薄壁鈑金結(jié)構(gòu)的高壓增安型防爆電機接線盒

張傳松，李金玉

(南陽防爆集團股份有限公司，河南南陽473008)

0 引言

增安型防爆電動機與隔爆型防爆電機相比成本低、重量輕、便于維護、比較經(jīng)濟。增安型防爆電動機主要使用在混合性爆炸氣體存在的2 區(qū)環(huán)境，被廣泛用于石油化工企業(yè)、煤礦井下沼氣不易聚集的地方。主接線盒是增安型防爆電動機的一個重要電氣元件，它的結(jié)構(gòu)對電動機安全運行具有非常重要的作用，曾經(jīng)發(fā)生過由于接線盒的防護能力差，導致接線盒內(nèi)部進水而發(fā)生爆炸事故。本文介紹一種安全性高、防護能力高的薄壁鈑金結(jié)構(gòu)增安型防爆接線盒。

1 接線盒的結(jié)構(gòu)

本接線盒的防護等級為IP66，能夠承受短路故障電流40kA 0.25s，最大70kA。接線盒主要由15 部分組成，結(jié)構(gòu)見圖1。

下面根據(jù)結(jié)構(gòu)特點，對重要零部件進行相關(guān)介紹。

1.1 接線盒座

接線盒座結(jié)構(gòu)見圖2。接線盒座的側(cè)板1 ～4均采用3mm 厚的薄鋼板分別鈑金成型，然后4 塊側(cè)板拼焊在一起，底板采用2 塊3mm 厚的Q235A鋼板焊接而成。由于薄壁件容易變形，焊接前先校正平面度，焊接完后再校正平面度，側(cè)板上焊接有排水螺柱和接地螺柱。排水螺柱用于接線盒在拆裝時導致進水可以從不同方向進行排水;接地柱用于接地，防止帶電元件產(chǎn)生電勢而發(fā)生危險。圖2 中底板1 上有絕緣套安裝孔，并且焊接有圓形帶止口座板，用于與電機外殼的配合連接。底板1 開有爆破口，內(nèi)側(cè)用于安裝爆破膜，外側(cè)用于安裝爆破膜防護罩。

圖1 接線盒結(jié)構(gòu)

圖2 接線盒座結(jié)構(gòu)

1.2 絕緣套

絕緣套材料的相比漏電起痕指數(shù)CT1≥600，材料級別Ⅰ級，滿足電壓10kV 級，爬電距離≥125mm。

1.3 接線螺栓

接線螺栓材質(zhì)采用黃銅(H62)，接線螺栓尺寸根據(jù)電機額定電流而確定，接線螺栓的最小直徑與對應(yīng)允許持續(xù)電流見表1。

表1 接線螺栓的最小直徑允許持續(xù)電流

1.4 鉚接螺母

鉚接螺母型號尺寸見圖3，采用專用鉚接工具進行鉚制。

圖3 鉚接螺母型號尺寸

1.5 接線盒蓋

接線盒蓋用一塊2mm 厚的鋼板沖壓而成，接線盒蓋上有企業(yè)標志、防爆標志和高壓警告標志，見圖4。

圖4 接線盒蓋結(jié)構(gòu)

1.6 出線格蘭

出線格蘭(也稱出線密封接頭)是用戶現(xiàn)場過電源線使用。出線格蘭一般選擇專業(yè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的塑料尼龍、不銹鋼或銅材質(zhì)，防爆等級ExeII，防護等級IP66 或IP68。格蘭尺寸根據(jù)用戶使用的電纜外徑來確定，見圖5 和表2。

圖5 增安型無鎧“WH”型格蘭結(jié)構(gòu)

表2 格蘭接頭對應(yīng)電纜外徑范圍

2 接線盒的優(yōu)點

2.1 采用獨特密封

2.1.1 接線盒蓋與接線盒座的安裝密封采用取消安裝孔的弧面密封條，并在接線盒座內(nèi)側(cè)采用獨特的焊接邊板結(jié)構(gòu)，密封條在連接螺栓與邊板之間以實現(xiàn)擠壓密封，達到密封可靠。

2.1.2 接線盒座與機座座板之間采用止口配合加圓形密封條密封，連接板與接線盒座采用直接焊接結(jié)構(gòu)，減少密封環(huán)節(jié)，達到密封可靠，密封性能好;傳統(tǒng)接線盒采用平面密封條，密封條上有安裝孔，密封環(huán)節(jié)多，密封效果差。

2.2 采用新材料新工藝

2.2.1 接線盒蓋與盒座連接部分采用鉚接螺栓連接方式，使接線盒座連接板減薄，重量輕，制作方便;傳統(tǒng)接線盒采用螺紋孔連接，接線盒座連接板厚度大，重量重，制作不方便。

