礦用電機車的主要電氣故障及其原因分析

汪啟才

(淮北礦業集團蘆嶺煤礦,安徽宿州 234113)

礦用電機車的主要電氣故障及其原因分析

汪啟才

(淮北礦業集團蘆嶺煤礦,安徽宿州 234113)

在煤礦生產企業當中，礦用電機車這種運輸工具是非常重要的。在煤礦生產中應用礦用電機車，使得職工勞動強度減小以及員工的工作環境得以改善，然而，在平時的應用中，電機車會面臨一系列的電氣故障。為此，本文論述了礦用電機車的主要電氣故障及其原因。

煤礦 礦用電機車 電氣故障 原因

1 電機車分類

礦用電機車分為架線式和蓄電池式兩類。架線式電機車可用于非瓦斯礦和一、二級瓦斯礦井進風的主要運輸巷道內,對于三級瓦斯礦中砌碹的主要進風巷道內,經省(區)煤炭工業局批準也可使用。蓄電池電機車的價格昂貴,且需經常充電,所以只在不允許使用架線式電機車的場所使用。例如三級和沒有瓦斯噴出或煤和瓦斯突出煤層的超級瓦斯礦井的進風巷道中,要使用礦用安全型蓄電池機車。架線式電機車采用直流電源,電壓有250伏和550伏兩種,在牽引變流室內,交流電經交流設備變為直流電,電流由架設在運輸軌道上空的架空線輸送,通過電機車的集電弓引入電機車的電動機, 并經軌道回到交流室,構成電流回路。電動機運轉后,即傳動電機車車輪轉動,于是牽引電機車及其拖掛的礦車在軌道上運行。煤礦井下廣泛使用的是直流架線式電機車和蓄電池電機車。架線式電機車的主要優點是結構簡單和工作可靠,主要缺點是架線與電機車的受電弓之間會產生電弧火花,使其在煤礦井下的使用范圍受到限制。所以,架線電機車主要用于非瓦斯礦井及全風壓通風的低瓦斯礦井的主要運輸巷道內。在后一種情況使用時,巷道支護必須使用不燃性材料。

2 礦用電機車的構造

礦用電機車的構造包括機械和電氣設備兩大部分。機械部分包括車架、輪對、軸承和軸承箱、彈簧托架、齒輪傳動裝置、撒砂裝置、制動裝置及連接緩沖裝置等;電氣部分包括牽引電動機、控制器、啟動電阻、受(集)電弓、自動開關、照明系統及電流表等。

3 礦用電機車電氣故障及原因

當前形勢下,IGBT脈沖調速設施是礦井下電機車主要應用的,它的特點是消除了換流噪音、車輛加速穩定、便于安裝、體積小、以及無級調速等。在實際應用當中,它的主要電氣故障主要體現在下述幾個方面：

3.1 電機車軸承的故障及其原因

軸承故障能夠造成損壞、電樞拉傷,以及抱死等等。應用不符合標準的潤滑油、軸承缺油、軸承磨損嚴重,以及軸承缺陷等是造成電機車軸承故障的原因。

3.2 換向器的故障及其原因

換向火花增大,換向器被灼傷。需要定期地維護換向器,結合換向器的凹凸實施一些策略,防止出現更加嚴重的問題。導致換向器被灼傷的原因為：火花出現在換向的時候。而導致換向器出現火花的原因是：電磁原因與機械原因。電磁原因：在對電機后電刷幾何中心線錯位檢測的時候,因為換向元器件不是中性區換向而到達主極區,主磁通被換向元器件所切割,在這個時候空載火花就會出現;在補償繞組、換向極、主極或者是短路的時候,因為換向磁場消弱,從而加大了電動機的換向火花;在當電機瞬間過載的情況下,換向磁通存在滯后性,負載嚴重會導致換向器的表面損壞、電刷跳動,以及換向飽和等,這一系列的情況都能夠造成較為嚴重的火花。機械原因：轉子的平衡三十性比較差,這會導致換向器上的電刷跳動;一系列換向極具有不均勻的氣隙;換向器的表面過于粗糙、不光潔,換向片間云母絕緣突出,以及換向片突出;換向器的表面存在污垢、不夠清潔,以及粉末被電刷磨損。

3.3 電機車的啟動速度過慢

軌道回流差;調速器電容被損壞;調速器的運行電壓高于電網電壓;自動開關的動靜觸頭被灼傷,造成接觸不好。

3.4 電機車的啟動速度過快

提前閉合的指令板;固定電位器的架子松動導致調速間隙大;調速器脈沖控制板的元器件發生故障;電動機機磁繞組出現短路的情況。

3.5 電機車不能夠啟動運行

因為電氣線路一些位置的斷路而導致電機車不能夠啟動運行。而導致斷路的位置是：電機車主回路出現斷路的情況：軌道和輪對接觸不好,要么是機車接地線路和調速器主體箱斷路;控制器需要導通的斷路：因為調速器的接近開關未能夠收到指令;自動開關的斷路：因為接觸觸頭脫落、燒損,接線端子脫落,電源導線折斷,這個時候盡管機車照明燈亮,可是主控制器手柄調速的一系列檔位無法開車;集電弓的斷路：架空線未能夠跟集電弓碳素板接觸,要么是接線端子松脫和電源線折斷導致電機車沒有電壓,這個時候電機沒有照明燈是不亮的,主控制器手柄調速的一系列檔位都無法開車;主架和電位器軸卡住、過位或者是脫落;電動機外部和內部電纜斷路。

3.6 閉合控制器之后,自動開關出現跳閘的情況

閉合控制器之后,自動開關出現跳閘的情況,這是因為電氣線路一些位置的接地與短路出現過電流而導致的。導致接地與短路的位置是：脈沖控制板模塊元件短路或者是擊穿導致;換向器的觸頭接地導致;在對電位器進行更換的時候,3號線與1號線接線不正確導致;IGBT模塊單元元件導致;電機車的制動電阻接地導致;電動機絕緣老化擊穿接地或者是電氣回路接地出現過電流導致。

3.7 自動開關合上之后迅速地跳閘

它的原因是：自動開關接地 (主要有輸出電源線接地、吸弧線圈接地,以及靜觸頭觸點接地。

4 結語

總之,電機車在礦井中擔負著煤礦重要的運輸任務,因此如何正確的操作使用電機車,保證其安全穩定地發揮作用;以及當電機車出現故障時,如何能快速、準確地判斷、處理故障,減少對煤礦生產的影響,保證安全生產,是非常重要的;當發生故障時,能快速準確地查找出故障原因,排除故障,盡量縮短停產時間,就可對煤礦的安全生產起到積極的作用。所以說在維修煤礦電機車的時候,出現故障的原因是非常多的,有些復雜、有些簡單、有些隱蔽,有些明顯。對礦用電機車的電氣故障及其原因進行分析,這對于我們準確地和及時地對一系列的故障進行排除,具有重大的實際意義。

[1]彭倫天.采掘機械選星與維護[M].重慶: 重慶大學出版社,2009.11.

汪啟才(1987-),男,漢族，畢業于安徽理工大學機械設計制造及其自動化專業。現在淮北礦業集團蘆嶺煤礦主要負責煤礦機電運輸技術與管理工作，助理工程師。