船用笼型三相异步电动机的防护及防潮措施解析

陈金刚，王以孟

船用笼型三相异步电动机的防护及防潮措施解析

陈金刚，王以孟

（德州恒力电机有限责任公司，山东 253005）

本文主要讲述船用笼型三相异步电动机的防护型式，对不同防护型式船用电机的应用进行简要概述。重点讲述船用IP56电机外壳防护和绕组浸漆防潮的重要性，并通过实例进行说明，提出绕组防潮注意事项和受潮后的处理措施。

船用笼型三相异步电动机 防护型式 防潮措施 绝缘电阻 浸漆 绕组端部

0 引言

船用笼型三相异步电动机根据使用环境不同，其外壳选用的防护型式存在差别，常用的防护型式有IP23，IP44，IP55和IP56。下面就针对这几种防护型式船用电机的特点和湿热环境下外壳防护和绕组的浸漆防潮做一下说明，以便选择满足环境条件要求的电动机结构型式和绕组浸漆工艺方案。保证电动机安全可靠经济地运行。

1 船用笼型三相异步电动机防护型式的分类和选用

笼型三相异步电动机的外壳防护型式，根据防止人体触及、固体异物进入电动机内部及防止水进入电动机内部的情况分为若干等级。防护型式代号为IPXX，防护标志由字母IP和两个表示防护等级的表征数字组成。第一位数字表示防止人体触及或接近壳内带电部分及壳内转动部件，防止固体异物进入电机内部，代表电机的防护性能。第二位数字表示防止由于电机进水而引起有害影响，代表电机的防水性能。数字越大代表的防护级别越高，防护性能越好。IP23防护等级的船用电机为网罩式防护型式，电动机机座两侧有通风口，散热较好，能防止固体异物和滴水从上方进入电动机，适用于比较清洁、干燥的环境，电动机的通风口用穿孔的遮盖物遮盖起来，使电动机的转动部分及带电部分不能与外物相接触，此种防护型式主要用于船舱底层的大机座号侧推电机，电机的散热性好。中小机座船用电机大部分是封闭式电动机，电动机机壳内部的转动部分及带电部分有必要的机械保护，机壳的结构能阻止机壳内外空气的自由交换，不要求完全密封，机座上无通风口，散热能力较差，能防止微小固体异物和任何方向的溅水进入电机内部，适合在一般环境中使用。舱内最常用的电动机是IP44防护等级，能防止大于1 mm的固体异物入内，同时能防溅水，用于Y-H，YT2-H系列船用电机，多用于船舱内的泵类，液压机，分离器和其他辅助设备。当上述舱内设备的环境空气湿度较大，温度较高时，电机防护等级通常设计成IP55。电机最明显的标志是在轴贯通部位轴承外盖或外小盖外侧油封槽内加装V型密封圈，以适应湿热环境的要求。电机旋转时，V型密封圈同轴一起旋转。船用起重电动机使用环境恶劣，空气最大相对湿度可达95％，并有凝露、油雾、盐雾、霉菌存在，冲击、振动、倾斜摇摆频繁。为防止海水、粉尘等物质进入电机，船舶甲板，侧壁等舱外设备上使用的都是IP56防护等级的电动机。电动机最明显的标志是在轴贯通部位轴承外盖或外小盖外侧油封槽内加装唇型骨架油封。电机旋转时油封固定在外盖上，转轴与油封通过磨擦密封，可防止灰尘、具有一定压力的雨水、猛烈海浪对电机产生有害影响，适用于YZ-H、JZ2-H系列单速、双速和三速起重电机，象锚机，系泊绞车，起重机，缆绳绞车。甲板机械和工作场所湿度比较大的Y-H，YT2-H系列电机，为保护电机绕组，也采用IP56防护等级。由于舱外船用电机使用环境比较恶劣，为保护绕组绝缘和绕组的电气性能，减小电机故障隐患，大部分舱外使用的船用电机采用IP56防护等级。

2 船用起重电机的外壳防潮措施

YZ-H，JZ2-H系列单速、双速和三速起重电机用于船舶甲板的起重设备上，为舱外作业，时常受到海浪、雨水侵蚀，工作条件比较恶劣。船用起重系列电机一般为短时工作制，冷却方式为IC410，防护等级为IP56，可根据用户需求，在非轴伸端装直流圆盘式电磁制动器，制动器防护等级与电机相同，也是IP56。船用起重电机经常工作在恶劣的潮湿环境下，特别是在雨天，会增加电机进水和潮气进入的可能性。如果防护不好，会造成机壳内积水锈蚀，电机绝缘电阻低，电气性能不合格。如果绕组局部受潮严重，得不到及时彻底的处理，甚至会造成线圈局部匝间烧坏。

