TBM电气设备受潮烘干方法探讨

TBM电气设备受潮烘干方法探讨

张辉

中国葛洲坝集团第一工程有限公司湖北宜昌443000

摘要：在地下隧道工程施工中，TBM是一种重要的开挖设备，也是目前最先进的集机械、电子、液压、激光技术综合为一体的设备。设备采用机械自动化生产，提高了施工效率和质量。电器设备的绝缘非常重要。本文首先概述了TBM电气控制系统的组成，然后指出设备受潮的预防处理措施，最后阐述了受潮烘干方法，以供参考。

关键词：TBM；电气设备；受潮；预防处理；烘干方法

随着我国经济社会的稳健发展，国家在基础设施建设上的投入力度不断加大，其中就包括地铁、隧道等工程。在恶劣环境、地质条件的影响下，不仅增加了施工难度，还存在涌水风险，一方面导致施工进程中断，另一方面也会损坏开挖设备。TBM设备具有较高的自动化，包括众多电气设备和元件，加强保养维修是保证施工质量的关键。以下针对设备受潮的烘干方法进行深入探讨。

1．TBM电气控制系统概述

1.1系统组成

分析TBM的电气控制系统，主要由以下几个部分组成：一是高压供电系统。由于TBM整机负荷大，因此采用高压供电，以208-337型号为例，供电电压为20KV，同时利用400m高压软电缆、电缆卷筒实现连续供电。二是低压配电系统。208-337型号TBM采用干式变压器，相比于油浸式性能更好、无污染，且安装方便。其实TBM各厂家不同，设计上也是有区别的，我从事过SELI和国内合资的TBM设备，电器设计和208-337有所区别，就是中小型电动机都是直接启动…其次各个厂家在电动机启动时为了避免冲击电流的影响，大功率电动机可以采用软启动器进行启动，中小功率电动机可以采用星三角启动。同时利用无功功率补偿器，监测系统的功率因数，将功率因数控制在0.9以上[1]。三是PLC自动控制系统。PLC是控制TBM运行的核心部位，能对输入信息、输出信息进行处理。其中，输入信息包括操作开关、压力开关、温度开关、位置传感器、压力传感器等；输出信息包括继电器、电磁阀、指示灯、仪表、警报等。一般来说，PLC位于主控室中，由多个电子模块组成，涉及电源供应、CPU、输入卡、输出卡、通讯卡等。而I/O模块的设置，能减少TBM在分散区域、后配套上的布线量，并且利用有线网络和PLC相互连接。

1.2维护保养

TBM设备的维修，要求遵循保养与施工并重、全员参与、保养为主、迅速维修的原则，具体步骤如下：第一步，确定问题。检查各项指示、动作是否正常，明确可见故障。第二步，分离异常构件。以设备原理图为依据，确定哪些构件可能出现问题；然后绕开这些构件检查系统功能，如果这些构件在不该工作时投入工作，则说明是异常构件。第三步，矫正异常工作状态。针对异常构件，寻找故障出现的原因，单纯更换或修理一个构件，只能暂时解决问题，而不能从根源上排除故障。因此修理工作要具有全面性，完成后及时检测系统功能，确保各项参数的设置和运行正常。

2．TBM设备受潮的预防处理措施

2.1温差控制

如果电气设备需要使用冷却水进行冷却，长时间停用前，应该关闭冷却水的阀门，防止冷却水管温度过低，会在设备内部形成凝露。

2.2内外封闭

对于电气配电系统而言，应该和外部环境进行封闭处理，尤其是在电缆沟、变压器等部位的孔洞，及时进行封堵，能防止外界潮气进入设备内部，必要时可以增设排风装置。

2.3除湿防潮

一是加热除湿。从物理学角度出发，提高环境温度，可以降低空气湿度，达到除湿目标[2]。当电气设备停止使用时，可以开启设备自身附带的加热器；没有加热器时，可以使用白炽灯、红外灯具、电加热器。而在阴雨潮湿天气，电气设备尽量不要停电。二是通风除湿。如果电气系统内部的空气湿度大，可以加强通风来除湿，或者利用空调除湿功能，利用排烟机抽走湿气，促使设备表面干燥。

