礦山機械電氣設備故障分析與檢修

（隴東學院電氣工程學院，甘肅 慶陽 745000）

礦山機械電氣設備的發展趨于自動化以及大型化，對于礦山機械電氣設備故障的分析與檢修能力也必須隨之提高。考慮到機電設備故障出現的情況多種多樣，無法以一個定性標準進行診斷[1]。

即使是礦山機械電氣設備出現一個小小的故障也有可能導致整個礦山機械電氣設備停止工作，直接影響礦山的工作進程。

國內學者對礦山機械電氣設備故障分析與檢修方面的研究較多，本文參考王澤京等人提出的起重機械的電氣檢驗問題及檢驗方式研究，認為對于礦山機械電氣設備故障信息的采集與處理是對故障進行有效分析的重要手段。礦山機械電氣設備一旦發生故障不但會造成極大的經濟損失，還會對礦山機械電氣設備自身產生一定程度上的傷害。對于礦山機械電氣設備故障及時進行分析與檢修，是確保礦山機械電氣設備安全、穩定工作的重要前提條件。因此，本文進行礦山機械電氣設備故障分析與檢修研究。

1 礦山機械電氣設備故障分析

1.1 計算機械電氣設備故障診斷幅值

在礦山機械電氣設備故障分析中，首先要采集礦山機械電氣設備故障信息。本文單獨選用一個SVFESEFD作為分析單元的控制核心，利用采集單元采集機械電氣設備故障數據。SVFESEFD分析單元采集故障信息流程圖，如圖1所示。

圖1 SVFESEFD分析單元采集故障信息流程圖

結合圖1所示，針對采集到的故障信息進行故障診斷幅值的計算，假定機械電氣設備故障診斷幅值為v，通過神經網絡算法得出v的計算公式，如公式（1）所示：

在公式（1）中：H指的是布拉格波長漂移量；指的是光纖有效彈光靈敏度；p指的是光纖有效彈光系數；h指的是初始布拉格波長；ah指的是布拉格波長應變量；bh指的是布拉格波長諧振頻率；w指的是布拉格波長諧振矢量。通過機械電氣設備故障診斷幅值，分析故障具體出現的位置，從而有針對性的進行重點排查。

1.2 計算機械電氣設備故障區域概率密度

在明確故障出現位置的基礎上，還需要進一步對故障產生的原因進行分析，為了最大程度加速機械電氣設備故障分析的聚類能力，本文采用改進的MSER算法計算機械電氣設備故障區域概率密度[2]。設故障區域概率密度為f(x)，則f(x)的概率密度，如公式（2）所示：

在公式（2）中，Φ為高斯核數；n指的是故障區域長度；h指的是故障區域寬度；d指的是為維數；x指的是區域內粒子數；i為實數。通過改進MSER算法得出的故障區域概率密度，找出概率密度極大的中心位置，以此為原點進行故障聚類，從而提高礦山機械電氣設備故障分析的速度。

1.3 分析機械電氣設備故障

在得出機械電氣設備故障診斷幅值以及故障區域概率密度后，在實際分析機械電氣設備故障時，下一步要對故障信息進行提取。考慮到機械電氣設備的故障信息提取是在二維圖像空間平面上進行，因此在得出概率密度極大的中心位置的基礎上，將每個空間平面的核進行相乘，提取區域內電力設備故障。其計算公式，如公式（3）所示：

在公式（3）中，c為歸一化常數。也就是說在確定電力設備故障區域概率密度的基礎上，將機械電氣設備故障信息歸一化處理，并結合二維圖像空間平面自身的連續性特點，對故障信息進行有效提取，避免由于區域密度不均勻導致故障幅值低的問題。將提取出的故障信息導入振動分析儀通過診斷技術分析機械電氣設備故障產生的原因。通過振動分析儀可以分析各種機械電氣設備故障數據，包括：速度、加速度、位移等類型的振動幅值。還可以將故障數據轉換成圖形，波形圖，FFT頻譜圖等等，這些圖都便于工程專師進行下一步的數據分析，然后總結故障原因。

2 礦山機械電氣設備故障檢修

本文針對礦山機械電氣設備故障檢修，提出以下三種檢修方法，分別為：經驗法、檢測法以及電流法[2]。經驗法指的是當一臺機械電氣設備發生故障時，不要急于動手拆卸，首先要根據以往經驗了解該電氣設備產生故障的原因、經過、范圍、現象，熟悉該設備及電氣系統的基本工作原理，分析各個具體電路。弄清原理中元件之間的相互聯系以及信號在電路中的來龍去脈，仔細分析。并結合實際經驗，經過周密思考，通過彈壓活動部件法，運用在活動的部件，如：開關、接觸器上的銜鐵等。經過反復地彈壓活動部件，對機械電氣設備故障點進行檢修。在故障點不明確時，可以運用元件替換法進行驗證。

檢測法主要是采用輔助工具對機械電氣設備故障進行判斷的檢修方法。輔助工具包括上文用到的振動分析儀以及相關的儀表儀器，通過電阻法、電壓法以及電流法的綜合運用。在使用檢修法進行故障檢修中，如果出現互感二次回路故障，需要首先對互感器的保險絲進行仔細的檢查，將互感器電源的來源進行明確和審核，結合備用保險絲的盒和線，接到地板上，對其電壓進行測試，在臨時的電氣二次回路和互感器之間建立一個實體開關，對實際的電氣二次回路在接通電流之后的工作情況進行觀察，看是否能滿足習作實際需求。如果所有項目都正常，則可認定修復是有效的；如果在其中出現任何的問題，都要隨時進行調整。

電流法主要是在電流中串聯電流表，在通電的情況下，可準確地讀出讀數。該讀數的大小能反應出電路的工作狀態。開路故障時電氣二次回路中交流電非常容易出現的一類故障的情況，一般指的是在電流運轉過程中，發出了各類的電氣一次回路斷線信號，儀器的整體顯示其中電流為零值，也就是說沒有電流通過；電流互感器有很大的響聲發出來，在具體接觸導線處可能還有火花出現。

3 結語

為了有效的分析與檢修礦山機械電氣設備故障，本文通過基于改進MSER算法的機械電氣設備故障提取方法對機械電氣設備故障進行聚類提取。機械電氣設備故障分析與檢修是保證機械電氣設備工作效率以及工作質量的重要手段，針對提出的經驗法、檢測法以及電流法三種檢修方法可以大幅度提高機械電氣設備的故障診斷幅值。因此，在下一步工作中，可以加大對改進的MSER算法研究投入，致力于實現自適應調整參數。但本文唯一不足之處在于，沒有針對機械電氣設備故障診斷方面進行更加深入的研究，相信這一點，可以作為機械電氣設備故障領域研究的重點。