煤礦高壓電動(dòng)機(jī)故障原因分析與改進(jìn)措施

陳國(guó)棟

摘　要：煤礦企業(yè)中的生產(chǎn)裝置都是長(zhǎng)期運(yùn)行的，其中高壓電動(dòng)機(jī)是保障系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。高壓電動(dòng)機(jī)在各行業(yè)生產(chǎn)裝置中的使用非常廣泛，同時(shí)在生產(chǎn)的過(guò)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(jī)使用的過(guò)程當(dāng)中，經(jīng)常發(fā)生故障，對(duì)生產(chǎn)裝置的正常運(yùn)行影響巨大。此文將結(jié)合安裝調(diào)試及生產(chǎn)維護(hù)過(guò)程中異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)常發(fā)生的一些故障進(jìn)行全面討論，同時(shí)給出相應(yīng)的處理對(duì)策。

關(guān)鍵詞：煤礦；高壓電動(dòng)機(jī)；故障原因；改進(jìn)措施

電動(dòng)機(jī)是機(jī)械設(shè)備的主要?jiǎng)恿敵鲅b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(lái)。高壓電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)故障問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部繞組出現(xiàn)松動(dòng)，進(jìn)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(dòng)機(jī)振動(dòng)故障問(wèn)題還會(huì)對(duì)同一系統(tǒng)內(nèi)的其他設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生影響，給生產(chǎn)實(shí)踐帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，必須掌握高壓電動(dòng)機(jī)的常見(jiàn)故障類型和故障原因，采用有效的診斷和處理方法，及時(shí)解決電動(dòng)機(jī)故障問(wèn)題，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1　煤礦高壓電動(dòng)機(jī)故障原因

1.1 軸承部件的溫度過(guò)高

軸承是高壓設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，但這一部件也是機(jī)械故障多發(fā)的部分，需要能對(duì)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(duì)故障有透徹的分析，進(jìn)而在判斷故障的時(shí)候有精準(zhǔn)高效的效果。實(shí)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(rùn)滑油中含有一定量雜質(zhì)就增加軸承運(yùn)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(dòng)頻率過(guò)于頻繁、設(shè)備運(yùn)行以及裝載方式選擇不當(dāng)，都可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生躥軸類型振動(dòng)，并對(duì)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(wèn)題。第三，現(xiàn)代高壓設(shè)備為了防止軸承出現(xiàn)溫度過(guò)高的問(wèn)題，在設(shè)備中還安裝有冷卻器組件，但如果在冷卻器運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)了進(jìn)水量偏低或者是進(jìn)水管路結(jié)垢的問(wèn)題，那么就會(huì)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(dòng)機(jī)帶負(fù)載不能起動(dòng)

電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)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(dòng)，就起動(dòng)不起來(lái)，這主要是轉(zhuǎn)矩不足造成的，可進(jìn)行以下檢查：電源電壓過(guò)低?？捎^察電機(jī)啟動(dòng)器電壓顯示情況，如果發(fā)現(xiàn)電源電壓過(guò)低，應(yīng)及時(shí)調(diào)整電源電壓。電動(dòng)機(jī)負(fù)載過(guò)大。當(dāng)空載時(shí)電壓基本正常，加負(fù)載后電壓急劇下降，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)負(fù)載過(guò)大，應(yīng)設(shè)法減輕負(fù)載。支路壓降過(guò)大。帶負(fù)載啟動(dòng)時(shí)，若測(cè)得的電源母線電壓正常，而在電動(dòng)機(jī)出線端電壓過(guò)低，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)支路壓降過(guò)大，應(yīng)更換截面較大的導(dǎo)線，且盡可能減小電動(dòng)機(jī)與電源間的距離。接線錯(cuò)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(dòng)故障

1.3.1 故障形式

齒輪傳動(dòng)的過(guò)程中，常因運(yùn)維不當(dāng)產(chǎn)生多種形式的故障，并且故障形式會(huì)隨著影響因素的變化而改變，常見(jiàn)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(dòng)特點(diǎn)

齒輪發(fā)生故障后，齒輪振動(dòng)效果會(huì)受到影響，分析齒輪振動(dòng)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(dòng)表現(xiàn)，了解振動(dòng)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(dòng)信號(hào)受不同類型故障影響的表現(xiàn)。

