煤礦電動(dòng)機(jī)常見故障分析及預(yù)防的技術(shù)措施

趙　華

摘要:本文針對(duì)煤礦電動(dòng)機(jī)常見故障原因進(jìn)行分析,進(jìn)一步提出應(yīng)采取積極有效的技術(shù)措施,最大限度地減少電動(dòng)機(jī)事故的發(fā)生,提高煤礦的經(jīng)濟(jì)效益和安全效益。

關(guān)鍵詞:煤礦;電動(dòng)機(jī);故障原因;預(yù)防技術(shù);措施

電動(dòng)機(jī)是將電磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的一種設(shè)備,在煤礦現(xiàn)代化生產(chǎn)中處處離不開電動(dòng)機(jī)。而電動(dòng)機(jī)故障是影響煤礦安全生產(chǎn)的最主要因素之一,占煤礦井下機(jī)電事故60%以上。因此,對(duì)電動(dòng)機(jī)的故障原因進(jìn)行分析,相應(yīng)地采取措施是非常必要的。

1 常見電動(dòng)機(jī)故障形式

在日常檢修電動(dòng)機(jī)時(shí),發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的故障形式有5種:①電動(dòng)機(jī)軸承壞;②電動(dòng)機(jī)繞組接線、引線和端子燒壞;③電動(dòng)機(jī)繞組匝間或相間局部擊穿;④電動(dòng)機(jī)繞組燒毀;⑤電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷軸。

2 電動(dòng)機(jī)故障的原因分析

電動(dòng)機(jī)損壞的原因和其本身質(zhì)量、工作環(huán)境、運(yùn)行狀態(tài)、保護(hù)回路、操作維護(hù)等有直接的關(guān)系,有時(shí)會(huì)有幾方面因素同時(shí)作用,具體有以下幾類:

2.1 電動(dòng)機(jī)本身質(zhì)量不合格

全國生產(chǎn)電動(dòng)機(jī)的廠家非常多,生產(chǎn)的電動(dòng)機(jī)質(zhì)量也參差不齊。有的廠家為了節(jié)省材料,降低成本,生產(chǎn)的電動(dòng)機(jī)存在繞組線圈截面不夠要求,絕緣材料不達(dá)等級(jí),使電動(dòng)機(jī)在正常使用時(shí)發(fā)熱,造成絕緣迅速老化,最后發(fā)展到擊穿匝間絕緣,燒壞電機(jī)。

在電動(dòng)機(jī)檢修時(shí),檢修人員選用質(zhì)量低的銅線或各種絕緣材料,同時(shí)會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)檢修質(zhì)量下降。常見情況有:①絕緣材料等級(jí)不夠。比如:用竹槽楔代替環(huán)氧樹脂槽楔。②油封的質(zhì)量低劣。③軸承質(zhì)量不合格。④浸漆工藝不先進(jìn),絕緣不達(dá)標(biāo)。⑤電動(dòng)機(jī)接線不緊,焊接不牢,聯(lián)接截面不夠。

2.2 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)發(fā)生變化

每臺(tái)電動(dòng)機(jī)都有一定的技術(shù)要求。如果在使用中各種參數(shù)發(fā)生變化,就會(huì)使電機(jī)燒壞,常見的原因有:①電動(dòng)機(jī)過壓運(yùn)行;②電動(dòng)機(jī)欠壓運(yùn)行;③電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng);④電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行;⑤電動(dòng)機(jī)過載運(yùn)行。

2.3 電動(dòng)機(jī)的安裝達(dá)不到要求

電動(dòng)機(jī)在井下接線時(shí),連接不好,或者接線端子截面積不夠大,在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生熱量,燒壞電動(dòng)機(jī)端子或相近處的匝間絕緣。

電動(dòng)機(jī)在安裝時(shí)與所驅(qū)動(dòng)設(shè)備的同軸度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或者地腳螺栓把不緊,電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng),使電動(dòng)機(jī)軸承承受徑向載荷,轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生疲勞破壞或者降低軸承壽命。

