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0 引言
电机的冷却方式一般包括自然冷却、风冷、水冷和其他介质冷却。风冷和水冷是轧钢生产线电机冷却经常使用的2种冷却方式。在大功率交、直流电机中，由于风冷比水冷的冷却效果差，使用风冷不能满足一些电机运行的温度要求；因此需要使用水冷方式。一般情况下，水冷方式是在电机上安装空水冷却器。电机空水冷却器是通过风机使电机内部的热空气循环流动，热空气通过空水冷却器进行热交换，对电机进行冷却降温，保证电机能够正常运行，具体情况如图1所示。综上所述，空水冷却器是组成水冷式电机非常重要的设备之一。 在电机的运行过程中，如果没有及时发现电机空水冷却器有漏水的情况，就会导致电机烧损的严重后果。因此，下面介绍1种电机空水冷却器漏水温湿度检测报警系统，该系统可以及时发现电机空水冷却器的漏水情况并报警。同时，该系统还具有温度和湿度检测报警功能，可以随时掌握空水冷却器内部温、湿度的异常情况，避免出现因空水冷却器温、湿度异常而引起的电机故障。
1 电机空水冷却器漏水温湿度检测报警系统的组成
电机空水冷却器漏水温湿度检测报警系统包括控制模块以
及与控制模块连接的故障报警器、电机保护联锁、上位监测单元、n 套漏水检测模块、n 套温度检测模块和n 套湿度检测模块，每个漏水检测模块连接1个漏水检测元件，每个温度检测模块连接1个温度检测元件，每个湿度检测模块连接1个湿度检测元件，漏水检测元件、温度检测元件和湿度检测元件连接1台电机空水冷却器，还可以连接n 台空水冷却器，如图2所示。该系统的控制原理如下：安装在电机空水冷却器上的漏水、温度和湿度检测元件通过电信号将检测到的实际情况输入相应的漏水、温度和湿度检测模块上，当某一电信号达到相应检测器的报警值时，检测器将报警输入控制模块。控制模块是该系统的核心元件，它可以同时接收1台或多台空气冷却器的漏水、温度、湿度的报警信号，其通过运算处理，将信号发给故障报警器进行报警；同时，可以使用上位机对报警信号进
行监测。另外，通过报警信号可以对电机进行联锁保护[1]。
2 电机空水冷却器漏水温湿度检测报警系统的工作原理2.1 漏水检测模块及其元器件的工作原理
漏水检测报警模块可以接收漏水开关量信号并进行声音报
警。它可以调节漏水报警的灵敏度，也可以接入外部报警。漏水
电机空水冷却器漏水检测系统在宣钢的应用
武 涛
（河钢宣钢机电公司，河北 宣化 075100）
摘 要：在电机的运行过程中，如果没有及时发现电机空水冷却器有漏水的情况，将直接导致电机烧损，后果严重。该文介绍了1种电机空水冷却器漏水温湿度检测报警系统，该系统能够及时发现电机空水冷却器漏水并发出报警。同时，该系统还具有温度和湿度检测报警功能，可以随时掌握空水冷却器内部温、湿度的异常情况，避免因空水冷却器温、湿度异常而引起的电机故障。在宣钢1条高线和2条棒材线上应用该系统，效果显著，尤其是在生产使用近20年的一棒生产线上应用时，效果更好。电机空水冷却器漏水温湿度检测报警系统2019年共检测到11次空水冷却器漏水的情况。经过现场确认，每次报警均准时、准确，与现场漏水情况相符，及时更换故障空水冷却器避免了电机烧损事故的发生。关键词：空水冷却器；漏水检测；温湿度检测中图分类号：
TP 277 文献标志码：A
图
2 电机空水冷却器漏水温湿度检测报警系统结构示意图
图1 电机空水冷却器运行原理图
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检测线缆为绳子状，包括检测导线和双螺旋线轴。检测导线外层为导电聚合物护套，内芯为导电铜线。双螺旋线轴为高密度聚乙烯绝缘塑料，其检测原理为：由于水是1种导电性物质，因此当2根导线之间有水浸入时，它们之间只要有≥2 mA 的微弱电流，电路就会发出报警[2]。将漏水检测报警模块接上漏水检测线缆、电源和声光报警器。当有水滴到漏水检测线缆上时，报警信号救护传至漏水检测模块，声光报警器发出报警，如图3所示。
2.2 温湿度检测模块及其元器件工作原理
温度检测模块可以选择温湿度智能控制仪，它还可以根据自身的要求设置温湿度报警的上限值，温湿度智能控制仪上的端子的报警功能可以通过内部参数设置进行自行定义。温湿度检测元件选用管道式
温度传感器，其目的是方便安装且日常维护检修也比较方便。管道式温度传感器将通过前方探头检测到温、湿信号转化为4 mA~20 mA 的电信号，并将其传入温湿度智能控制仪中，温湿度智能控制仪在面板上实时显示检测到的温、湿度。当温度或湿度达到设定的报警值时，温湿度智能控制仪相应端子输出报警开关量信号，如图4所示。在控制仪上设定好温度和湿度上限报警，并将管道式温度传感器的相关输入线路接入控制仪。
