浅析煤矿电气机械设备的使用维修与故障诊断

艾晓康 徐文慧

摘要：随着科技的飞速发展和对煤炭资源需求日益增加的环境下，机械电气设备的地位越来越高，因此对于它们的研究也越来越深入。鉴于此，本文针对目前矿业变配电系统及电气故障的种类与特点，电气故障寻找以及处理方法进行阐述，希望能够对今后煤矿电气机械设备的使用维修与故障诊断提供借鉴和参考。

关键词：煤矿 ；电气机械设备；维修；故障；管理

随着我国对煤炭能源的需求日益增长，煤炭行业也随之得到了迅猛发展。而矿山电气设备作为煤矿企业经营状况的重要组成部分之一，同时对确保安全生产的机电设备的科学管理起到越来越重要的作用。

1.企业变配电系统概况

就目前而言，企业变配电系统按模块化设计原则，其中硬件结构较为典型的主要有以下一些内容：微型机系统、模拟量I/O输出回路、开关量I/O回路、通信回路和电源、人机对话接口回路，下面分别进行阐述。

1.1微型机系统

变配电系统装置硬件的数字核心部分通常都是由存储器、CUP、 计数器/定时器等组成。

1.2模拟量I/O回路

众所周知，微机系统属于数字电路设备当中的一种，它是通过识别模拟信号转化的输出模拟信号和数字量，用来模拟调节执行机构工作的驱动。

1.3人机对话接口回路

它主要是用来人机对话，比方说定值、系统通信、调试整定等。

1.4开关量I/O回路

开关量I/O回路由光电耦合电路＼并行接口、中间继电器等几个部分组成，它主要作用在于发送信号、人机接口等。

1.5通信回路

综合自动化系统是由多个子系统共同组成的，通信回路主要就是用来完成各子系统间的即时通信与远程通信。

1.6电源

供电电源回路能够提供整套装置所需要的直流稳压电源，通过这种设置可以保证整个系统的安全而可靠的实施供电。

2.矿业电气故障的种类及特点

一般情况下，在煤矿中的电气故障有下面几种类型，而且不同类型的电气故障有不同的特点。

2.1性能故障与使用故障

有些故障对使用要求不会产生影响，但对电气设备性能或者电气线路会有一定影响，我们称之为性能故障。比方说如果变压器空載损耗增加，则表明变压器的内部铁心出现了问题，因为铁心出现故障的话会在一定程度上使变压器的性能降低，与此同时增加变压器发热。但值得注意的是，只要能够保证变压器正常输出电压，就完全可以正常使用；还有一些电气故障，虽然对电气设备或电气线路本身不会造成太大影响，但仍然无法满足使用要求，我们称之为使用故障。比方说发电机发出的频率偏低、电压偏低等，虽然对发电机本身不会有很大的影响，却无法满足外部对频率和电压的具体要求，造成这种故障的原因是发电机本身。

2.2损坏性故障和预告性故障

所谓损坏性故障指的是电气设备或电气线路已经遭受严重损坏，比方说电机绕组断线而完全无法转动，一旦遇到这类故障就只能尽力修复，实在不行就只能选择更换了；另外有些故障，比方说电动机温升偏高，在这种情况下设备并没有完全损坏，可短时继续使用的故障类型称为预告性故障。但我们不能将这种故障持续时间太长，因为它将影响设备的正常使用，随着时间的推移也很有可能演变成损坏性故障。

2.3显性故障与隐性故障

所谓“显性”故障指的是故障部位有那些容易被人发现的外表特征，比方说接触器和继电器线圈过热、冒烟、触点烧熔、发出焦味、移动不灵等；“隐性”故障指的是没有那些容易被人发现的外表特征。比方说绝缘导线内部断裂、熔断器熔体熔断、触点通断不同步等；而“隐性”故障指的是没有外表特征的缘故往往需花费较多的精力去分析并且寻找。

2.4内部故障和外部故障

外部故障指的是是由外部因素造成的故障，比方说频率、电源电压、环境条件等，造成电气设备或电气线路的故障；内部故障指的是由于电气设备或电气线路内部造成的，比方说电磁力、发热、电弧等造成绝缘材料的绝缘击穿、设备结构损坏等。

