絕緣檢測方法在煤礦機電設(shè)備中的實踐

劉 晉，陳李津，陳 偉

（廈門海關(guān)技術(shù)中心，福建 廈門 361000）

煤礦開采與煤礦生產(chǎn)的安全系數(shù)相對較低，煤礦機電設(shè)備的運行環(huán)境也比較惡劣，可能會導(dǎo)致機電設(shè)備出現(xiàn)損壞性故障、退化性故障等。為了及時發(fā)現(xiàn)煤礦機電設(shè)備中的故障，應(yīng)做好絕緣檢測工作。因此，本研究對絕緣檢測方法在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行簡要分析。

1 煤礦機電設(shè)備絕緣檢測的意義

絕緣是利用絕緣材料與絕緣構(gòu)件將電位不相等的導(dǎo)體分開，保障各個帶電部位正常運轉(zhuǎn)[1]。絕緣檢測是對絕緣材料或電工設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)的介電強度進(jìn)行試驗，主要包括絕緣特性檢測與絕緣耐壓檢測。其中，絕緣特性檢測是在低電壓的情況下對設(shè)備進(jìn)行絕緣檢測，不會對設(shè)備造成損壞。絕緣耐壓檢測是檢測設(shè)備在不同電壓狀態(tài)下能承受的最大電壓，例如在操作沖擊電壓、雷電沖擊電壓、直流電壓等情況下，檢測設(shè)備能承受的最大電壓。進(jìn)行絕緣耐壓檢測可能會導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)擊穿等情況，會對設(shè)備造成破壞，屬于破壞性試驗。相比絕緣特性檢測，絕緣耐壓檢測的準(zhǔn)確性更高，但是風(fēng)險也更大，所以檢修人員需要根據(jù)實際情況選擇合適的檢測方法。

煤礦機電設(shè)備主要包括煤礦電氣設(shè)備與煤礦機械設(shè)備，常用的電氣設(shè)備有變壓器、高壓電器、電動機等，常用的機械設(shè)備有液壓傳動設(shè)備、采煤機械等。煤礦行業(yè)屬于重工業(yè)，具有開采任務(wù)重、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜等特點。同時，煤礦機電設(shè)備之間存在較大的性能差異與構(gòu)造差異，只有加強設(shè)備管理，才能保障設(shè)備正常運行。在外界環(huán)境、人為操作等因素的影響下，煤礦機電設(shè)備會出現(xiàn)材料老化、絕緣受損等問題，其絕緣性能就會下降，進(jìn)而造成一定的影響，例如加大機電設(shè)備漏電可能性、影響煤礦生產(chǎn)進(jìn)度等，甚至?xí)p壞機電設(shè)備。對煤礦機電設(shè)備進(jìn)行絕緣檢測可以客觀評估煤礦機電設(shè)備的絕緣性能，明確機電設(shè)備的具體故障，并通過有效方式進(jìn)行設(shè)備檢修，提高煤礦機電設(shè)備的運行效率。

2 煤礦機電設(shè)備絕緣檢測的應(yīng)用范圍

煤礦機電設(shè)備在運行過程中會出現(xiàn)故障，對機電設(shè)備進(jìn)行絕緣檢測可以明確設(shè)備的安全風(fēng)險，為設(shè)備檢修奠定基礎(chǔ)。

2.1 損壞性故障

損壞性故障是煤礦機電設(shè)備常出現(xiàn)的故障類型。常見的損壞性故障有變形、開裂、斷裂等，可能會影響煤礦機電設(shè)備的絕緣性能[2]。因此，檢修人員需要多觀察煤礦機電設(shè)備的表面，精準(zhǔn)識別損壞性故障并及時更換零部件。同時，檢修人員需要對機電設(shè)備進(jìn)行絕緣檢測，判斷機電設(shè)備的絕緣性能是否符合要求。

2.2 松脫性故障

松脫性故障是指煤礦機電設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)零部件松動等情況，檢修人員需要通過安裝固定的方式解決問題。之后，檢修人員需要利用絕緣檢測方法分析煤礦機電設(shè)備的安全風(fēng)險，根據(jù)實際情況進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，確保煤礦機電設(shè)備的絕緣性能符合要求。