2.4 電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行環(huán)境達(dá)不到要求

電動(dòng)機(jī)在潮濕的環(huán)境下工作,由于井下淋頭水大使電機(jī)受潮,特別是綜采和綜掘工作面的備用電動(dòng)機(jī),由于長時(shí)間不用,絕緣受潮后其性能大大下降,通電后就會(huì)接地或短路,從而燒壞電動(dòng)機(jī)繞組。

電動(dòng)機(jī)在通風(fēng)不良的環(huán)境下工作,由于通風(fēng)不暢或者被埋住在半,會(huì)使電動(dòng)機(jī)散熱不好或風(fēng)葉損壞,燒壞電動(dòng)機(jī)。

水冷卻電動(dòng)機(jī)由于停水或水流量不大,致使電動(dòng)機(jī)在無冷卻或半冷卻狀態(tài)下工作,工人不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),會(huì)使電動(dòng)機(jī)溫度很快超標(biāo)。

2.5 電動(dòng)機(jī)的電氣故障

電氣方面故障有定子繞組缺相運(yùn)行,定子繞組首尾反接,三相電流不平衡,繞組短路和接地,繞組過熱和轉(zhuǎn)子斷條、斷路等。

缺相運(yùn)行是常見故障之一。三相電源中只要有一相斷路就會(huì)造成電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行。缺相運(yùn)行可能由于線路熔斷器熔體熔斷,開關(guān)觸點(diǎn)或?qū)Ь€接頭接觸不良等原因造成。

三相電動(dòng)機(jī)缺一相電源后,如在停止?fàn)顟B(tài),由于合成轉(zhuǎn)矩為零而堵轉(zhuǎn)(無法起動(dòng))。電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流比正常工作的電流大得多。因此,在此情況下接通電源時(shí)間過長或多次頻繁地接通電源起動(dòng)將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)燒毀。運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)缺一相時(shí),如負(fù)載轉(zhuǎn)矩很小,仍可維持運(yùn)轉(zhuǎn),僅轉(zhuǎn)速略有下降,并發(fā)出異常響聲;負(fù)載重時(shí),運(yùn)行時(shí)間過長,將會(huì)使電動(dòng)機(jī)繞組燒毀。

三相繞組首尾錯(cuò)接時(shí),接通電源后會(huì)出現(xiàn)三相電流嚴(yán)重的不平衡、轉(zhuǎn)速下降、溫升劇增、振動(dòng)加劇、聲音急變等現(xiàn)象。如保護(hù)裝置不動(dòng)作,很容易燒壞電動(dòng)機(jī)繞組,所以必須辨清電動(dòng)機(jī)出線端首、尾后,方可通電運(yùn)轉(zhuǎn)。

三相電流不平衡的故障,常常由于電動(dòng)機(jī)外部電源電壓不平衡所引起,其內(nèi)部原因主要是繞組匝間短路或在電動(dòng)機(jī)重繞修理時(shí)線圈匝數(shù)錯(cuò)誤或接線錯(cuò)誤。

繞組接地和短路都會(huì)造成電流過大。接地故障可用兆歐表檢查。短路故障可在降低定子繞組電源電壓情況下,通過測(cè)量電流來判斷,也可以測(cè)量其直流電阻來判斷。

分析電動(dòng)機(jī)過熱溫升的原因,主要有這樣幾種情況,電動(dòng)機(jī)自身內(nèi)在質(zhì)量問題,電動(dòng)機(jī)長期處于超負(fù)荷工作運(yùn)行狀態(tài)(械傳動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)故障引起電動(dòng)機(jī)負(fù)荷大),電動(dòng)機(jī)散熱性能很差,電動(dòng)機(jī)繞組局部短路燒毀等一系列情況。