3．TBM电气设备受潮的烘干方法

3.1电机部位

第一，外加热源。拆解受潮的电机，选择大功率的外热源，常见如红外线、加热板、发热管等，将其置于电机内部进行烘烤。该烘干方法操作简单，主要适用于可以拆解的小型电机，在大中型电机中不适用。另外，烘干过程中应该注意，热源和线圈之间要保持一定距离，

第二，涡流干燥。涡流干燥法即励磁线圈干燥法，是在电机的定子线圈铁芯上缠绕励磁线圈，通过交流电会产生磁通，在铁损作用下对电机定子进行干燥。该方法由于操作复杂，因此适用范围窄，不利于推广应用。

第三，电流干燥。电机通入低压电流，在电机自身的铜损作用下起到加热效果，实现烘干目标。该方法的优势是充分利用电机自身的电阻，线圈加热更加均匀，因此干燥效果更佳。在电流接线方面，虽然接线方法较多，但是每相绕组的最大电流应控制在额定电流的60%以内。另外，考虑到不同电机的实际情况，电流的设置应该在电子铁芯通电4小时后，温度控制在70-80℃之间[3]。

不论采用哪种方法，电机在烘干前，应该做好保温、防火措施，利用温度仪进行监测，将烘干温度控制在80℃以内；在线圈、铁芯等不同部位多设置几个温度仪；一旦绝缘电阻开始降低，且稳定时间3-5小时，可以认为达到干燥状态。

3.2变频器部位

第一，自然烘干。拆开变频器，使用酒精擦拭电器元件表面，然后置于通风处干燥7-10天，不短路即可恢复通电。该方法虽然操作简单，但缺点是水渍会导电，且周围空气中的粉尘多、湿气大，容易造成设备短路。

第二，外加热源。首先使用酒精擦拭PC板、推动板、显示器、功率元件，然后利用电吹风进行烘干。对于电抗器等擦拭不到的地方，可以使用碘钨灯进行烤干，然后组装成整体风干3天，并测量阻值大小[4]。烘干期间，重要元件包括开关、电位器、显示器、继电器、电抗器、电解电容、风扇、功率模块等，这些部位应该重点烘干处理，避免出现返潮现象。通电时，首次应该点触通电，观察变频器的反应情况，没有异常再通电。

第三，在变频器控制柜内，还可以使用干燥剂、活性炭等，能够吸收湿气、有毒气体，防止元件发生锈蚀。

3.3变压器部位

第一，感应加热。在变压器油箱上缠绕磁化线圈，利用油箱铁损产生热量进行烘干，主要适用于钢质油箱。其中，磁化线圈截面常选用25-70mm2，以沙包绝缘铜线优先；从油箱下部向上部缠绕，呈现出螺旋状。另外，为了防止线圈滑移，可以在垂直方向上使用木板条压紧导线。

第二，热风干燥。将变压器置于干燥室内，通入热风即可进行烘干，应该尽量缩小干燥室的空间，变压器和壁板之间的距离控制在20cm左右[5]。另外，在热风进口处还要增设过滤器，用来消除灰尘、火星；热风应该从变压器的下部均匀吹向各个部位，提高除湿效果。从实践工作来看，变压器的烘干应该注意两点：一是控制烘干温度，要求箱壁温度在110℃以内，箱底温度在100℃以内，绕组温度在95℃以内；二是提高设备的真空度，当温度升高至70-80℃，此时可以提高真空度，热辐射更强，内部温度稳定，水分明显减少。

结语：

综上所述，TBM是隧道和地下工程中的重要开挖设备，做好保养维修工作才能提高开挖效率和质量。为了避免TBM电气设备受潮，绝缘降低，影响设备正常运行。应该以控制温差、内外封闭，及时除湿处理。文中从电机、变频器、变压器三个部位为例，介绍了烘干处理方法，希望为类似施工作业提供经验，促进工程施工顺利进行。

参考文献：

[1]张宏达,张轲.TBM电气设备受潮烘干方法浅析[J].建筑机械化,2016,37(11):60-62.

[2]曲连辉,吴宪.提高TBM设备利用率的主要影响因素[J].中国科技纵横,2014,(16):95-95,97.

[3]汪华东,孙周辉.TBM设备管理[J].科技与企业,2014,(20):37-37.

[4]王锁柱.浅谈TBM绿色管理与绿色维修保养技术[J].铁路采购与物流,2015,(10):44-46.

[5]吴迪.浅析电气设备防潮问题[J].科技风,2015,(6):79-79.