2.5煤矿机电设备故障主要种类

通常情况下有以下几种故障类型：①损坏故障。比方说，矿山机械开裂、腐蚀、点蚀与变形；②降解故障。机械和电气设备组成材料受热氧化变质、老化等；③紊乱故障。机械和电气设备故障的，比方说矿井由于受到过高或者过低的压力导致失败。④宽松型失败。比方说煤炭或者其他机电设备出现了松动和脱落故障。

3.电气故障的处理方法

3.1煤矿设备的维护与检修

要想做好煤矿设备的维护与检修就需要从以下几个方面努力：①定期检查馈电开关外壳、隔爆轴、各隔爆面、有无划伤损坏，一旦发现有损坏现象应立即修理。同时各隔爆面的间隙必须要达到下列要求：接线箱盖与接线箱法兰间隙要小于0.35mm，壳体与门盖的间隙要小于0.35mm，孔与择作杆的间隙要小于0.35mm，各隔爆面应时刻保持清洁外加涂上一层防锈油漆；②周期性的检查馈电开关按扭与旋扭的接触是否稳固，继电器的各种动作是否正常；③控制电缆、动力电缆是否符合安装要求，对于那些不用的接线孔必须要用钢质堵板、橡胶密封圈和压紧法兰盘进行密封；④常见故障及维护方法（如表一所示）

3.2煤矿机电设备的故障诊断

我们分析矿山机械故障的目的在于可以更好地判断故障，准确地找到故障的真正所在，以便找到一种与之对应的改进策略，从而避免矿山机械重蹈覆辙。虽然如此，但是在实际工作中往往会由于受到一些现场条件的影响会直接导致我们所观察到的现象和所检测到的故障现象不一定为真，比方说机械和电气设备中的地雷离心泵是不可能吸收水分。但是这种现象可能会看到或只是属于特定组件，比方说离心泵包装生产过热或者这些设备的部分中表面发生损坏等。鉴于此，矿井机电产品的不同结构部分造成故障的模式之间的不同关系同样可以是不一样的.

4.提高矿山管理和电气机械装备维护的水平

4.1矿山机械管理全面实施制度化

这就要求从企业制度入手，制定一套切合实际设备更新系统。与此同时还要制定一个科学合理的人事管理制度，这样一来可以在日常管理工作中让所有人员都具备强烈的责任感和主人翁意识，尽可能的消除缺陷。与此同时要结合煤炭生产的实际情况，无论是维修机电设备、设备管理标准都要全面实现制度化。一旦发现涉及个人注意安全的重要设备已经落后，要毫不犹豫的淘汰。通过这种方式确保生产工作的绝对安全。

4.2周期性的对煤矿设备关键部位进行检修

由于煤矿井下工作环境非常恶劣，这会对机电设备造成很大的伤害，尤其是采煤机与掘进设备，由于井内湿度大、井壁受力多等原因，都会对采煤机的机械构件磨损造成很大的影响。比较常见的机械磨损有减速箱内孔轴承室磨损、伸缩筒轴承位磨损等，而这些零件磨损到一定程度后会由于传动件损坏直接造成机械系统发生故障。鉴于此，煤矿务必要加大对机电设备的维修和维护力度，对机电设备的易损部位要定期维修和保养，比方说定期检查电气系统连接的元件状态，如连接线路、继电保护器等结构就可以查出是否有潜在的故障，一旦查出故障便要立即进行改进，比方说将采煤机的传动构件需要采用耐久性强的零部件，将磨损严重的齿轮与轴承立即进行更换，通过这种方式增强系统的传动性能。

5.结束语

综上所述，我们要想实现煤矿机电设备的安全正常的运转，就必须知道电气故障的类型和特点，然后正确的找出故障并进行针对性的处理。只有这样能从根本上消除机电设备事故隐患，能确保煤矿机电设备系统安全高效地运行，同时还能够为矿业企业带来更多的经济效益。

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