一种矿用深水潜水电泵整机水压试验装置及方法与流程

本发明涉及一种对矿用深水潜水电泵进行整机水压试验的装置及方法，属于矿用深水潜水电泵检测设备及方法技术领域。

背景技术：

矿山水害是煤矿建设和生产中的主要灾害之一，它不仅严重破坏矿山的正常建设和生产，造成巨大的经济损失，而且极大地威胁了井下矿工的生命安全，水害已成为仅次于瓦斯爆炸的第二大矿山灾害。为了快速有效地进行井下透水事故的应急救援工作，需要配备大量应急救援排水设备，提高矿山水害救援装备能力和工作效率。在排水设备中，深水潜水电泵是必要的设备，但由于深水潜水电泵在日常工作中使用频次低，其质量状态无法得到保证，导致在使用过程中出现了很多失效情况。如潜水电泵安装后绝缘失效不能启动、排水效果不理想、排水进度十分缓慢、在使用过程中出现故障停止运行等，这些故障大大延迟了排水时间，影响了排水效果，对救援工作造成了无可挽回的损失。因此在日常工作时，必须对潜水电泵进行完善的检测，保证潜水电泵处于良好的技术状态，以便随时能够投入到抢险救援工作中去。

目前，我国该类产品型式检验技术已基本完善，如标准mt/t671-2005《煤矿用隔爆型潜水电泵》（干式电机，下潜深度不超过5m）和gb/t2818-2002《井用潜水异步电动机》（充水式电机，潜没深度不超过70m）。但针对深水潜水电泵（潜没深度大于70m）整机水压试验仍然没有有效可行的试验方法及试验装置，仅仅依据积累的经验对其质量的可靠性进行简单的评判，未形成有效科学的可靠性评估方法.

当前，矿用深水潜水电泵整机水压试验存在如下问题：（1）没有矿用深水潜水电泵整机水压试验装置及试验方法；（2）现有的潜水电泵检验技术不能满足矿用深水潜水电泵水压试验要求；（3）现有的潜水电泵评估方法不能满足评价矿用深水潜水电泵适用使用环境的要求。因此急需开发对矿用深水潜水电泵进行整机水压试验的方法及装置，以保证矿用深水潜水电泵的待机状态达到应急救援工作的要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种矿用深水潜水电泵整机水压试验装置及方法，这种试验装置及方法能够对深水潜水电泵的整机进行水压试验，得到准确的试验数据，并可以对矿用深水潜水电泵整机水压试验的结果进行评估，保证深水潜水电泵的整机处于良好的待机状态，以显著降低矿用深水潜水电泵在使用现场的故障率。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种矿用深水潜水电泵整机水压试验装置，它包括水压试验罐、水压机、配电柜、引出电缆、绕组匝间冲击耐压试验仪、工频耐压试验仪，水压试验罐为钢制压力容器罐，水压试验罐由压力罐体和压力罐盖组成，压力罐体和压力罐盖由压力罐连接螺栓连接固定，被测深水潜水电泵放置在水压试验罐的压力罐体内腔中，水压机出水管与水压试验罐相连接，水压机电源与配电柜相连接，被测深水潜水电泵电缆通过电缆压紧装置与引出电缆相连接，电缆压紧装置固定在水压试验罐的压力罐盖上，引出电缆分别与绕组匝间冲击耐压试验仪和工频耐压试验仪相连接。

上述矿用深水潜水电泵整机水压试验装置，所述水压试验罐的压力罐盖上有电缆引出口、水压机注水接口、旁路阀门接口、测压装置接口，被测深水潜水电泵电缆从电缆引出口引出，引出电缆通过电缆引出口与深水潜水电泵电缆相连接，水压机出水管与水压机注水接口相连接到，旁路阀门与旁路阀门接口相连接，压力表与测压装置接口相连接。

上述矿用深水潜水电泵整机水压试验装置，所述电缆引出口有电缆压紧装置，电缆压紧装置由电缆压紧座、电缆压紧螺母、电缆密封套、电缆密封圈组成，电缆压紧座由螺栓固定在水压试验罐的压力罐盖上，电缆压紧座有中心孔，被测深水潜水电泵电缆穿过压力罐盖的电缆引出口穿入电缆压紧座的中心孔，电缆密封套、电缆密封圈套在深水潜水电泵电缆上，由螺栓压紧在电缆压紧座下方，电缆压紧螺母通过中心孔圆周螺纹与电缆压紧座相连接，电缆压紧螺母压紧密封圈将深水潜水电泵电缆压紧密封。

