煤礦高壓電動機故障原因分析與改進措施

陳國棟

摘　要：煤礦企業(yè)中的生產(chǎn)裝置都是長期運行的，其中高壓電動機是保障系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。高壓電動機在各行業(yè)生產(chǎn)裝置中的使用非常廣泛，同時在生產(chǎn)的過程中有著十分顯著的功效。但是，由于煤礦生產(chǎn)區(qū)域粉末灰塵較多、存在著易腐蝕、易燃、易爆等不良的現(xiàn)象，所以，在電機使用的過程當(dāng)中，經(jīng)常發(fā)生故障，對生產(chǎn)裝置的正常運行影響巨大。此文將結(jié)合安裝調(diào)試及生產(chǎn)維護過程中異步電動機經(jīng)常發(fā)生的一些故障進行全面討論，同時給出相應(yīng)的處理對策。

關(guān)鍵詞：煤礦；高壓電動機；故障原因；改進措施

電動機是機械設(shè)備的主要動力輸出裝置，隨著工業(yè)生產(chǎn)步伐的加快，它的應(yīng)用作用被更好的彰顯出來。高壓電動機的振動故障問題會導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部繞組出現(xiàn)松動，進而容易引發(fā)電氣事故，縮短設(shè)備使用壽命。嚴(yán)重的電動機振動故障問題還會對同一系統(tǒng)內(nèi)的其他設(shè)備運行產(chǎn)生影響，給生產(chǎn)實踐帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。因此，必須掌握高壓電動機的常見故障類型和故障原因，采用有效的診斷和處理方法，及時解決電動機故障問題，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1　煤礦高壓電動機故障原因

1.1 軸承部件的溫度過高

軸承是高壓設(shè)備運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，但這一部件也是機械故障多發(fā)的部分，需要能對這種故障成因以及發(fā)展有全面的掌握。在判斷故障類型以及故障成因的階段中，要能對故障有透徹的分析，進而在判斷故障的時候有精準(zhǔn)高效的效果。實際造成軸承結(jié)構(gòu)溫度偏高的因素較多，首先，如果高壓設(shè)備所使用的潤滑油中含有一定量雜質(zhì)就增加軸承運轉(zhuǎn)中的摩擦力，使軸承溫度升高。其次，在使用高壓設(shè)備的階段中出現(xiàn)啟動頻率過于頻繁、設(shè)備運行以及裝載方式選擇不當(dāng)，都可能會導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生躥軸類型振動，并對設(shè)備的彈夾造成損毀，Z終致使設(shè)備出現(xiàn)溫度升高的問題。第三，現(xiàn)代高壓設(shè)備為了防止軸承出現(xiàn)溫度過高的問題，在設(shè)備中還安裝有冷卻器組件，但如果在冷卻器運行狀態(tài)下出現(xiàn)了進水量偏低或者是進水管路結(jié)垢的問題，那么就會影響冷卻器組件作用的發(fā)揮，導(dǎo)致軸承的溫度難以得到控制。

1.2 電動機帶負(fù)載不能起動

電動機空載運行轉(zhuǎn)速基本正常，而加上負(fù)載轉(zhuǎn)速就急劇下降。若帶負(fù)載起動，就起動不起來，這主要是轉(zhuǎn)矩不足造成的，可進行以下檢查：電源電壓過低?？捎^察電機啟動器電壓顯示情況，如果發(fā)現(xiàn)電源電壓過低，應(yīng)及時調(diào)整電源電壓。電動機負(fù)載過大。當(dāng)空載時電壓基本正常，加負(fù)載后電壓急劇下降，說明電動機負(fù)載過大，應(yīng)設(shè)法減輕負(fù)載。支路壓降過大。帶負(fù)載啟動時，若測得的電源母線電壓正常，而在電動機出線端電壓過低，說明電動機支路壓降過大，應(yīng)更換截面較大的導(dǎo)線，且盡可能減小電動機與電源間的距離。接線錯誤。如將定子繞組的△接線誤接成Y接線。籠型轉(zhuǎn)子斷條。

1.3 齒輪傳動故障

1.3.1 故障形式

齒輪傳動的過程中，常因運維不當(dāng)產(chǎn)生多種形式的故障，并且故障形式會隨著影響因素的變化而改變，常見故障形式主要有：齒面破損、斷齒、齒面摩擦、齒面彎曲、齒面膠合等。

1.3.2 振動特點

齒輪發(fā)生故障后，齒輪振動效果會受到影響，分析齒輪振動影響因素，分別分析齒輪在常規(guī)和非常規(guī)狀態(tài)下的振動表現(xiàn)，了解振動水平存在的不同，在此期間，借助嚙合頻率、幅值調(diào)制、倍頻成分、頻率調(diào)制的差異具體掌握振動信號受不同類型故障影響的表現(xiàn)。

1.3.3 試驗系統(tǒng)及系統(tǒng)故障

齒輪傳統(tǒng)系統(tǒng)在試驗臺進行性能測試，試驗臺的組成部分，不可見內(nèi)容即電流、速度、傳感器、轉(zhuǎn)矩、電壓等，其中，距離控制柜三米的位置即電流和傳感器，這兩個裝置主要用來監(jiān)測信號;傳感器靈敏度為5.2A/V，頻率范圍在0和1050Hz之間，110kHz數(shù)采系統(tǒng)，高效測量不同條件下的電流值。故障類型測試的過程中，組織不同的故障試驗，試驗種類主要有四類，不同種類故障測試工作開始之前，事先預(yù)測基準(zhǔn)值，在故障循序引入的前提下開始試驗，要想全面獲知雙譜分析法在不同類故障中的特點，通過應(yīng)用不同齒輪進行特點總結(jié)，試驗進行時，對齒輪逐一標(biāo)號，設(shè)置采集頻率為110kHz，采集點為1602×103，數(shù)據(jù)長度約為s。雙譜分析法參與計算時，應(yīng)用數(shù)據(jù)幀為102×103的點離散傅里葉變換，這對噪聲消除具有良好的效果，同時，還能有效預(yù)防頻譜泄露，大大提高頻率分量準(zhǔn)確性。

