矿用电机车常见的电气故障分析研究

何 莉

（甘肃能源化工职业学院，甘肃 兰州 730207）

根据煤矿的不同需要对电力机车进行分类，根据电力机车的不同结构，选择合理的机车。电力机车在运行过程中存在的各种问题，从机车速度、机车运行时间和电机轴承故障等方面入手。研究如何完善电气故障，提高矿用电力机车的综合应用水平。

1 矿用电机车的分类

电动采矿机车分为架线式和蓄电式。电机车可用于非瓦斯矿、一次瓦斯矿和二次瓦斯矿，以及进气口和三次气体管线中。蓄电式电机车价格昂贵且需要频繁充电，因此只能用作在线电力机车的一部分，例如三阶段注气或煤与天然气喷发煤层，机架式钢丝电力机车采用直流电源供电，电压为250V和550V，在牵引变流下，电流架空在运输轨道上，架空线路通过电力机车受电输送，通过轨道返回交流室，形成电流回路[1]。电动机运行后，带动电力机车小车的车轮转动，使牵引电力机车及其拖车在轨道上运行，煤矿用直流线式电力机车和蓄电池式电力机车。架空电力机车的主要优点是结构简单，运行可靠，缺点是在架空电力机车和机头之间容易产生电火花，这样会限制煤矿用架空电力机车的使用。运输路线主要用于无瓦斯和低瓦斯矿井，并具有充分的气压通风。

2 矿用电机车的结构

电动采矿机车主要由机械和电气部件组成，框架被焊接到厚钢板上，轮对的主要功能是固定，将轮对连接到车架上，并在一定区域内相对于车架移动轮对。该组车轮通常由两个车轮推到车轴上，关于轨道上牵引发动机的扭矩保持距离，产生机车的牵引力和制动力，使机车通过组合在轨道上运行。制动器可细分为机械制动器和电气制动器，机械制动器由驱动马达装置组成，制动能量通过驱动马达耗散，喷砂装置的主要作用是增加轮轨之间的摩擦系数，牵引机是电力机车最重要的系统之一[2]。所有的电力采矿机车均由直流级联电动机提供动力，控制器是控制牵引机和机车的重要设备，而断路器实际上是电动机电路的保护装置，起动电阻通常由几个独立的电阻组成，每个电阻有不同的连接方式，导致电阻值不同，其作用是将功率记录设备安装在机车顶部，以接收来自架空线路的发电设备。

3 电力机车常见电气故障及解决方法

3.1 电动机温度过高

井下开采条件复杂，通风困难，通风不良会导致电动机温度过高，在煤炭生产运输中，不可避免地要用电力机车超负荷运行。这些条件增加了发动机的温度，并且最初对发动机的正常运行影响还很小，但是，如果不及时处理，将导致严重事故，影响煤矿的正常生产。

解决方案：增加局部通风系统，例如风扇，以优化电动采矿机车的通风条件。增加车架15cm～25cm，提高电机工作点高度，达到良好的通风防潮目的；定期清扫电机车和连接设备。另外根据电气制造，可初步判断发动机的转速和声音，并可拆卸和重新组装相应的零件，以便灵活操作[3]。如果电动机的稳定性随着时间的延长而增加，温度也在持续升高，那么就可以确定电动机的转动和绕组有问题，需要及时维修和更换设备，减少隐患的发生。

3.2 电机车发动机无法启动

电力机车最常见的故障是发动机无法启动。电机故障的常见原因包括工作环境中飞溅的碎屑进入发动机、电机过载等。在电机正常运行期间，最重要的故障是卡住，当发生此类故障时，立即排除故障设备，及时纠正问题，设备必须立即得到处理和维修。如果电路故障处理不及时，很容易造成故障，增加维修难度，甚至烧毁电机，导致经济损失，影响工作进度。

3.3 换向器故障

换向器的火花增加，换向器燃烧。为避免出现更严重的问题，应定期更换换向器，换向器燃烧的原因是产生火花，而导致换向器火花的产生是电磁和机械引起的。电磁原因：根据电刷的几何形状，发现如果电动机在中心线上未对准，则当换向器由于不在中性区域而到达主极时，主磁通量会减少，整流分量会出现火花[4]。在换向器主极或短路的情况下，由于换向器的弱磁场而产生并增加了电动机的换向火花。如果电动机立即过载，则转换器的磁场会出现滞后现象，重负载会导致换向器表面损坏，换向饱和等，从而导致严重的火花。机械上的原因：转子的不平衡会触发换向器上的电刷，许多换向器的气隙不均匀，换向器的表面太粗糙且不光滑，并且换向器位于绝缘片之间。

