摘要：最近几年，我国国民经济快速发展，国家对于能源的需求量也在不断攀升，在众多能源中，煤矿能源占据着非常重要的位置。为了做好社会经济快速发展的能源保障工作，煤矿行业必须竭尽全力保证煤矿工业的整体生产效率。在进行煤矿生产的时候，至关重要的一个环节就是煤矿机电设备，如果在进行煤矿生产的过程中机电设备出现故障，不仅会影响煤矿行业的生产效率，甚至会带来严重的安全隐患。本文主要针对煤矿通风机电机温度高故障进行简要分析。
关键词：煤矿通风；机电机温；度高故障
1煤矿机电设备选型的意义
1.1煤矿排水设备
煤矿排水设备的选型非常关键，煤矿工业生产和其他工业生产不同，在进行煤矿开采时是绝对不能够出现漏水情况的，否则将会破坏整个煤矿的工业生产，甚至会带来一定的安全隐患。因此，在进行煤矿开采时，首先要进行排水设备的选型，保证所选出来的设备性能优越，即在没有出现漏水现象时它能够保证在煤矿生产过程中矿井下方的作业用水，而如果遇到漏水现象时能够及时有效地进行排水，保证煤矿生产能够顺利进行。
1.2煤矿瓦斯设备
在进行煤矿工业生产时，瓦斯设备起着非常重要的作用，而且瓦斯设备的使用也存在着极大的安全隐患，这就决定了在进行煤矿瓦斯设备的选型时一定要慎之又慎。对于矿井下方瓦斯比较多的地方，要确保抽放设备能够有效工作，能够快速排出所产生的瓦斯气体。
1.3煤矿提升设备
和煤矿瓦斯设备一样，煤矿的提升设备对于煤矿工业生产安全也有着至关重要的作用。由于煤矿提升设备的主要作用就是联系地面和矿井，因此在进行煤矿工业提升设备的选型时一定要综合考虑各方面的因素进行合理正确的选择。一旦提升设备的选型不准确，很有可能在生产过程中给煤矿生产进度以及相关工作人员的生命安全带来损害。
2煤矿风机电机温度高故障研究
2.1选型原因
2.1.1电机功率不匹配风量需求
从调查走访的煤矿来看，有部分煤矿在风机选型时缺乏预见性。随着工作面的深人，风量要求逐渐增加，原有风机风量不足，为了增加风量，有的煤矿就通过调整风机叶轮角度或改变电机频率来实现，风量增加的同时电机负荷也增加，超出其额定功率，导致电机温升超出限值。例如山西临汾某煤矿，建矿之初风机风量是足够的，随着风量需求的加大，矿方不得不调整风机叶轮角度来加大风量，电机温度经常超限报警，最后还是没有达到风量要求，最终矿方不得不摒弃原有风机，更换更大的风机。
2.1.2工频电机当变频电机用
煤矿风机为了节能，采用变频器供电，但存在工频电机当变频电机用的情况，殊不知变频电源有大量的谐波，当变频电源给工频电机供电之后，谐波交变磁场发热，导致电机温度高。更严重的是，当绝缘系统长期承受变频电源的脉冲冲击后会逐渐老化，绝缘系统一旦失效，会使电机突然烧毁。
2.2设计原因
2.2.1风机气动性能设计不合理，功率分配不平衡
现代煤矿风机都是采用对旋结构，等容量电机驱动，根据对旋式轴流通风机基元速度三角形，在额定工况下两级叶轮的功率分别为
式中，u为一、二级叶轮圆周速度;F为风筒的过流面积;}P为通过风机的气体密度;Q为风量;12p22分别为一、二级叶轮出口气流角。由于通风距离与流量成反比，通风距离增大时
流量减小。因此，如果前后两级叶片结构设计的匹配性不好，气动性能不合理，那么当通风距离增大时，二级电机负载会增加很快，所以当达到一定通风距离时，虽然两级风机的总功率尚未达到单级功率的两倍，但是二级电机的负载已远远超出了电机额定功率，造成二级电机的超载运行，从而导致电机温升高甚至烧毁，这是当前煤矿风机普遍存在的问题。
2.2.2风机空间设计不合理，电机不能带外风扇
部分风机企业设计的风机没有隔流罩，为了避免风路交叉，其所配套电机不能带外风扇，电机的散热冷却只能依靠风机叶轮带动的空气流动，散热效果有限。另外，当通风距离长时，对旋轴流式局部通风机的风量会下降，从而导致电机散热效果下降更厉害，电机轴承烧毁，使电机不能正常运行。
