關于礦山機電檢測技術的探討

費新斌

江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院無錫分院，江蘇無錫 214023

隨著科學技術的持續發展，礦山生產的自動化水平持續提高，機電設備在煤礦開采過程中所發揮的作用越來越重要，機電設備的各種運行的費用也持續提高。機電設備運行過程中所產生的故障或者失效將造成嚴重經濟損失，甚至導致人員傷亡，帶來惡劣的社會的影響。由此，通過對礦山機電設備工作狀況進行檢測，對機電設備故障趨勢進行檢測和故障進行診斷，查找出故障的原因。從而能在機電設備的故障發生前采取一定的措施。避免設備由于突然損壞而導致的系統運行的故障。保證設備安全、可靠以及經濟運轉，致使在現代工業生產中有著重要的作用。

1 提升機檢測技術

礦井開采以及實際運輸過程中，提升機為鐵礦石、巖石、材料以及人員等提供了輸送系統。提升機的安全和可靠對礦山的實際生產產生了深遠的影響。提升機有兩種故障類型：“硬故障”和“軟故障”兩種類型。硬故障是由于特定參數超過限制而導致的故障類型，這種故障可根據保護裝置進行調整和解決。而軟故障則需要更多實際狀況參數，同時仍需要對收集到數據的處理才能診斷。礦井中雙滾筒單繩殘繞式容易產生松繩現象，將對生產的運行和生產安全產生極大的危害。

對提升機的故障，可通過一種簡單而實用松繩檢測裝置，這種裝置由單片機以及霍爾傳感器組成，其檢測的原理在于，在提升機的天輪在一側安裝一圈小磁鋼，同時在恰當的位置安裝上霍爾傳感器檢測天輪兩邊的轉速，在提升機正常運行過程中，天輪的轉速是相同的，那么所安裝的兩個霍爾傳感器所輸出的技術脈沖的數值基本上保持一致。而檢測裝置中的單片機計算值的行程之間的差距幾乎為零。當鋼絲繩存在松繩現象時，兩個天輪的之間行程之間并不相同，致使相應的檢測裝置能計算出兩個天輪之間的差別。當行程之間的差達到一定的數值時，報警裝置將發出報警的信號，而當行程差達到保護值時，相應的檢測系統將發出控制的信號，使正在運行中的提升機及時剎車，從而能保護提升機的運行。

2 采煤機檢測技術

交流電牽引采煤機在礦井的開采中得到了廣泛的應用，然而國內的采煤機與國外相比具有相當的差距，不僅檢測的范圍不全面，檢測的參數較少外，基本上無法對采煤機的檢測故障進行判斷。為了有效改變當前國內采煤機檢測水平較低且無系統化故障檢測診斷功能。可在當前的煤礦開采系統中可采用電牽引采煤機工況檢測及故障診斷技術。通過采用這個系統，能實現對采煤機的工作狀況和故障診斷，通過將診斷的單元嵌入微型計算機，同時采用了Window操作系統。這個檢測單元能與采煤機結合起來，建立點對點的通信方式。一旦故障診斷單元檢測，診斷出設備存在的故障，并將其顯示在屏幕上，同時向檢測的控制中心發出了故障信號，由控制中心進行操作控制。系統具有的故障顯示功能，能顯示采煤機工況檢測參數、實際的操作和運行狀況的報警顯示以及故障的診斷結果等，同時還具有左右搖臂檢測單元、機身外圍的檢測單元以及高壓控制箱單元等三個主要單元。該采煤機的通過變頻器通信單元，通過相應參數的輸入，對輸送機進行溫度、過壓、欠壓、過流和過載等多種形式的保護功能等。通信單元將信號傳送到故障檢測和診斷中心，通過檢測中心進行控制和管理。

3 高壓異步電動機檢測技術

3.1 檢測局部放電

通過對檢測定子電流互感器和高頻檢測儀，同時也可通過射頻線以及帶通濾波器進行對局部放電脈沖的檢測，同時對不同局部放電源定子不同故障的診斷。然而局部放電檢測的方法不適用于低壓電機的故障診斷。

3.2 檢測電流高次諧波

電動機中的定子繞組故障將導致定子電流的高次諧波的增加，尤其將導致定子繞組匝間短路的故障。根據實際的研究表明，當發生匝間短路過程中，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。根據電動機所表現出的不同特征，可分為對稱以及不對稱故障兩種類型。對稱故障將直接導致電動機電流的明顯增大，例如過載、堵轉以及三相短路等類型，可以根據電動機的過流程度實現對對稱故障的判斷。而不對稱故障例如斷相、相間短路以及匝間短路、單相接地和兩相接地等，根據時間表明，當電子繞組中的線圈相對中性點短路時，可利用定子電流的不平衡現象實現對一部電動機定子繞組故障的檢測。在不對稱故障出現時，電動機電流中將出現負序以及零序電流，由此可根據對負序電流以及零序電流的檢測實現不對稱故障的檢測。而不對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方式。

3.3 磁通檢測

電機設備中的定子故障將導致磁通在徑向以及切向供分量產生變化，由此，只要對電機中的磁通分量變化狀況的檢測，就可診斷出電機設備的定子故障。磁通檢測的方法在高壓電機的定子側的多種類型的故障檢測中實現了廣泛的應用，但磁通檢測的方式需要專用的磁通檢測的儀器，由此并不便于使用。通過也不容易檢測出較為微弱的信號。

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