礦用電機車常見的電氣故障分析研究

何 莉

（甘肅能源化工職業學院，甘肅 蘭州 730207）

根據煤礦的不同需要對電力機車進行分類，根據電力機車的不同結構，選擇合理的機車。電力機車在運行過程中存在的各種問題，從機車速度、機車運行時間和電機軸承故障等方面入手。研究如何完善電氣故障，提高礦用電力機車的綜合應用水平。

1 礦用電機車的分類

電動采礦機車分為架線式和蓄電式。電機車可用于非瓦斯礦、一次瓦斯礦和二次瓦斯礦，以及進氣口和三次氣體管線中。蓄電式電機車價格昂貴且需要頻繁充電，因此只能用作在線電力機車的一部分，例如三階段注氣或煤與天然氣噴發煤層，機架式鋼絲電力機車采用直流電源供電，電壓為250V和550V，在牽引變流下，電流架空在運輸軌道上，架空線路通過電力機車受電輸送，通過軌道返回交流室，形成電流回路[1]。電動機運行后，帶動電力機車小車的車輪轉動，使牽引電力機車及其拖車在軌道上運行，煤礦用直流線式電力機車和蓄電池式電力機車。架空電力機車的主要優點是結構簡單，運行可靠，缺點是在架空電力機車和機頭之間容易產生電火花，這樣會限制煤礦用架空電力機車的使用。運輸路線主要用于無瓦斯和低瓦斯礦井，并具有充分的氣壓通風。

2 礦用電機車的結構

電動采礦機車主要由機械和電氣部件組成，框架被焊接到厚鋼板上，輪對的主要功能是固定，將輪對連接到車架上，并在一定區域內相對于車架移動輪對。該組車輪通常由兩個車輪推到車軸上，關于軌道上牽引發動機的扭矩保持距離，產生機車的牽引力和制動力，使機車通過組合在軌道上運行。制動器可細分為機械制動器和電氣制動器，機械制動器由驅動馬達裝置組成，制動能量通過驅動馬達耗散，噴砂裝置的主要作用是增加輪軌之間的摩擦系數，牽引機是電力機車最重要的系統之一[2]。所有的電力采礦機車均由直流級聯電動機提供動力，控制器是控制牽引機和機車的重要設備，而斷路器實際上是電動機電路的保護裝置，起動電阻通常由幾個獨立的電阻組成，每個電阻有不同的連接方式，導致電阻值不同，其作用是將功率記錄設備安裝在機車頂部，以接收來自架空線路的發電設備。

3 電力機車常見電氣故障及解決方法

3.1 電動機溫度過高

井下開采條件復雜，通風困難，通風不良會導致電動機溫度過高，在煤炭生產運輸中，不可避免地要用電力機車超負荷運行。這些條件增加了發動機的溫度，并且最初對發動機的正常運行影響還很小，但是，如果不及時處理，將導致嚴重事故，影響煤礦的正常生產。

解決方案：增加局部通風系統，例如風扇，以優化電動采礦機車的通風條件。增加車架15cm～25cm，提高電機工作點高度，達到良好的通風防潮目的；定期清掃電機車和連接設備。另外根據電氣制造，可初步判斷發動機的轉速和聲音，并可拆卸和重新組裝相應的零件，以便靈活操作[3]。如果電動機的穩定性隨著時間的延長而增加，溫度也在持續升高，那么就可以確定電動機的轉動和繞組有問題，需要及時維修和更換設備，減少隱患的發生。

3.2 電機車發動機無法啟動

電力機車最常見的故障是發動機無法啟動。電機故障的常見原因包括工作環境中飛濺的碎屑進入發動機、電機過載等。在電機正常運行期間，最重要的故障是卡住，當發生此類故障時，立即排除故障設備，及時糾正問題，設備必須立即得到處理和維修。如果電路故障處理不及時，很容易造成故障，增加維修難度，甚至燒毀電機，導致經濟損失，影響工作進度。

3.3 換向器故障

換向器的火花增加，換向器燃燒。為避免出現更嚴重的問題，應定期更換換向器，換向器燃燒的原因是產生火花，而導致換向器火花的產生是電磁和機械引起的。電磁原因：根據電刷的幾何形狀，發現如果電動機在中心線上未對準，則當換向器由于不在中性區域而到達主極時，主磁通量會減少，整流分量會出現火花[4]。在換向器主極或短路的情況下，由于換向器的弱磁場而產生并增加了電動機的換向火花。如果電動機立即過載，則轉換器的磁場會出現滯后現象，重負載會導致換向器表面損壞，換向飽和等，從而導致嚴重的火花。機械上的原因：轉子的不平衡會觸發換向器上的電刷，許多換向器的氣隙不均勻，換向器的表面太粗糙且不光滑，并且換向器位于絕緣片之間。