为了降低潮气对电机内部绝缘的危害，保护电机的电气性能，船用电机绕组的防潮重点关注电机外壳的密封防护和绕组的浸漆防霉处理。电机外壳的密封防护一般通过以下两方面来解决，首先是减少潮气进入；其次是在潮气进人，冷却成水滴后能够及时排出。围绕这两方面，在外壳上进行如下防护：1）电机的装配结合面涂抹密封胶，转轴贯通部位安装骨架油封，电动机接线盒座与机座，接线盒盖与线盒座的配合处采用具有压缩性能的橡胶垫。IP56电机防护的重点是防止灰尘和水沿转轴或配合面间隙侵（浸）入轴承和电机内腔，破坏轴承润滑状态和绕组的绝缘性能，造成轴承过早损坏和绕组绝缘性能降低，影响电机的正常运行。2）电机底部设置排水孔，冷凝积水能够及时排出，避免积水侵入绕组。

3 绕组浸漆防潮

绕组绝缘质量主要由其所含的残余气隙和水分决定，水分增加会使绕组的绝缘电阻和耐电强度下降，经过电机外壳的防水保护，在很大程度上可避免水分进人电机内部。但由于绝缘材料自身所含水分及透过外壳防护进入电机内部的潮气对电机绝缘的影响，会加剧绝缘老化及降低局部承受冲击电压的能力，因此电机内部绕组仍然需要进行防潮处理。一批YT100L2-4-H电机，用户在码头仓库中放置近一个月，安装时测量绝缘电阻大部分不足10兆欧。拆检，电机无进水的迹象。用手接触绕组和转子，感觉湿气明显较大。定子现场放置半小时后，再测量绝缘电阻达到100兆欧以上，明显是电机绕组内部进入潮气，绕组浸漆不充分，绕组绝缘性能存在隐患所致。为证实这一结论，把该批电机统一进行烘干处理，然后测量绝缘电阻，均达到500兆欧以上。由于用户急于装配使用，随意抽取5台进行装配使用，并做好记录，其余电机运回厂家重新浸漆防霉处理后装配。全部设备投入使用正常，两个月后，设备停用半个月后再投入使用时，有3台电机绝缘电阻报警，显示绝缘电阻偏低，经检查核对是上次烘干完，直接装配的电机，对照编号，测量另外两台和抽检其余经浸漆处理过电机的绝缘电阻，未经浸漆处理的电机绝缘电阻明显偏低，于是又拆下这5台电机，运回厂家做烘干浸漆防霉处理。

实践表明，由于船用电机所处环境空气湿度比较大，在绕组绝缘中存在少量水分是不可避免的，但水分集中于纤维素的管壁上，比存在于内部空间中具有更大的危害作用，更易加速材料的劣化。为此需对绕组防潮进行严格处理，尽量减少绝缘毛细孔中的水分，使液态水能及时排出，避免出现局部浸水，潮气集中的突出问题。电机绕组防潮一般采取以下措施：

1）采用多次涂漆工艺而形成多层漆膜层的电磁线，使孔隙得到充分填充和遮蔽，从而减少孔隙的数量，提高防潮性能。

2）对连接点处裸铜部分用聚酯玻璃漆布带绕包，增加绝缘厚度以提高防潮性能。

3）采用真空浸漆处理工艺替代普通沉浸的浸漆工艺，以便更好地对电磁线本身存在的漆膜孔隙和其它绝缘间隙进行涂覆、遮蔽和填充，提高电机绕组的防潮性能。

4）在绕组端部喷两遍防霉菌漆，做好防霉变处理。

5）在环境湿度比较大的重要设备上使用时，电机通过加装防潮加热带，对电机的绝缘进行防护。为防止电机内部受潮或出现凝露，当电机长期放置时注意加强防潮措施，开始使用前，将防潮加热带提前2小时通电，以达到驱潮、提高电机绝缘电阻的效果。对间歇使用运转的电机，当电机间歇运行时，电机断电后给加热带送电，使电机内部温度始终比环境温度高5℃，以防形成凝露，保证电机正常运行。

4 结论

船用电机制造时通过提高电机的防护等级来保证电机的密封性。甲板电机要求防护等级为IP56（防尘密封），舱内电机根据环境要求一般按IP44、IP55和IP56进行制造，以减少和阻止潮气进入。船用电机进水或受潮，绝缘电阻低于使用要求时，必须拆开电机，用淡水冲洗绕组并擦干，通过暴晒，电灯加热等手段进行烘干处理。短时间的暴晒会让水气留在电机内部，蒸发不出来或不彻底，电机停止暴晒放置一段时间，还会导致电机绕组绝缘电阻低。如果放置时间久，甚至会导致电机发霉，严重影响电机寿命。对此，如果有条件的话，电机绕组烘干后，应重新浸漆处理。如果条件不允许，也应对电机彻底烘干后，对绕组端部进行浇漆或喷漆处理。

[1] 旋转电机结构型式、安装型式及接线盒位置的分类（IM代码）: GB/T 997-2008[S].

[2] 王强, 陈金刚．低压船用电动机绝缘与绕组热保护[J]．电机技术, 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

陈金刚（1974-），男，工程师。研究方向：电机检测与故障分析。E-mail: cjg2516@163.com