一种使用上述矿用深水潜水电泵整机水压试验装置的矿用深水潜水电泵整机水压试验方法，它采用以下步骤进行：

a.用数字兆欧表测量被试矿用深水潜水电泵的绝缘电阻，确认其绝缘电阻符合要求；

b.将被试矿用深水潜水电泵整机吊装放入水压试验罐的压力罐体中，将深水潜水电泵电缆从水压试验罐的压力罐盖的电缆引出口引出，将电缆密封圈及电缆密封套套在深水潜水电泵电缆上，拧紧电缆压紧装置的电缆压紧螺母；

c.拧紧水压试验罐的压力罐盖与压力罐体的压力罐连接螺栓，将水压机出水管连接到压力罐盖上的水压机注水接口，将旁路阀门与压力罐盖上的旁路阀门接口相连接，压力表与压力罐盖上的测压装置接口相连接；

d.确认安装无误后，打开旁路阀门，开启水压机向水压试验罐的压力罐体中注水，当旁路阀门有连续水流流出时关闭旁路阀门，将水压机压力调整至试验压力，观察压力罐盖上的压力表是否稳定在被试压力值；

e.用数字兆欧表测量被试深水潜水电泵绝缘电阻，确认其绝缘电阻是否符合要求；

f.用绕组匝间冲击耐压试验仪和工频耐压试验仪分别测试整机水压试验后的深水潜水电泵电动机的定子绕组（含电缆和电缆与电磁水线接头）耐电压试验是否发生击穿。

上述矿用深水潜水电泵整机水压试验方法，所述步骤e中，在保压1h后测试被试深水潜水电泵电缆绝缘电阻是否≥200mω，保压11h后测试被试深水潜水电泵电缆绝缘电阻，保压12h后测试被试深水潜水电泵电缆绝缘电阻，比较两次测量值是否基本相等。

上述矿用深水潜水电泵整机水压试验方法，所述步骤f中，整机在保压12h后进行绕组匝间冲击耐压试验仪和工频耐压试验仪的测试。

本发明的有益效果是：

本发明采用的水压试验罐采用q345d材质，保证了水压试验罐的强度；水压机为整机水压试验提供了足够的试验压力；水压试验罐的压力罐盖安装了旁路阀门，保证在试验时罐内气体排出；电缆压紧装置采用特殊设计的专用夹紧装置和密封圈配合，在保证密封的保障了深水潜水电泵电缆不会发生因水压试验造成破坏。

本发明是矿用深水潜水电泵整机水压试验装置和方法的首创，提供了矿用深水潜水电泵整机水压试验的试验方法、试验装置及评价方法，解决了电磁水线和电缆接头的水压试验方法。本发明能够对深水潜水电泵的整机进行水压试验，可以得到准确的试验数据，并可以对矿用深水潜水电泵整机水压试验的结果进行评估，保证深水潜水电泵的整机处于良好的待机状态，以显著降低矿用深水潜水电泵在使用现场的故障率。

附图说明

图1是本发明的矿用深水潜水电泵整机水压试验装置示意图；

图2是水压试验罐的主视图；

图3是压力罐盖的主视图；

图4是压力罐盖的剖视图；

图5是压力表的结构示意图；

图6是旁路阀门结构示意图；

图7是电缆密封套的结构示意图；

图8是电缆密封圈的结构示意图；

图9是电缆压紧螺母的结构示意图；

图10是电缆压紧座的结构示意图；

图11是电缆压紧密封连接示意图。

图中标记如下：水压机1、配电柜2、压力表3、引出电缆4、旁通阀门5、水压试验罐6、压力罐盖7、绕组匝间冲击耐压试验仪8、工频耐压试验仪9、电缆引出口10、水压机注水接口11、旁路阀门接口12、测压装置接口13、电缆压紧座14、电缆压紧螺母15、电缆密封套16、电缆密封圈17、深水潜水电泵18。

图2中a为电缆引出口、b为水压机注水接口；c为旁路（放气）阀门接口；d、e为测压装置接口。

具体实施方式

本发明的矿用深水潜水电泵整机水压试验装置由水压试验罐6、水压机1、配电柜2、压力表3、引出电缆4、旁通阀门5、绕组匝间冲击耐压试验仪8、工频耐压试验仪9和电缆压紧装置组成。

图1、2显示，水压试验罐6为钢制压力容器罐，水压试验罐6由压力罐体和压力罐盖7组成，压力罐体和压力罐盖7由压力罐连接螺栓连接固定，连接时在压力罐体和压力罐盖7之间放置密封垫，保证压力试验罐6中的压力。

图1、2显示，被测深水潜水电泵18放置在水压试验罐6的压力罐体内腔中，进行测试。水压机出水管与水压试验罐6相连接，水压机电源与配电柜2相连接，水压机1向水压试验罐6的水压罐体内注水。被测深水潜水电泵电缆通过电缆压紧装置与引出电缆4相连接，电缆压紧装置固定在水压试验罐6的压力罐盖7上，引出电缆4分别与绕组匝间冲击耐压试验仪8和工频耐压试验仪9相连接，对被测深水潜水电泵18进行测试。

