費(fèi)新斌

江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院無錫分院，江蘇無錫 214023

隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，礦山生產(chǎn)的自動化水平持續(xù)提高，機(jī)電設(shè)備在煤礦開采過程中所發(fā)揮的作用越來越重要，機(jī)電設(shè)備的各種運(yùn)行的費(fèi)用也持續(xù)提高。機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的故障或者失效將造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，甚至導(dǎo)致人員傷亡，帶來惡劣的社會的影響。由此，通過對礦山機(jī)電設(shè)備工作狀況進(jìn)行檢測，對機(jī)電設(shè)備故障趨勢進(jìn)行檢測和故障進(jìn)行診斷，查找出故障的原因。從而能在機(jī)電設(shè)備的故障發(fā)生前采取一定的措施。避免設(shè)備由于突然損壞而導(dǎo)致的系統(tǒng)運(yùn)行的故障。保證設(shè)備安全、可靠以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)，致使在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的作用。

1 提升機(jī)檢測技術(shù)

礦井開采以及實際運(yùn)輸過程中，提升機(jī)為鐵礦石、巖石、材料以及人員等提供了輸送系統(tǒng)。提升機(jī)的安全和可靠對礦山的實際生產(chǎn)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。提升機(jī)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(shù)超過限制而導(dǎo)致的故障類型，這種故障可根據(jù)保護(hù)裝置進(jìn)行調(diào)整和解決。而軟故障則需要更多實際狀況參數(shù)，同時仍需要對收集到數(shù)據(jù)的處理才能診斷。礦井中雙滾筒單繩殘繞式容易產(chǎn)生松繩現(xiàn)象，將對生產(chǎn)的運(yùn)行和生產(chǎn)安全產(chǎn)生極大的危害。

對提升機(jī)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(jī)以及霍爾傳感器組成，其檢測的原理在于，在提升機(jī)的天輪在一側(cè)安裝一圈小磁鋼，同時在恰當(dāng)?shù)奈恢冒惭b上霍爾傳感器檢測天輪兩邊的轉(zhuǎn)速，在提升機(jī)正常運(yùn)行過程中，天輪的轉(zhuǎn)速是相同的，那么所安裝的兩個霍爾傳感器所輸出的技術(shù)脈沖的數(shù)值基本上保持一致。而檢測裝置中的單片機(jī)計算值的行程之間的差距幾乎為零。當(dāng)鋼絲繩存在松繩現(xiàn)象時，兩個天輪的之間行程之間并不相同，致使相應(yīng)的檢測裝置能計算出兩個天輪之間的差別。當(dāng)行程之間的差達(dá)到一定的數(shù)值時，報警裝置將發(fā)出報警的信號，而當(dāng)行程差達(dá)到保護(hù)值時，相應(yīng)的檢測系統(tǒng)將發(fā)出控制的信號，使正在運(yùn)行中的提升機(jī)及時剎車，從而能保護(hù)提升機(jī)的運(yùn)行。

2 采煤機(jī)檢測技術(shù)

交流電牽引采煤機(jī)在礦井的開采中得到了廣泛的應(yīng)用，然而國內(nèi)的采煤機(jī)與國外相比具有相當(dāng)?shù)牟罹?，不僅檢測的范圍不全面，檢測的參數(shù)較少外，基本上無法對采煤機(jī)的檢測故障進(jìn)行判斷。為了有效改變當(dāng)前國內(nèi)采煤機(jī)檢測水平較低且無系統(tǒng)化故障檢測診斷功能?？稍诋?dāng)前的煤礦開采系統(tǒng)中可采用電牽引采煤機(jī)工況檢測及故障診斷技術(shù)。通過采用這個系統(tǒng)，能實現(xiàn)對采煤機(jī)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(jī)，同時采用了Window操作系統(tǒng)。這個檢測單元能與采煤機(jī)結(jié)合起來，建立點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式。一旦故障診斷單元檢測，診斷出設(shè)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(fā)出了故障信號，由控制中心進(jìn)行操作控制。系統(tǒng)具有的故障顯示功能，能顯示采煤機(jī)工況檢測參數(shù)、實際的操作和運(yùn)行狀況的報警顯示以及故障的診斷結(jié)果等，同時還具有左右搖臂檢測單元、機(jī)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(jī)的通過變頻器通信單元，通過相應(yīng)參數(shù)的輸入，對輸送機(jī)進(jìn)行溫度、過壓、欠壓、過流和過載等多種形式的保護(hù)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(jìn)行控制和管理。

3 高壓異步電動機(jī)檢測技術(shù)

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(jìn)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(jī)的故障診斷。

3.2 檢測電流高次諧波

電動機(jī)中的定子繞組故障將導(dǎo)致定子電流的高次諧波的增加，尤其將導(dǎo)致定子繞組匝間短路的故障。根據(jù)實際的研究表明，當(dāng)發(fā)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(jù)電動機(jī)所表現(xiàn)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(dǎo)致電動機(jī)電流的明顯增大，例如過載、堵轉(zhuǎn)以及三相短路等類型，可以根據(jù)電動機(jī)的過流程度實現(xiàn)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(jù)時間表明，當(dāng)電子繞組中的線圈相對中性點(diǎn)短路時，可利用定子電流的不平衡現(xiàn)象實現(xiàn)對一部電動機(jī)定子繞組故障的檢測。在不對稱故障出現(xiàn)時，電動機(jī)電流中將出現(xiàn)負(fù)序以及零序電流，由此可根據(jù)對負(fù)序電流以及零序電流的檢測實現(xiàn)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(jī)設(shè)備中的定子故障將導(dǎo)致磁通在徑向以及切向供分量產(chǎn)生變化，由此，只要對電機(jī)中的磁通分量變化狀況的檢測，就可診斷出電機(jī)設(shè)備的定子故障。磁通檢測的方法在高壓電機(jī)的定子側(cè)的多種類型的故障檢測中實現(xiàn)了廣泛的應(yīng)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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