1.3.3 試驗(yàn)系統(tǒng)及系統(tǒng)故障

齒輪傳統(tǒng)系統(tǒng)在試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行性能測(cè)試，試驗(yàn)臺(tái)的組成部分，不可見(jiàn)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(gè)裝置主要用來(lái)監(jiān)測(cè)信號(hào);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(cè)量不同條件下的電流值。故障類型測(cè)試的過(guò)程中，組織不同的故障試驗(yàn)，試驗(yàn)種類主要有四類，不同種類故障測(cè)試工作開(kāi)始之前，事先預(yù)測(cè)基準(zhǔn)值，在故障循序引入的前提下開(kāi)始試驗(yàn)，要想全面獲知雙譜分析法在不同類故障中的特點(diǎn)，通過(guò)應(yīng)用不同齒輪進(jìn)行特點(diǎn)總結(jié)，試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，對(duì)齒輪逐一標(biāo)號(hào)，設(shè)置采集頻率為110kHz，采集點(diǎn)為1602×103，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度約為s。雙譜分析法參與計(jì)算時(shí)，應(yīng)用數(shù)據(jù)幀為102×103的點(diǎn)離散傅里葉變換，這對(duì)噪聲消除具有良好的效果，同時(shí)，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(dòng)機(jī)的絕緣電阻一般不得低于0.5MΩ，若低于這一值，說(shuō)明絕緣不良，可能會(huì)發(fā)生絕緣擊穿、繞組燒壞、人身觸電等事故。電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻過(guò)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(zhǎng)期存放不用、潮氣浸入或雨水滴入電動(dòng)機(jī)使繞組受潮，應(yīng)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行烘干處理，恢復(fù)絕緣性能。由于長(zhǎng)期運(yùn)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(huì)使絕緣電阻大幅度降低，應(yīng)拆開(kāi)電動(dòng)機(jī)徹底清除灰塵油垢，并進(jìn)行干燥、浸漆處理。電動(dòng)機(jī)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(guò)熱而造成絕緣老化，按預(yù)防性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，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(dòng)機(jī)外殼帶電

電動(dòng)機(jī)外殼帶電原因如下，繞組受潮，使絕緣老化，對(duì)受潮的繞組應(yīng)進(jìn)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(cuò)，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(dòng)機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)給機(jī)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(dá)到一個(gè)上限時(shí)就會(huì)使通過(guò)電介質(zhì)的電流逐漸增多，再加上眾多電流給絕緣體帶來(lái)的壓力會(huì)使電介質(zhì)出現(xiàn)不同程度的破損，在高壓電動(dòng)機(jī)使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，甚至?xí)驘崃窟^(guò)高直接導(dǎo)致電介質(zhì)分解，從而失去對(duì)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(guò)某一臨界值時(shí)，則使通過(guò)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(dòng)機(jī)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(dòng)故障

在交流類型異步電機(jī)設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)下，設(shè)中的核心組件會(huì)處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，并且也會(huì)伴隨高頻率的振動(dòng)。而這種高頻率類型的振動(dòng)也會(huì)使交流類型異步電機(jī)設(shè)備的中的螺絲部件松動(dòng)，影響設(shè)備整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，甚至還會(huì)促促使地基下沉。其次，在交流類型異步電機(jī)設(shè)備高頻振動(dòng)的影響下，聯(lián)軸器部件上的螺絲也會(huì)發(fā)生松動(dòng)，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(duì)高壓電動(dòng)機(jī)故障的防范應(yīng)對(duì)措施

，煤礦相關(guān)部門要對(duì)高壓電動(dòng)機(jī)性能進(jìn)行定期的檢測(cè)與維護(hù)，提高高壓電動(dòng)機(jī)在使用時(shí)的安全程度，對(duì)其中的重要細(xì)節(jié)要進(jìn)行額外的檢查維護(hù)，降低高壓電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)還要提高檢查維修人員的責(zé)任心，必須做到對(duì)高壓電動(dòng)機(jī)的檢查工作上心;第二，各煤礦要對(duì)高壓電動(dòng)機(jī)的運(yùn)作環(huán)境時(shí)刻清掃，但是，要時(shí)刻注意清掃時(shí)的細(xì)節(jié)，尤其是不能直接用水對(duì)地面進(jìn)行沖洗，這會(huì)給高壓電動(dòng)機(jī)帶來(lái)很大的損害，使出現(xiàn)問(wèn)題的幾率大大提升，不利于人們的生命財(cái)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(duì)高壓電動(dòng)機(jī)定期的檢查維護(hù)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(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為主，使各部門做好本職工作，實(shí)現(xiàn)多方面的共同發(fā)展進(jìn)步。

3　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤礦產(chǎn)業(yè)是對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的主要推動(dòng)力之一，因此，各相關(guān)部門應(yīng)該重視起來(lái)，尤其是對(duì)高壓電動(dòng)機(jī)存在的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面，要做到一絲不茍，精益求精，保證高壓電動(dòng)機(jī)在安全穩(wěn)定的前提下運(yùn)行。

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來(lái)源：《中國(guó)化工貿(mào)易·中旬刊》2018年第10期