關(guān)于礦山機(jī)電檢測(cè)技術(shù)的探討

費(fèi)新斌

江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院無錫分院，江蘇無錫 214023

隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，礦山生產(chǎn)的自動(dòng)化水平持續(xù)提高，機(jī)電設(shè)備在煤礦開采過程中所發(fā)揮的作用越來越重要，機(jī)電設(shè)備的各種運(yùn)行的費(fèi)用也持續(xù)提高。機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的故障或者失效將造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，甚至導(dǎo)致人員傷亡，帶來惡劣的社會(huì)的影響。由此，通過對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備工作狀況進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)機(jī)電設(shè)備故障趨勢(shì)進(jìn)行檢測(cè)和故障進(jìn)行診斷，查找出故障的原因。從而能在機(jī)電設(shè)備的故障發(fā)生前采取一定的措施。避免設(shè)備由于突然損壞而導(dǎo)致的系統(tǒng)運(yùn)行的故障。保證設(shè)備安全、可靠以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)，致使在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的作用。

1 提升機(jī)檢測(cè)技術(shù)

礦井開采以及實(shí)際運(yùn)輸過程中，提升機(jī)為鐵礦石、巖石、材料以及人員等提供了輸送系統(tǒng)。提升機(jī)的安全和可靠對(duì)礦山的實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。提升機(jī)有兩種故障類型：“硬故障”和“軟故障”兩種類型。硬故障是由于特定參數(shù)超過限制而導(dǎo)致的故障類型，這種故障可根據(jù)保護(hù)裝置進(jìn)行調(diào)整和解決。而軟故障則需要更多實(shí)際狀況參數(shù)，同時(shí)仍需要對(duì)收集到數(shù)據(jù)的處理才能診斷。礦井中雙滾筒單繩殘繞式容易產(chǎn)生松繩現(xiàn)象，將對(duì)生產(chǎn)的運(yùn)行和生產(chǎn)安全產(chǎn)生極大的危害。

對(duì)提升機(jī)的故障，可通過一種簡(jiǎn)單而實(shí)用松繩檢測(cè)裝置，這種裝置由單片機(jī)以及霍爾傳感器組成，其檢測(cè)的原理在于，在提升機(jī)的天輪在一側(cè)安裝一圈小磁鋼，同時(shí)在恰當(dāng)?shù)奈恢冒惭b上霍爾傳感器檢測(cè)天輪兩邊的轉(zhuǎn)速，在提升機(jī)正常運(yùn)行過程中，天輪的轉(zhuǎn)速是相同的，那么所安裝的兩個(gè)霍爾傳感器所輸出的技術(shù)脈沖的數(shù)值基本上保持一致。而檢測(cè)裝置中的單片機(jī)計(jì)算值的行程之間的差距幾乎為零。當(dāng)鋼絲繩存在松繩現(xiàn)象時(shí)，兩個(gè)天輪的之間行程之間并不相同，致使相應(yīng)的檢測(cè)裝置能計(jì)算出兩個(gè)天輪之間的差別。當(dāng)行程之間的差達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，報(bào)警裝置將發(fā)出報(bào)警的信號(hào)，而當(dāng)行程差達(dá)到保護(hù)值時(shí)，相應(yīng)的檢測(cè)系統(tǒng)將發(fā)出控制的信號(hào)，使正在運(yùn)行中的提升機(jī)及時(shí)剎車，從而能保護(hù)提升機(jī)的運(yùn)行。

2 采煤機(jī)檢測(cè)技術(shù)