3.4 电机外壳带电

地下工作环节潮湿黑暗，电机结构容易使电机受潮，造成泄漏，如有漏电，应及时进行干燥隔离处理。如果长期不使用，需要进行绝缘试验，只有通过试验，确保安全后才能重新投入使用，必须保证设备的可靠性。另外，造成电气化的原因是供电网络电压不稳定，机械部件摩擦异常引起，因此有必要定期对设备进行检查。

3.5 电机车运行冲击力影响较大

电力机车故障包括运行影响，井况复杂等。其原因往往是起动过程中操作不当、钢板弹簧支架断裂、车轮磨损严重、轨道变形等，发生此类故障时，严禁设备带有故障运行，应及时处理维修，定期检查电机并做好预防措施。一般的解决办法是按照煤矿安全规程操作，及时更换弹簧，更换轮对或铁箍，定期维护轨道来解决。

3.6 电力机车电机故障异响

通常由于复杂的井下条件，多种原因引起电动机的异常噪声。最常见的原因是轴承过度磨损或损坏，轴承油不足，碳刷上的压力过大，安装杆螺钉松动，换向器不圆或损坏。发生故障时，严禁操作有故障的设备并及时维修，常见的解决方案包括更换轴承，添加或更换润滑油，调节电刷压力，拧紧松动的螺丝以及修理换向器。

4 矿用机车故障检测技术分析

4.1 电阻检测技术

根据对分组阶段检测技术的分析，根据检测电路的相关值对相关理论进行评估，并进行比较分析。根据电气分析电路装置可能发生故障的特征，可以精确地确定电路是否断开，并尝试避免短路，测试电路独立工作，尽量减少测试过程中电路的影响因素。根据完成的测试、相位比较和相对值分析，调整电路的工作状态。检查后，如果电路短路，则差值检测为“0”，如果差值过大则表示电路故障。根据相关测试数据技术，对成组测试技术进行了分析判断，并对其相似性进行了判断，根据短路点在电路中的准确位置进行比较，按照电气要求，进行了三电平元件测量。如果检测到的值为无穷大，则一定存在开路故障，如有故障，应逐层检查分析故障区段，确定故障点，及时进行维修分析。

4.2 电压检测技术

根据电压检测技术，确定标准电压。固定分析仪，根据仪器接口调整电路端子，通过逐个调整仪器末端的顺序，确定电流大小，检查电路的接触效果。根据电路两端的电压值，检测值为“0”。在电压分析部分，根据相控技术的分析标准，该阶段结束时的电压偏移情况，采用分层移动的方法对电压测试段的标准进行了分析。电压检测技术在一定程度上是通过检测来完成的，减少了测量次数和检测时间。在接地检测分析中，根据电路的各个位置判断电压故障。根据实际的技术测试标准，注意测试人员的安全，可以用万用表测量范围，测试期间可以关闭或断开电路，保证不会损坏仪表。

4.3 电路短路检测分析

电路短路检测分析了机电设备实际运行电压的正常范围，准确评估风险，确定安全运行。根据测试操作进行分析和检查，测量机电设备的相邻电位。通过分析线路的短路识别可以确定在检测过程中有必要对电路的实际情况进行分析，并与车轮电压交换相适应。电路可能短路，详细发现并记录短路区域，并记录阀体位置。根据测量技术的相关要求进行维护和更新。在部分短路操作停止后，过载的机电设备出现故障，使用分段短路操作方法，检查短路的电线，可以根据固定部分的可移动性来调整检测结果的可靠性，这提高了整体检测效率。通过分析电路的短路，可以注意设备的检测范围。根据更换的电线状态测试仪，分析了短路和接触不良等错误，调整电气设备的电阻和线圈负载，并在空转时遵循错误检测标准。通过分析该检测方法的适用性，了解主电路的误差检测，试验过程中应采用短路绝缘，以避免对原电路造成最大可能的损坏。

5 结语

综上所述，电力机车负责煤矿的重要运输任务。正确操作和使用电力机车可以确保其安全性和稳定性，以及机车故障时如何快速运输它们，准确评估和解决故障对于减少对生产的影响并确保安全生产非常重要。如果发生故障，可以迅速而准确地找出故障原因，消除故障并尽可能减少生产时间，这对煤矿安全具有积极的影响。因此，在煤矿电力机车的检修中，故障原因是多方面的，也是复杂的。分析矿用电力机车电气故障及其原因，及时排除一系列故障，具有重要的现实意义。