電動(dòng)機(jī)溫升異常最大的故障原因是繞阻匝間短路,匝間短路是由于繞組漆包線絕緣層性能差而損壞;,從而使相間導(dǎo)線直接碰及,形成了一個(gè)低阻抗的電流回路,使匝間電流增大而使線包發(fā)熱,久之使用使整個(gè)定子繞組產(chǎn)生過熱,最終因熱量劇升而擊毀繞組,所以此類故障應(yīng)拆開機(jī)殼,查繞組故障點(diǎn)。如果線包無燒毀問題,可將定子浸入專用絕緣漆內(nèi)重新進(jìn)行浸漆絕緣處理,然后在烘箱內(nèi)烘烤干燥。若線包有局部燒毀現(xiàn)象,而短路點(diǎn)又在定子槽內(nèi),那只有更換整個(gè)繞組線包。

籠型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子鑄鋁導(dǎo)體斷條或繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組斷路時(shí),會(huì)造成定子電流不正常,出現(xiàn)時(shí)高時(shí)低周期性變化,還出現(xiàn)忽大忽小的噪聲和振動(dòng)。負(fù)載越重時(shí),這種現(xiàn)象越顯著。

3 預(yù)防和減少電機(jī)故障的技術(shù)措施

3.1 采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),加強(qiáng)對(duì)電機(jī)的保護(hù)

過去,煤礦井下使用的QC83系列磁力開關(guān)控制電動(dòng)機(jī),只能保護(hù)短路,不能保護(hù)過載和缺相?，F(xiàn)在使用DQZBH系列真空開關(guān)對(duì)電動(dòng)機(jī)的各種保護(hù)大大提高了一步。因此,要在煤礦大力推行。對(duì)大功率電動(dòng)機(jī)采用TTQ400/1140(660)礦用隔爆兼本質(zhì)安全型調(diào)壓調(diào)頻軟起動(dòng)器,在加強(qiáng)了過載、欠壓、斷相、主回路漏電閉鎖保護(hù)的同時(shí),可以在電動(dòng)機(jī)額定起動(dòng)力矩起動(dòng)電動(dòng)機(jī),而使電流小于4倍的額定電流,或者在達(dá)到被控電機(jī)額定力矩的1.4倍,而使起動(dòng)電流小于4倍電機(jī)額定電流,滿足井下電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)的要求,是很有發(fā)展前途的一中新型設(shè)備。

3.2 提高檢測(cè)手段,嚴(yán)把產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)

新電動(dòng)機(jī)或修復(fù)的電動(dòng)機(jī)在下井前要做嚴(yán)格檢查試驗(yàn),只按常規(guī)做對(duì)地電阻測(cè)試或空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試空載電流,不可能全面反映電機(jī)技術(shù)性能,必須做帶負(fù)荷運(yùn)行和全面性能檢測(cè),同時(shí)要對(duì)軸承、油脂、密封及絕緣材料嚴(yán)格把關(guān),堅(jiān)決抵制假冒偽劣產(chǎn)品,更要杜絕不具備修理資格的單位或個(gè)人修理電動(dòng)機(jī)。

3.3 提高職工業(yè)務(wù)素質(zhì),強(qiáng)化設(shè)備管理制度

職工的業(yè)務(wù)素質(zhì)不高,電動(dòng)機(jī)維修的質(zhì)量就不過硬,其使用壽命就下降。而在煤礦井下運(yùn)行過程中,由于對(duì)控制電機(jī)的新設(shè)備不能夠及時(shí)維護(hù),經(jīng)常甩掉各種保護(hù),使電動(dòng)機(jī)在無保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行,很容易損壞電機(jī)。

制定嚴(yán)格的設(shè)備檢修責(zé)任制和設(shè)備運(yùn)行檢查責(zé)任制。杜絕設(shè)備超期、帶病使用,定期檢查軸承的潤滑情況,及時(shí)清理浮煤、積煤,保持良好的通風(fēng)條件。備用電動(dòng)機(jī)嚴(yán)禁存放在淋頭水的巷道或潮濕的地方。工人要嚴(yán)格按操作規(guī)程執(zhí)行,通過強(qiáng)化管理,降低事故發(fā)生率,減輕事故危害程度。

結(jié)語:

電動(dòng)機(jī)的故障大部分是人為因素造成的。通過系統(tǒng)分析,采取相應(yīng)的措施,就能夠大大減少電動(dòng)機(jī)事故,降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)率。