关于矿山机电检测技术的探讨

费新斌

江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院，江苏无锡 214023

随着科学技术的持续发展，矿山生产的自动化水平持续提高，机电设备在煤矿开采过程中所发挥的作用越来越重要，机电设备的各种运行的费用也持续提高。机电设备运行过程中所产生的故障或者失效将造成严重经济损失，甚至导致人员伤亡，带来恶劣的社会的影响。由此，通过对矿山机电设备工作状况进行检测，对机电设备故障趋势进行检测和故障进行诊断，查找出故障的原因。从而能在机电设备的故障发生前采取一定的措施。避免设备由于突然损坏而导致的系统运行的故障。保证设备安全、可靠以及经济运转，致使在现代工业生产中有着重要的作用。

1 提升机检测技术

矿井开采以及实际运输过程中，提升机为铁矿石、岩石、材料以及人员等提供了输送系统。提升机的安全和可靠对矿山的实际生产产生了深远的影响。提升机有两种故障类型：“硬故障”和“软故障”两种类型。硬故障是由于特定参数超过限制而导致的故障类型，这种故障可根据保护装置进行调整和解决。而软故障则需要更多实际状况参数，同时仍需要对收集到数据的处理才能诊断。矿井中双滚筒单绳残绕式容易产生松绳现象，将对生产的运行和生产安全产生极大的危害。

对提升机的故障，可通过一种简单而实用松绳检测装置，这种装置由单片机以及霍尔传感器组成，其检测的原理在于，在提升机的天轮在一侧安装一圈小磁钢，同时在恰当的位置安装上霍尔传感器检测天轮两边的转速，在提升机正常运行过程中，天轮的转速是相同的，那么所安装的两个霍尔传感器所输出的技术脉冲的数值基本上保持一致。而检测装置中的单片机计算值的行程之间的差距几乎为零。当钢丝绳存在松绳现象时，两个天轮的之间行程之间并不相同，致使相应的检测装置能计算出两个天轮之间的差别。当行程之间的差达到一定的数值时，报警装置将发出报警的信号，而当行程差达到保护值时，相应的检测系统将发出控制的信号，使正在运行中的提升机及时刹车，从而能保护提升机的运行。

2 采煤机检测技术

交流电牵引采煤机在矿井的开采中得到了广泛的应用，然而国内的采煤机与国外相比具有相当的差距，不仅检测的范围不全面，检测的参数较少外，基本上无法对采煤机的检测故障进行判断。为了有效改变当前国内采煤机检测水平较低且无系统化故障检测诊断功能。可在当前的煤矿开采系统中可采用电牵引采煤机工况检测及故障诊断技术。通过采用这个系统，能实现对采煤机的工作状况和故障诊断，通过将诊断的单元嵌入微型计算机，同时采用了Window操作系统。这个检测单元能与采煤机结合起来，建立点对点的通信方式。一旦故障诊断单元检测，诊断出设备存在的故障，并将其显示在屏幕上，同时向检测的控制中心发出了故障信号，由控制中心进行操作控制。系统具有的故障显示功能，能显示采煤机工况检测参数、实际的操作和运行状况的报警显示以及故障的诊断结果等，同时还具有左右摇臂检测单元、机身外围的检测单元以及高压控制箱单元等三个主要单元。该采煤机的通过变频器通信单元，通过相应参数的输入，对输送机进行温度、过压、欠压、过流和过载等多种形式的保护功能等。通信单元将信号传送到故障检测和诊断中心，通过检测中心进行控制和管理。

3 高压异步电动机检测技术

3.1 检测局部放电

通过对检测定子电流互感器和高频检测仪，同时也可通过射频线以及带通滤波器进行对局部放电脉冲的检测，同时对不同局部放电源定子不同故障的诊断。然而局部放电检测的方法不适用于低压电机的故障诊断。

3.2 检测电流高次谐波

电动机中的定子绕组故障将导致定子电流的高次谐波的增加，尤其将导致定子绕组匝间短路的故障。根据实际的研究表明，当发生匝间短路过程中，定子电流的5次、11次和17次谐波将明显增加，其中5次谐波增加较多。根据电动机所表现出的不同特征，可分为对称以及不对称故障两种类型。对称故障将直接导致电动机电流的明显增大，例如过载、堵转以及三相短路等类型，可以根据电动机的过流程度实现对对称故障的判断。而不对称故障例如断相、相间短路以及匝间短路、单相接地和两相接地等，根据时间表明，当电子绕组中的线圈相对中性点短路时，可利用定子电流的不平衡现象实现对一部电动机定子绕组故障的检测。在不对称故障出现时，电动机电流中将出现负序以及零序电流，由此可根据对负序电流以及零序电流的检测实现不对称故障的检测。而不对称故障又可分为接地性故障和非接地性故障两种类型。不同类型的故障具有不同的检测方式。

3.3 磁通检测

电机设备中的定子故障将导致磁通在径向以及切向供分量产生变化，由此，只要对电机中的磁通分量变化状况的检测，就可诊断出电机设备的定子故障。磁通检测的方法在高压电机的定子侧的多种类型的故障检测中实现了广泛的应用，但磁通检测的方式需要专用的磁通检测的仪器，由此并不便于使用。通过也不容易检测出较为微弱的信号。

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