2.3 退化性故障

退化性故障又被稱為老化故障。在長期運行過程中，煤礦機電設(shè)備的零部件、材料都會出現(xiàn)老化的情況，性能也會不斷下降。如果不及時處理設(shè)備問題，就會縮短設(shè)備的使用壽命，導(dǎo)致機電設(shè)備無法正常運行。檢修人員需要利用絕緣檢測方法分析煤礦機電設(shè)備的老化程度，采取有效措施提升設(shè)備性能。

2.4 失調(diào)性故障

如果煤礦機電設(shè)備出現(xiàn)運行程序紊亂、間隙過大或過小等情況，就會出現(xiàn)失調(diào)性故障。從實際情況來看，煤礦機電設(shè)備的失調(diào)性故障屬于隱性故障，檢測難度相對較大，所以檢修人員需要對煤礦機電設(shè)備進(jìn)行調(diào)試檢測與絕緣檢測，采取有效措施解決問題，確保機電設(shè)備能正常運行[3]。

2.5 堵塞滲漏性故障

煤礦機電設(shè)備在運行過程中也會出現(xiàn)堵塞滲漏性故障，例如漏水故障、漏油故障、堵塞故障等，會對設(shè)備絕緣性能造成影響。檢修人員需綜合分析煤礦機電設(shè)備出現(xiàn)堵塞滲漏性故障的原因，并對設(shè)備進(jìn)行絕緣檢測。

3 煤礦機電設(shè)備絕緣檢測方法

3.1 絕緣電阻檢測

絕緣電阻檢測是較為常見的絕緣檢測方法，有利于提高絕緣檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。在應(yīng)用絕緣電阻檢測方法時，需要明確絕緣電阻檢測的目的、原理與電阻值分析方法。

第一，絕緣電阻檢測的目的。在煤礦機電設(shè)備運行過程中開展絕緣電阻檢測，可以明確機電設(shè)備的絕緣情況、客觀分析機電設(shè)備的絕緣性能，為機電設(shè)備維護(hù)方案的制定提供數(shù)據(jù)支持。

第二，絕緣電阻檢測的原理。在對煤礦機電設(shè)備進(jìn)行絕緣電阻檢測時，檢修人員需要在絕緣材料上施加一定的直流電壓，并利用專用的絕緣電阻檢測工具檢測絕緣材料的電阻值[4]。在檢測過程中，檢修人員也要分析絕緣材料的變化情況，判斷直流電壓的強度，控制絕緣檢測的誤差；還要分析絕緣材料電阻值的變化情況，如果絕緣材料的電阻值較低，說明絕緣材料的絕緣性能較差，可能會導(dǎo)致煤礦機電設(shè)備出現(xiàn)故障。在這種情況下，檢修人員需根據(jù)實際情況制定維修方案，提升維修工作的科學(xué)性。

第三，提升絕緣性能的方法。如果煤礦機電設(shè)備的絕緣電阻不在正常范圍內(nèi)，說明機電設(shè)備存在絕緣問題或短路故障，會對煤礦機電設(shè)備的運行安全造成影響。同時，煤礦生產(chǎn)環(huán)境對煤礦機電設(shè)備的絕緣性能有較高的要求。如果發(fā)現(xiàn)煤礦機電設(shè)備的絕緣性能下降，需要采取有效措施解決問題。在煤礦機電設(shè)備運行過程中，影響其絕緣性能的因素有很多。首先，如果煤礦機電設(shè)備的運行環(huán)境過于潮濕，絕緣材料就會受潮，煤礦機電設(shè)備的絕緣性能會大幅度下降，在絕緣電阻檢測過程中會發(fā)現(xiàn)絕緣材料的電阻值較低。檢修人員可以通過烘干等方式處理受潮的機電設(shè)備與絕緣材料，降低其濕度，提升煤礦機電設(shè)備的絕緣性能，保障設(shè)備運行的安全性。其次，如果煤礦機電設(shè)備的絕緣材料受到損壞，其絕緣性能也會下降。在檢修過程中，如果烘干后設(shè)備絕緣材料的電阻值仍然很低，需要檢查絕緣材料是否存在破損等情況。若絕緣材料上存在污漬、粉塵或破損，則需要對其進(jìn)行清理和更換，提升設(shè)備的絕緣性能。