3解决措施
3.1业主要科学选型与运行维护
首先，要从矿井产能规划来对风机及电机进行科学选型。风机风量要满足煤矿不同开采深度的风量需要，电机功率、调频范围要满足风机额定最大风量的要求。
其次，煤矿风机电机的运行工况有其特殊性，不能教条地套用标准，在风机电机选型时，环境温度至少要比常态温度提高100C
再次，要注重对风机电机的科学维护。整定报警温度要结合电机的绝缘等级来设定，F级绝缘按135℃报警,H级绝缘按155℃报警;要根据风机电机轴承型号，结合使用说明书和不同煤矿的工况实际来制定风机电机注油规程。
最后，要树立依规守法意识。无论是工频电机当变频电机使用，还是把电机整定温度设置高来变相超负荷运行，以及电机直接超负荷运行使用，都是违反标准或规程的规定，甚至是触犯法律的，必须严格遵守《煤矿安全规程》《安全生产法》等相关技术标准。
3.2设计制造方要合理设计风机和电机，加强制造和试验能力建设对煤矿风机制造企业而言，既要解决风机自身功率分配不均的问题，又要综合考虑风机和电机结合之后的系统匹配问题，可以从以下方面人手:
3.2.1改进叶轮叶型结构，解决对旋风机功率不均问题。
3.2.2改进对旋叶轮扇叶数量匹配，合理分配风机前后两级叶轮的压力负载。
3.2.3采用不等功率电机，提高二级风机电机的服务系数。
3.2.4风机设计隔流罩，延长风机机身，为电机带外风扇提供空间。
3.2.5建立与产品相适应的制造厂及试验平台，杜绝超电压、超频率生产制造及试验。对煤矿电机制造企业而言，除了要建立与产品相适应的制造厂及试验平台外，还要深人了解风机电机的运行工况，根据煤矿风机电机的负载特性来科学设计，对煤矿风机电机一定要提高服务系数。
3.3加强行业监管并细化安全法规
首先，要严格规范行业准人门槛，严格安全准入制度。无论是煤矿风机还是电机，要对所有生产企业严格进行设计、制造、试验能力评估，对于超越电源等级生产、不具备变频试验能力的企业要坚决清理，从根源上保证煤矿机电安全。
其次，要深化行业监管体制改革。目前我国煤矿风机电机监管主要是实施煤安认证和生产许可证，客观来讲，这种行业准人制度对加强煤机行业监管，保障矿山安全发挥了重大作用。但是，我国煤矿风机电机监管还有很大的改革提升空间，特别是当前我国电气防爆产品生产许可认证基本处于垄断状态，需要打破垄断，通过竞争来提升煤矿风机电机行业的监管水平。
再次，要提升第三方检验能力建设。目前我国还没有具备全套煤矿风机、高压防爆电机试验能力的第三方检验机构，需要加强这方面的能力建设。
最后，要加强立法，细化安全法规。例如，现行的《煤炭安全规程》对电气设备不能超额定功率运行作出了明确规定，但是对于非变频电机是否可以当变频电机使用，对电机整定温度如何限制等等都没有规定，容易造成业主钻法律空子，执法人员也没有执法依据。
4结束语
综上所述，选型不科学、设计不合理、制造试验条件跟不上、运行维护不到位、标准要求尚未细化、立法执法尚未跟进均可能引起煤矿风机电机温度高。本文的应用实例采用了应急与根本解决相结合的办法，通过降低电机频率、改造风机风路、一用一修来应急，通过提高电机容量、优化电机风路、加大电机服务系数、按绝缘等级设定报警整定温度来保证风机长期可靠运行，这些手段对解决此类问题有借鉴作用。
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论文作者:张有军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/20
标签：电机论文; 煤矿论文; 风机论文; 风量论文; 叶轮论文; 设备论文; 功率论文; 《电力设备》2018年第15期论文;