图1、2、3、4显示，水压试验罐6的压力罐盖7上有电缆引出口10、水压机注水接口11、旁路阀门接口12、测压装置接口13。被测深水潜水电泵电缆从电缆引出口10引出，引出电缆4通过电缆引出口10与深水潜水电泵电缆相连接，水压机出水管与水压机注水接口11相连接到，旁路阀门5与旁路阀门接口12相连接，压力表3与测压装置接口13相连接。

图5是压力表的结构示意图。

图6是旁路阀门结构示意图。

图7、8、9、10、11显示，电缆压紧装置由电缆压紧座14、电缆压紧螺母15、电缆密封套16、电缆密封圈17组成。电缆压紧座14由螺栓固定在水压试验罐6的压力罐盖7上，电缆压紧座14有中心孔，被测深水潜水电泵电缆穿过压力罐盖7的电缆引出口10穿入电缆压紧座14的中心孔，电缆密封套16、电缆密封圈17套在深水潜水电泵电缆上，由螺栓压紧在电缆压紧座14下方，电缆压紧螺母15通过中心孔圆周螺纹与电缆压紧座14相连接，电缆压紧螺母15压紧密封圈将深水潜水电泵电缆压紧密封。

本发明的矿用深水潜水电泵整机水压试验方法可以对被测的矿用深水潜水电泵的绝缘状态是否合格进行检测，同时可以测试矿用深水潜水电泵的电动机定子绕组（含电缆和电缆与电磁水线接头）的耐电压状态，保证在工作中不发生击穿现象。

矿用深水潜水电泵整机水压试验方法和判别准则如下：

电磁水线、电缆进厂检验绝缘电阻≥1000mω；整机水压试验型式检验时，试验压力为允许最大潜没深度处水压力的1.5倍；出厂检验时，试验压力为允许最大潜没深度处水压力的1.25倍。

在水压试验前、加压达到试验压力后及保压1h、11h、12h时，分别测定的定子绕组对机壳绝缘电阻≥200mω，保压11h和12h时测得的绝缘电阻值应基本相等；整机水压试验在保压12h后，电动机的定子绕组（含电缆和电缆与电磁水线接头）作耐电压试验而不发生击穿。试验电压应符合mt/t671-2005标准第4.8.11的规定。

本发明的矿用深水潜水电泵整机水压试验方法采用以下步骤进行：

a.用数字兆欧表测量被试矿用深水潜水电泵18的绝缘电阻，确认其绝缘电阻符合要求；

b.将被试矿用深水潜水电泵18整机吊装放入水压试验罐6的压力罐体中，将深水潜水电泵电缆从水压试验罐6的压力罐盖7的电缆引出口10引出，将电缆密封圈17及电缆密封套16套在深水潜水电泵电缆上，拧紧电缆压紧装置的电缆压紧螺母15；

c.拧紧水压试验罐6的压力罐盖7与压力罐体的压力罐连接螺栓，将水压机出水管连接到压力罐盖7上的水压机注水接口11，将旁路阀门5与压力罐盖7上的旁路阀门接口12相连接，压力表3与压力罐盖7上的测压装置接口13相连接；

d.确认安装无误后，打开旁路阀门5，开启水压机1向水压试验罐6的压力罐体中注水，当旁路阀门5有连续水流流出时关闭旁路阀门5，将水压机1压力调整至试验压力，观察压力罐盖7上的压力表3是否稳定在被试压力值；

e.用数字兆欧表测量被试深水潜水电泵18的绝缘电阻，确认其绝缘电阻是否符合要求；

f.用绕组匝间冲击耐压试验仪8和工频耐压试验仪9分别测试整机水压试验后的深水潜水电泵电动机的定子绕组（含电缆和电缆与电磁水线接头）耐电压试验是否发生击穿。

在步骤e中，在保压1h后测试被试深水潜水电泵电缆绝缘电阻是否≥200mω，保压11h后测试被试深水潜水电泵电缆绝缘电阻，保压12h后测试被试深水潜水电泵电缆绝缘电阻，比较两次测量值是否基本相等。

在步骤f中，整机在保压12h后进行绕组匝间冲击耐压试验仪8和工频耐压试验仪9的测试。

本发明的一个实施例如下：

水压试验罐6的直径为1500mm，长度为9123mm；

水压机1的型号为sy-40，试验压力25mpa；

压力表3的型号为(0-40)mpa；

引出电缆4的型号为myp6/1090mm²，直径为90mm，长度为1200mm；

旁通阀门5的型号为dn25；

绕组匝间冲击耐压试验仪8的型号为ab930-45；

工频耐压试验仪9的型号为ab930-45；

被测深水潜水电泵18的型号为ybq-3000/4s(10000)。