2.2.2 整個結(jié)構(gòu)采用薄壁鈑金結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、制作方便、外形美觀、重量輕、節(jié)約用材;傳統(tǒng)接線盒采用厚鋼板焊接，結(jié)構(gòu)笨重，外形粗糙。

2.3 電氣設(shè)置

2.3.1 增加了爆破膜，在使用過程中由于操作不當或其它原因發(fā)生電氣危險爆炸時，爆破膜先裂開，安全釋放內(nèi)部壓力，從而防止整個接線盒爆炸危險;傳統(tǒng)接線盒沒有。

2.3.2 爆破膜外面增加防護罩，防護罩作用之一是提高防護，之二是進行保護，在爆破膜裂開時碎片不能夠觸及外界物體。

2.3.3 兩側(cè)板和底板均設(shè)置有排水孔，可以從不同方向進行排水。

2.3.4 兩側(cè)板和接線盒內(nèi)部均設(shè)置有接地螺柱，方便等電位線連接。

2.3.5 接線盒的最小電氣間隙150mm，爬電距離185mm，大于GB 3836.3 規(guī)定的10 000V 最小電氣間隙100mm，材料級別Ⅰ級，最小爬電距離125mm 要求，安全系數(shù)高。

2.3.6 接線盒連接線采用連接螺栓及絕緣套結(jié)構(gòu)，內(nèi)外連接線分開，內(nèi)部接線在接線盒外側(cè)采用壓接，外部引接線引入接線盒內(nèi)腔采用螺栓連接，使用更加安全。

2.3.7 接線盒的制造生產(chǎn)對工藝裝備的加工精度要求不高，具備3mm 厚鋼板的鈑金能力、小電流焊接技術(shù)，就能夠進行批量化生產(chǎn)。

3 接線盒的應(yīng)用范圍

本接線盒應(yīng)用于高壓增安型防爆電機主電源接線或中性點接線，也可用于正壓型防爆電機和普通電機的主電源接線或中性點接線，使用地點海拔高度≤3 000m，電壓范圍為3.3 ～10.5kV，允許持續(xù)額定電流≤315A(即使用的電機容量≤3 000kW)，可用于箱式結(jié)構(gòu)中心高H355 ～1000 和圓筒結(jié)構(gòu)中心高H355 ～900。

本接線盒與機座上座板采用圓形止口配合，通過8 個螺栓進行連接固定，因此可45°、90°、135°、180°不同方向進行旋轉(zhuǎn)，出線朝向可根據(jù)需要現(xiàn)場調(diào)整。接線盒出線格蘭連接蓋板能夠拆卸，根據(jù)電纜外徑任意選取出線格蘭，連接蓋板根據(jù)選好的出線格蘭尺寸現(xiàn)場進行鉆孔(無需拆卸接線盒即可調(diào)整)。電氣接線采用絕緣套和接線螺栓結(jié)構(gòu)，電機內(nèi)部引接線壓接在接線螺栓上，拆裝接線盒時只需要把接線螺栓上的螺母墊片及接線盒與機座8 個固定螺栓拆下。

4 結(jié)語

綜上所述，接線盒的薄壁鈑金結(jié)構(gòu)，焊接部位減少，密封采用止口配合和擠壓結(jié)構(gòu);接線端子布置合理，電氣間隙和爬電距離大，滿足電壓范圍寬;圓形安裝固定能夠使用于所有的電機結(jié)構(gòu)型式，接線盒具有使用性能好、系列通用性強、標準化程度高、防護等級高、外形美觀、重量輕、成本低、電氣安全措施配備齊全等特點，能夠提高整個電機產(chǎn)品的品質(zhì)，提高產(chǎn)品的安全可靠性。

［1］ GB 3836.1—2010 爆炸性環(huán)境 第1 部分:設(shè)備 通用要求.

［2］ GB 3836.3—2010 爆炸性環(huán)境 第3 部分:由增安型“e”保護的設(shè)備.

［3］ GB 3836.5—2004 爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備 第5 部分:正壓型外殼“p”.

［4］ GB/T 4942.1—2006 旋轉(zhuǎn)電機整體結(jié)構(gòu)的防護等級(IP 代碼)分級.

［5］ GB 14711—2006 中小型旋轉(zhuǎn)電機安全要求.

［6］ JB/T 10634—2006 中小型籠型三相異步電動機接線盒.

［7］ JB/T 7573—1994 高原環(huán)境條件下電工產(chǎn)品通用技術(shù)條件.