摘要：本文在分析电动潜水泵的结构功能基础上，提出保证电动潜水泵安全运行的关健技术条件，并从电动潜水泵内部保护和外部监控保护两方面着手研究大型电动潜水泵的保护系统。

    1 电动潜水泵结构
    电动潜水泵多为泵机一体化结构，上下组合方式，主要由潜水电机和潜水泵两部分组成。
    潜水电机主要由定子、转子、上下滚动轴承、轴向推力轴承、电机上下端盖、接线盒和浸水、泄漏、超温、轴温、绝缘保护装置等组成，是潜水泵机组的动力源。
    潜水泵主要由叶轮、导叶体（或蜗壳）、进水喇叭口、出水口、油池、机械密封组成，是潜水泵机组给排水的主要部位。进水喇叭口与导叶体（或蜗壳）连接组成叶轮工作室；叶片和叶轮体组成叶轮，是潜水泵的核心，决定着水泵的性能；机械密封将水室和油室分隔，是机组的第一道密封，将油室和电机隔离，作为第二道密封（大功率泵通常设置两个油池和两道油密封）；导叶体（或蜗壳）引导水流，并以最小的损失将传送介质的动能转变成压力，且将泵的全部重量和轴向力传递到泵座基础上。

    2 潜水电机的技术要求和内部保护装置
    2.1潜水电机的技术要求
    电机定子、转子采用冷轧硅钢板叠压而成，热负荷数值应在1 000以下，超载系数应达1. 1～1. 2。电机在长期停机后仍能保持良好的耐潮、耐压、定子绕组绝缘和轴承良好的散热及启动性能。
    电机机座壳体立式安装，定子机座壳体应满足不同压力并无渗漏现象，防护等级不低于IP68。定子铁芯必须经“VPI”真空压力浸漆。低压电机定子绕组应采用F级电磁线，高压电机定子绕组应采用满足相应电压等级要求的电磁线。转子绕组为鼠笼式铸铝结构，转子笼条与端环一次成形，同时采用特殊的槽形，确保在启动力矩大、时间短、恶劣环境下仍有良好的电气性能和高可靠性。电机在40℃输送介质时最大温升不超过100℃。
    2.2潜水电机内部密封和保护装置
    大型潜水泵的电机内部大多采用非液体冷却方式，电机密封和密封综合智能监测是必不可少的环节，直接影响着机组的正常运行。
   （1）密封装置及功能。电机静止部件连接处设置“0”橡胶密封圈（高压力深井泵可采用金属密封圈），旋转部位与静止部位间使用合金和石墨机械密封，以防止油水进入电机腔和接线腔发生事故。
   （2）机组内部监测装置及功能。
    湿度1：下油室内的润滑油主要用于冷却和润滑第二道机械密封（石墨、合金）。在下油室腔内设置一只优质湿度传感器，当润滑油浸水后绝缘不大于20MΩ时输出湿度故障信号，以监测第一道密封（合金）的密封情况。
    湿度2：推力轴承油室内的润滑油主要用于冷却和润滑第三道机械密封（石墨）。油室内设置一只优质湿度传感器，当润滑油绝缘不大于20MΩ时输出湿度故障信号，以监测推力轴承油室内是否进水。
    湿度3：在电机子腔内设置一只优质湿度传感器，用于监测电机的结露情况，以防止定子绕组因结露绝缘下降而烧坏。
    轴承温度：推力轴承座上设置一只优质温度传感器，当温度不小于90℃时输出报警信号，以监测轴承温度。
    超温：在电机定子绕组三相分别嵌设一只温度传感器，用于检测定子绕组温度，当温度不小于130℃时输出故障信号。
    泄漏：电机腔内设置有油水槽，在槽内安装一只优质浮子开关，因渗漏而导致槽内油、水达到一定深度时，浮子开关输出报警信号，以防止油水侵入电机腔损坏定子绕组。
    接线盒渗漏：在电机接线盒内应设置一只优质浮子开关，测定电机接线盒内是否渗水，以防止渗水进入电机接线盒内和电机腔内发生相间短路与泄漏事故。

    3 潜水泵的监控系统及保护
    3.1软启动控制柜
    软启动控制柜主要由断路器、快速熔断器、软启动器（一般采用晶闸管软启动器或变频软启动器）一次回路、水泵保护器及二次控制回路组成，用来控制水泵的启停运行，并监测水泵参数和保护信号，在水泵机组发生故障时立即停车并发出报警信号。
3.2电源异常和过载保护
    软启动器对水泵电机的电源异常和过载等具有较强控制功能。
   （1）当水泵电机输入电压波动大于或小于额定电压的10%、缺相、三相电源相序与原设定相序不一致（防止水泵反转）时水泵机组停运且无法启动。
   （2）水泵机组启动可设定为降电压、降力矩和变频方式，将启动电流控制在额定电流的3-4倍，以减小供电系统功率、对供电网络的冲击以及对水泵机组的损坏。
   （3）设定水泵机组过电流倍数（应不大于额定电流的10%），以避免超载运行导致电机定子绕组烧坏；具有防止水泵离开水面空载（额定电流的45％左右）运行功能，以避免第一道防水机械密封和电机定子绕组因冷却不良而损坏。

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