3.4 電機外殼帶電

地下工作環節潮濕黑暗，電機結構容易使電機受潮，造成泄漏，如有漏電，應及時進行干燥隔離處理。如果長期不使用，需要進行絕緣試驗，只有通過試驗，確保安全后才能重新投入使用，必須保證設備的可靠性。另外，造成電氣化的原因是供電網絡電壓不穩定，機械部件摩擦異常引起，因此有必要定期對設備進行檢查。

3.5 電機車運行沖擊力影響較大

電力機車故障包括運行影響，井況復雜等。其原因往往是起動過程中操作不當、鋼板彈簧支架斷裂、車輪磨損嚴重、軌道變形等，發生此類故障時，嚴禁設備帶有故障運行，應及時處理維修，定期檢查電機并做好預防措施。一般的解決辦法是按照煤礦安全規程操作，及時更換彈簧，更換輪對或鐵箍，定期維護軌道來解決。

3.6 電力機車電機故障異響

通常由于復雜的井下條件，多種原因引起電動機的異常噪聲。最常見的原因是軸承過度磨損或損壞，軸承油不足，碳刷上的壓力過大，安裝桿螺釘松動，換向器不圓或損壞。發生故障時，嚴禁操作有故障的設備并及時維修，常見的解決方案包括更換軸承，添加或更換潤滑油，調節電刷壓力，擰緊松動的螺絲以及修理換向器。

4 礦用機車故障檢測技術分析

4.1 電阻檢測技術

根據對分組階段檢測技術的分析，根據檢測電路的相關值對相關理論進行評估，并進行比較分析。根據電氣分析電路裝置可能發生故障的特征，可以精確地確定電路是否斷開，并嘗試避免短路，測試電路獨立工作，盡量減少測試過程中電路的影響因素。根據完成的測試、相位比較和相對值分析，調整電路的工作狀態。檢查后，如果電路短路，則差值檢測為“0”，如果差值過大則表示電路故障。根據相關測試數據技術，對成組測試技術進行了分析判斷，并對其相似性進行了判斷，根據短路點在電路中的準確位置進行比較，按照電氣要求，進行了三電平元件測量。如果檢測到的值為無窮大，則一定存在開路故障，如有故障，應逐層檢查分析故障區段，確定故障點，及時進行維修分析。

4.2 電壓檢測技術

根據電壓檢測技術，確定標準電壓。固定分析儀，根據儀器接口調整電路端子，通過逐個調整儀器末端的順序，確定電流大小，檢查電路的接觸效果。根據電路兩端的電壓值，檢測值為“0”。在電壓分析部分，根據相控技術的分析標準，該階段結束時的電壓偏移情況，采用分層移動的方法對電壓測試段的標準進行了分析。電壓檢測技術在一定程度上是通過檢測來完成的，減少了測量次數和檢測時間。在接地檢測分析中，根據電路的各個位置判斷電壓故障。根據實際的技術測試標準，注意測試人員的安全，可以用萬用表測量范圍，測試期間可以關閉或斷開電路，保證不會損壞儀表。

4.3 電路短路檢測分析

電路短路檢測分析了機電設備實際運行電壓的正常范圍，準確評估風險，確定安全運行。根據測試操作進行分析和檢查，測量機電設備的相鄰電位。通過分析線路的短路識別可以確定在檢測過程中有必要對電路的實際情況進行分析，并與車輪電壓交換相適應。電路可能短路，詳細發現并記錄短路區域，并記錄閥體位置。根據測量技術的相關要求進行維護和更新。在部分短路操作停止后，過載的機電設備出現故障，使用分段短路操作方法，檢查短路的電線，可以根據固定部分的可移動性來調整檢測結果的可靠性，這提高了整體檢測效率。通過分析電路的短路，可以注意設備的檢測范圍。根據更換的電線狀態測試儀，分析了短路和接觸不良等錯誤，調整電氣設備的電阻和線圈負載，并在空轉時遵循錯誤檢測標準。通過分析該檢測方法的適用性，了解主電路的誤差檢測，試驗過程中應采用短路絕緣，以避免對原電路造成最大可能的損壞。

5 結語

綜上所述，電力機車負責煤礦的重要運輸任務。正確操作和使用電力機車可以確保其安全性和穩定性，以及機車故障時如何快速運輸它們，準確評估和解決故障對于減少對生產的影響并確保安全生產非常重要。如果發生故障，可以迅速而準確地找出故障原因，消除故障并盡可能減少生產時間，這對煤礦安全具有積極的影響。因此，在煤礦電力機車的檢修中，故障原因是多方面的，也是復雜的。分析礦用電力機車電氣故障及其原因，及時排除一系列故障，具有重要的現實意義。