1.4 絕緣電阻降低

電動機的絕緣電阻一般不得低于0.5MΩ，若低于這一值，說明絕緣不良，可能會發(fā)生絕緣擊穿、繞組燒壞、人身觸電等事故。電動機的絕緣電阻過低一般是以下原因引起的，查出故障后應(yīng)立即予以排除。長期存放不用、潮氣浸入或雨水滴入電動機使繞組受潮，應(yīng)對電動機進行烘干處理，恢復(fù)絕緣性能。由于長期運行，繞組上灰塵油垢太多，特別是繞組上沉積導(dǎo)電性粉塵，會使絕緣電阻大幅度降低，應(yīng)拆開電動機徹底清除灰塵油垢，并進行干燥、浸漆處理。電動機的接線板損壞，引出線和接線盒的絕緣老化損壞，應(yīng)更換已損壞的接線板，重新包扎引線絕緣或更換新的引出線。由于繞組過熱而造成絕緣老化，按預(yù)防性試驗標(biāo)準(zhǔn)進行交流耐壓試驗，合格者重新浸漬處理繼續(xù)使用，不合格者應(yīng)更換絕緣。

1.5 電動機外殼帶電

電動機外殼帶電原因如下，繞組受潮，使絕緣老化，對受潮的繞組應(yīng)進行烘干處理，絕緣嚴(yán)重老化的繞組應(yīng)予以更換。相線觸及外殼，首先應(yīng)檢查接線盒樁頭，再檢查線管管口。電源線與接地線接錯，接地線的接頭毛刺與外殼相碰，接地線線頭脫落，接地線失效和接零的零線中斷，應(yīng)先檢查電源線和接地線的接頭，再檢查接地裝置和中性線。引出線或接線盒的接頭的絕緣損傷而引起接地。

1.6 電介質(zhì)的擊穿現(xiàn)象

在高壓電動機運行的過程中會給機器內(nèi)各部分都造成不同程度的壓力，當(dāng)絕緣體的壓力達到一個上限時就會使通過電介質(zhì)的電流逐漸增多，再加上眾多電流給絕緣體帶來的壓力會使電介質(zhì)出現(xiàn)不同程度的破損，在高壓電動機使用時間過長時，甚至?xí)驘崃窟^高直接導(dǎo)致電介質(zhì)分解，從而失去對電流的絕緣能力。這種現(xiàn)象，當(dāng)施加于電介質(zhì)上的電壓超過某一臨界值時，則使通過電介質(zhì)的電流劇增，電介質(zhì)發(fā)生破裂或分解，直至電介質(zhì)喪失固有的絕緣性能，這種就是電介質(zhì)擊穿現(xiàn)象。電介質(zhì)的破裂或分解也要取決于電介質(zhì)的狀態(tài)，一般情況下電介質(zhì)是有固體、液體以及氣體三種存在形式的，而高壓電動機的常用絕緣材料一般是由固體電介質(zhì)制作而成的。

1.7 振動故障

在交流類型異步電機設(shè)備正常運行狀態(tài)下，設(shè)中的核心組件會處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，并且也會伴隨高頻率的振動。而這種高頻率類型的振動也會使交流類型異步電機設(shè)備的中的螺絲部件松動，影響設(shè)備整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，甚至還會促促使地基下沉。其次，在交流類型異步電機設(shè)備高頻振動的影響下，聯(lián)軸器部件上的螺絲也會發(fā)生松動，聯(lián)軸器部件發(fā)生頂死摩擦，端蓋部分也有可能發(fā)生破裂。

2　對高壓電動機故障的防范應(yīng)對措施

，煤礦相關(guān)部門要對高壓電動機性能進行定期的檢測與維護，提高高壓電動機在使用時的安全程度，對其中的重要細節(jié)要進行額外的檢查維護，降低高壓電動機運行時的風(fēng)險，保障人們的生命財產(chǎn)安全，同時還要提高檢查維修人員的責(zé)任心，必須做到對高壓電動機的檢查工作上心;第二，各煤礦要對高壓電動機的運作環(huán)境時刻清掃，但是，要時刻注意清掃時的細節(jié)，尤其是不能直接用水對地面進行沖洗，這會給高壓電動機帶來很大的損害，使出現(xiàn)問題的幾率大大提升，不利于人們的生命財產(chǎn)安全;第三，相關(guān)部門要協(xié)調(diào)好各方面關(guān)系，尤其是在對高壓電動機定期的檢查維護方面，一定要在法律允許的范圍之內(nèi)放寬條件，合理的安排好各方面，以人們的生命財產(chǎn)安全和社會經(jīng)濟的發(fā)展為主，使各部門做好本職工作，實現(xiàn)多方面的共同發(fā)展進步。

3　結(jié)語

綜上所述，煤礦產(chǎn)業(yè)是對我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展的主要推動力之一，因此，各相關(guān)部門應(yīng)該重視起來，尤其是對高壓電動機存在的風(fēng)險評估方面，要做到一絲不茍，精益求精，保證高壓電動機在安全穩(wěn)定的前提下運行。

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來源：《中國化工貿(mào)易·中旬刊》2018年第10期