交流電牽引采煤機(jī)在礦井的開采中得到了廣泛的應(yīng)用，然而國(guó)內(nèi)的采煤機(jī)與國(guó)外相比具有相當(dāng)?shù)牟罹?，不僅檢測(cè)的范圍不全面，檢測(cè)的參數(shù)較少外，基本上無法對(duì)采煤機(jī)的檢測(cè)故障進(jìn)行判斷。為了有效改變當(dāng)前國(guó)內(nèi)采煤機(jī)檢測(cè)水平較低且無系統(tǒng)化故障檢測(cè)診斷功能?？稍诋?dāng)前的煤礦開采系統(tǒng)中可采用電牽引采煤機(jī)工況檢測(cè)及故障診斷技術(shù)。通過采用這個(gè)系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤機(jī)的工作狀況和故障診斷，通過將診斷的單元嵌入微型計(jì)算機(jī)，同時(shí)采用了Window操作系統(tǒng)。這個(gè)檢測(cè)單元能與采煤機(jī)結(jié)合起來，建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式。一旦故障診斷單元檢測(cè)，診斷出設(shè)備存在的故障，并將其顯示在屏幕上，同時(shí)向檢測(cè)的控制中心發(fā)出了故障信號(hào)，由控制中心進(jìn)行操作控制。系統(tǒng)具有的故障顯示功能，能顯示采煤機(jī)工況檢測(cè)參數(shù)、實(shí)際的操作和運(yùn)行狀況的報(bào)警顯示以及故障的診斷結(jié)果等，同時(shí)還具有左右搖臂檢測(cè)單元、機(jī)身外圍的檢測(cè)單元以及高壓控制箱單元等三個(gè)主要單元。該采煤機(jī)的通過變頻器通信單元，通過相應(yīng)參數(shù)的輸入，對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行溫度、過壓、欠壓、過流和過載等多種形式的保護(hù)功能等。通信單元將信號(hào)傳送到故障檢測(cè)和診斷中心，通過檢測(cè)中心進(jìn)行控制和管理。

3 高壓異步電動(dòng)機(jī)檢測(cè)技術(shù)

3.1 檢測(cè)局部放電

通過對(duì)檢測(cè)定子電流互感器和高頻檢測(cè)儀，同時(shí)也可通過射頻線以及帶通濾波器進(jìn)行對(duì)局部放電脈沖的檢測(cè)，同時(shí)對(duì)不同局部放電源定子不同故障的診斷。然而局部放電檢測(cè)的方法不適用于低壓電機(jī)的故障診斷。

3.2 檢測(cè)電流高次諧波

電動(dòng)機(jī)中的定子繞組故障將導(dǎo)致定子電流的高次諧波的增加，尤其將導(dǎo)致定子繞組匝間短路的故障。根據(jù)實(shí)際的研究表明，當(dāng)發(fā)生匝間短路過程中，定子電流的5次、11次和17次諧波將明顯增加，其中5次諧波增加較多。根據(jù)電動(dòng)機(jī)所表現(xiàn)出的不同特征，可分為對(duì)稱以及不對(duì)稱故障兩種類型。對(duì)稱故障將直接導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)電流的明顯增大，例如過載、堵轉(zhuǎn)以及三相短路等類型，可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)的過流程度實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)稱故障的判斷。而不對(duì)稱故障例如斷相、相間短路以及匝間短路、單相接地和兩相接地等，根據(jù)時(shí)間表明，當(dāng)電子繞組中的線圈相對(duì)中性點(diǎn)短路時(shí)，可利用定子電流的不平衡現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)對(duì)一部電動(dòng)機(jī)定子繞組故障的檢測(cè)。在不對(duì)稱故障出現(xiàn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)電流中將出現(xiàn)負(fù)序以及零序電流，由此可根據(jù)對(duì)負(fù)序電流以及零序電流的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱故障的檢測(cè)。而不對(duì)稱故障又可分為接地性故障和非接地性故障兩種類型。不同類型的故障具有不同的檢測(cè)方式。

3.3 磁通檢測(cè)

電機(jī)設(shè)備中的定子故障將導(dǎo)致磁通在徑向以及切向供分量產(chǎn)生變化，由此，只要對(duì)電機(jī)中的磁通分量變化狀況的檢測(cè)，就可診斷出電機(jī)設(shè)備的定子故障。磁通檢測(cè)的方法在高壓電機(jī)的定子側(cè)的多種類型的故障檢測(cè)中實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用，但磁通檢測(cè)的方式需要專用的磁通檢測(cè)的儀器，由此并不便于使用。通過也不容易檢測(cè)出較為微弱的信號(hào)。

[1]王銘松.芻議礦山機(jī)電的檢測(cè)技術(shù)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010(22).

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