3.2 極化指數(shù)與吸收比測試

第一，原理與優(yōu)勢。絕緣電阻檢測存在一定的不足，例如在檢測之后，煤礦機電設(shè)備仍然出現(xiàn)短路等故障，說明絕緣電阻檢測不僅會受到環(huán)境等因素的影響，還無法預(yù)測煤礦機電設(shè)備的絕緣問題。應(yīng)用極化指數(shù)與吸收比測試方法可以提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，預(yù)測煤礦機電設(shè)備的絕緣問題，客觀評估煤礦機電設(shè)備的絕緣性能。在正常情況下，如果對煤礦機電設(shè)備施加相同的電壓，可以根據(jù)機電設(shè)備達(dá)到預(yù)設(shè)絕緣電阻值的時間分析機電設(shè)備的絕緣性能。機電設(shè)備達(dá)到預(yù)設(shè)絕緣電阻值的時間與機電設(shè)備的絕緣性能成反比，即時間越短、絕緣性能越好。從這一情況來看，絕緣檢測的關(guān)鍵指標(biāo)包括極化指數(shù)與吸收比。在分析極化指數(shù)時，需要分別獲取機電設(shè)備在1 min與10 min時的絕緣電阻值，并對這兩個絕緣電阻值進(jìn)行對比分析，獲取極化指數(shù)。在分析吸收比時，需要分別獲取機電設(shè)備在15 s與1 min時的絕緣電阻值，并對這兩個絕緣電阻值進(jìn)行對比分析，獲取吸收比。無論是極化指數(shù)還是吸收比，都可以反饋煤礦機電設(shè)備的絕緣電阻變化情況，且檢測精度較高，但耗時較長。

第二，檢測方法。為了提升煤礦機電設(shè)備的絕緣性能，檢測人員需要利用極化指數(shù)與吸收比檢測方法分析機電設(shè)備的絕緣情況。煤礦機電設(shè)備有很多，包括電機等，因此，本研究以電機為例分析極化指數(shù)與吸收比檢測方法。在生產(chǎn)過程中，若煤礦企業(yè)采購了新的電機設(shè)備或重新將之前的電機設(shè)備投入運營，需要先對電機設(shè)備進(jìn)行絕緣電阻檢測，確保電機設(shè)備沒有問題才能使用。同時，檢修人員需要科學(xué)選擇電機設(shè)備的歐姆表，確保電機設(shè)備的絕緣性能提升1 kV，絕緣電阻就會增加1 MΩ。若電機設(shè)備長期處于運行狀態(tài)，煤礦企業(yè)需要每隔半年對其進(jìn)行一次絕緣檢測并做好絕緣檢測記錄工作。在完成絕緣檢測工作后，檢修人員需要對當(dāng)前的絕緣電阻值與之前的絕緣電阻值進(jìn)行對比分析。如果絕緣電阻值下降1/5以上，需要分析電機設(shè)備絕緣性能下降的原因。在此過程中，檢修人員可以利用極化指數(shù)與吸收比檢測方法對電機設(shè)備進(jìn)行檢測，如果電機設(shè)備的絕緣吸收比大于1.3，說明電機設(shè)備的絕緣性能沒有問題；如果電機設(shè)備的絕緣吸收比在1.3以內(nèi)，需要分析設(shè)備是否存在受潮等問題。若電機設(shè)備的極化指數(shù)大于2，說明設(shè)備沒有問題；如果電機設(shè)備的極化指數(shù)在1.0～1.1，說明電機設(shè)備存在一定的絕緣問題；如果電機設(shè)備的極化指數(shù)小于1，就需要及時更換電機設(shè)備的絕緣部件[5]。

4 結(jié)語

對煤礦機電設(shè)備進(jìn)行絕緣檢測具有重要意義，可以保障煤礦生產(chǎn)的安全性。煤礦企業(yè)需要加大對絕緣電阻檢測、極化指數(shù)與吸收比測試等絕緣檢測方法的研究力度，并將其應(yīng)用于煤礦機電設(shè)備故障檢測中。