3 电机空水冷却器漏水温湿度检测报警系统各检测元件的安装
通过管道式温度传感器上的法兰盘将其安装固定在空水冷却器的风口处，便于检测空水冷却器送风的温湿度。漏水
检测线缆像1根麻花细绳，不易放入空水冷却器中，可以将
细钢筋制作成1个扁日状“曰”字型的架子，外部缠绕绝缘材料。用塑料扎带将漏水检测线缆蛇形缠绕固定在制作好的架子上，如图5所示。制作好的漏水检测固定架放置在电机空水冷却器内部水管与外部水管接头的下方（电机空水冷却器内部水管与外部水管接头下方因工况温度变化和外部设备振动而容易发生漏水，从而影响电机的正常运行，处在该位置的空水冷却器漏水的故障发生率达到95%以上），方便对其进行更换和维护。该结构可以顺利检测到每一处漏水点，提高漏水检
测感应线缆的工作效率[3]
。
4 漏水温湿度检测报警系统安装使用实例
以宣钢棒材生产线主电机使用的漏水温湿度检测报警系统为例，该生产线共有18架轧机，其中粗、中以及精轧都为6架，每架轧机使用1台水冷却式电机进行驱动。其中粗轧轧机主电机为1架~6架，中轧轧机主电机为7架~12架，精轧轧机主电机为13架~18架。该生产线采用PLC 对漏水温湿度监测报警系统进行控制，在粗、中以及精轧3个区域各使用1套报警系统。考虑到成本问题，只在粗轧使用PLC，中、精轧使用远程站，它们之间通过PROFIBUS-DP 网络进行连接。
在每台电机上分别安装漏水检测线缆和管道式温湿度传感器，并将它们分别接入各个区域上的漏水检测模块和温湿度检测模块，将各个漏水检测模块和温湿度检测模块的报警点接入各区域的
PLC 或远程站的开关量输入模板，在
PLC 或远程站的开关量输出模板分别接1个声光报警器。另外，在
图3 漏水检测模块及其元器件原理示意图
２４ Ｖ＋２４ Ｖ－
常开点公共点
常闭点
运行指示灯
报警指示灯
消音按钮
ＳＯＵＮＤ ＯＦＦ
漏水报警模块Ｌｅａｋ Ａｌａｒｍ Ｍｏｄｕｌｅ
直流２４ Ｖ电源
报警点
漏水检测报警模块
端子１端子２灵敏度调节４８５通信接口
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PLC 或远程站的开关量输出模板上接上对应的轧机连锁保护，
在报警后就可以对相应轧机进行保护停车。该系统使用工业
以太网将PLC 和上位工控机连接至交换机，为了便于监控，也可以让该系统与轧线PLC 系统通过以太网进行连接。对PLC 进行组态、编程，并编制相应的HMI 监控画面，如图6所示。
5 结论
在宣钢1条高线和2条棒材上应用该电机空水冷却器漏水温湿度检测报警系统，其效果显著。尤其是在一棒生产线上，由于该生产线已经生产使用了近20年，因此该生产线上的空水冷却器老化严重，会频繁发生漏水故障，使用该漏水温湿度检测报警系统后，2019年共检测到11次空水冷却器漏水的情况。通过现场确认，每次报警均准时、准确，与现场漏水情况
相符，及时更换故障空水冷却器避免了出现电机烧损的恶性事故。另外，在更换空水冷却器时，漏水检测元件拆装方便、快捷，可以快速更换，不会因更换空水冷却器而带来不必要的麻烦。
参考文献
[1]祁红波，赵发.粗轧轧机电机高温报警的原因分析及解决措施[J].中国设备工程，2020（24）：151-153.
[2]马文奇.风机水泵类负载高压变频电动机冷却方式匹配的研究[J]. 防爆电机，2020，55（6）：
29-31.
[3]朱首文.遵化港路热轧厂初轧电机增容配套空气——水冷却器改造[J].上海大中型电机，2018（4）：44-48.
图5 管道式温度传感器和漏水检测固定架安装示意图
图4 温湿度检测模块及其元器件原理示意图
温湿度智能控制仪
温度显示
温度报警
湿度报警
湿度显示
图6 管道式温度传感器和漏水检测固定架安装示意图
精轧13架~18
架主电机漏水
检测中轧7架~12架主电机漏水
检测
粗轧1架~6架主电机漏水检测
精轧13架~18架主电机温、湿度检测水管温度传感器
中轧7架~12架主电机温、湿度检测粗轧1架~6架主电机温、湿度
检测粗轧现场声光报警输出
中轧现场声光报警输出
精轧现场声光报警输出
连接相对应轧机进行连锁保护
连接轧线PLC 系统
说明：
以太网
PROFIBUS 普通线路
连接相对应轧机进行连锁保护远程站1PLC 交换机
上位监控
远程站2
连接相对应轧机进行连锁保护
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