍，宋志安，王俞，等．基于有限元法的矿用隔爆型圆筒形外壳设计［J］．电气防爆，2008(3):4－9．

［8］张亮．减小井下防爆电机接线盒尺寸的措施［J］．电机技术，2009(5):61．

［9］张奎．关于电动机接线盒接线松动的原因分析及针对潮湿地区电机绝缘降低采取的措施［J］．电工文摘，2015(5):43－45．

［10］马琪．电机接线盒的密封［J］．设备管理与维修，2003(11):40．

［11］李成凯，李玮．小功率电机钢板接线盒的模具设计与制造［J］．微特电机，2012(1):74－76．

［12］张海鸥．隔爆型电气设备的引入结构和引入装置［J］．电气防爆，2010(1):30－33．

［13］张湄，张海鸥．IIC级隔爆型防爆接线盒的防爆结构设计［J］．电气防爆，2017(3):20－24.

作者:刘娜 潘昭 单位:宁夏西北骏马电机制造有限公司