摘要：改革开放以来，随着我国能源工业的迅猛发展，煤矿行业也得到大力的发展，煤矿电动机作为生产过程中使用的一种主要生产设备，具有重要的意义，其运行质量对煤矿的安全生产与经济效益有着直接的影响。基于此，本文从煤矿电动机常见故障及故障出现原因出发，探讨了常见的煤矿电动机故障的预防措施和维修手段。
关键词：煤矿电动机；故障诊断；维修技术
随着我国科学技术的发展和经济水平的提高，加深了煤矿开采业的机械化程度，煤矿常用的电动机包括了感应电动机、直流电动机和同步电动机，在煤矿生产中具有重要作用，一旦出现故障，其造成的影响往往也较大，如影响生产效率、造成经济损失，甚至是人员伤亡等。因此，分析煤矿电动机常见故障和引发原因十分重要，只有这样才能及时采取有效的预防措施避免故障，同时也才能在发现故障时及时维修。
一、煤矿电动机常见故障
1.过载
煤矿电动机使用时间过长或者经常超载运行时，常会出现电动机实际运行实际负荷超过额定值的问题，对煤矿电动机的性能产生不利影响。主要表现为定子、转子发热不同且温度增加，从而改变电动机部分原有的特性，如转子的附加损耗等。煤矿电动机过载时外部表现为严重发热、损耗严重，长时间出现电动机过载情况会严重缩短其实际寿命。
2.断相
断相即煤矿电动机的三相电流不平衡，电机正常运行时，电流转矩之间相平衡，出电相时，绕阻内流过的不平衡电流分解为相等的正序分量和负序分量，产生与转子转动方向相同的正序旋转磁场和转向相反的负序旋转磁场，且断相后正序磁场有所减弱，电机合成转矩随之减小，运行时为保证正负转矩平衡，电流必然增大，进而又会出现过载问题。电机电流增加过快时，会出现定子线圈过热烧毁的情况，且电流增加到一定程度，各相绕阻出现不同程度的发热，导致煤矿电动机温度升高，从而极易烧毁绝缘。断相问题可能由一相缺电或电动机一相断线等原因引起，因此需要高度重视并做好保障措施。
3.短路
电力设备出现短路故障十分常见，煤矿电动机长期在井下工作，恶劣的工作环境极易损坏电动机或线路的绝缘体，导致煤矿电动机出现短路故障。出现短路问题时，若不及时发现并采取措施加以制止，绝缘损坏加上电流呈倍的增加，将直接影响电网电压和供电设备的运行。短路还可能导致电缆着火，甚至引起煤矿井下火灾，引发严重的安全事故。因此，做好煤矿电动机良好的短路保护设施十分重要。
4.电压不稳定
煤矿电动机电压不稳定，过压或欠压是常会出现的煤矿电动机故障。异步电动机中转矩、定子电流与电压之间关系密切，定子电压与额定电压不平衡时，转矩和电流会发生显著变化，欠压状态下，电流随之上升，增加电动机损耗和温度，容易引起供电系统或配电电路出现短路故障。此外，恢复正常供电电压时，电路中电动机可能自启动，若供电电压恢复慢，电动机长时间处于启动状态，受电流作用影响大，易造成电机绝缘过热而损坏或短路情况。供电电路中电流不宜过大，才能有效避免电动机停转和短路等问题的频发。
5.磁路故障
煤矿电动机磁路不满足其正常运行时容易发生故障，轴承使用时间过久，过度磨损导致定子、转子间摩擦，损伤轴承表面，进而引起硅钢片短路；电枢绕组、换向极绕组、主磁极组安装过程中出现问题也会引发电机磁路故障，如拆除旧绕组时用力过大致使倒槽歪斜，或绕组接地时产生高热烧毁铁芯等等，所以要及时剔除熔积物并做好相应的绝缘措施。
二、煤矿电动机常出现故障的原因
煤矿实际生产中，煤矿电动机故障原因大部分与电动机质量、电气故障、工作环境与操作维护等因素有关，主要表现在以下几个方面。
1.运行参数变化
煤矿每台电动机均有一定的参数技术，若使用过程中各项参数发生变化就可能导致电机烧坏，例如电动机欠压运行，过载运行等。
2.电机本身质量不合格
部分厂家为了节省材料，降低成本，存在绝缘材料质量差等问题，导致电机运行中出现过热、绝缘迅速老化，甚至击穿绝缘烧坏电机的情况。
3.绝缘不合理
井下工作环境险恶，机械化开采过程中需要不同机械运行电路复杂，降压绝缘设备对于保障采煤工作正常运行和采煤人员人身安全都十分重要。电机长期过载运行时发热量大且散热不良，导致绝缘易老化；电机设备存放位置环境差，受潮时会影响绝缘效果；电机绕组积尘或轴承漏油有油污等易降低绝缘性能。在绝缘电阻值与规程要求不符情况下使用煤矿电动机是十分危险的，通电易短路，情况严重时甚至会烧毁电机。
4.机械故障
电机设备内部设计复杂，除了外部原因，煤矿电动机使用时间过长本身就容易出现卡阻等机械故障，表现为使用电机时启动困难。电动机长期使用后轴承磨损或烧毁以及掉入其中的灰尘杂物堵塞都会增加运行摩擦阻力，转子与定子摩擦困难，电动机启动运行不灵活。主要是煤矿电动机的日常维护工作和清洁工作没做好，润滑油脂不合格或长时间运行未及时加油、未定期更换机油或油量过多溢出等原因，加大了轴承内套与电动机转轴之间的间隙，定子与转子相碰导致电机难以启动。此外，当定子绕阻发生短路或断相情况时，电机磁场受力不均，气隙磁场不对称，转子与定子相碰，接通电源启动电机时发出强烈的“嗡嗡”声。
5.煤矿电动机运行环境恶劣
电动机运行环境不稳定常导致出现短路、断相等故障。首先，井下环境潮湿，空气湿度大易降低线路绝缘性能，电动机持续使用运行后关闭再使用时易发生接地现象和短路现；其次，电动机长期运行时间过长时机体容易发热，井下环境较为封闭，透风性差，散热不佳则容易引发故障烧坏电机；最后井下用水不便，煤矿电动机使用后需要用水冷却，井下的条件则难以及时提供冷却水，导致电动机长期处于半冷却状态，冷却不良易导致故障。因此在电动机投入使用之前，要仔细检查接线状态，确保其正确性，加强对现场的管理，运行过程中发现异常情况立即停机处理，严密细致地保养电机设备，创造良好的电动机运行环境和条件。
三、常见煤矿电动机故障维修手段和预防措施
（一）故障维修手段
1.断相故障维修
三相电流不平衡是常见故障之一，可能由电机电压不平衡引起，也可能是绕组出现问题。在检修时首先要对电机出线的首、尾连接处仔细检查，保证能够安全通电运转，降低定子绕组电源电压检测流经电流的大小，判断是否为接地短路故障。此外，三相电源短路或断电时，电机处于缺相运行状态，极易烧毁煤矿电动机，若电机仍能继续工作维持运转且负载转矩不大，可以不做调整继续进行生产；电动机停止运行无法工作时需要对仔细分析故障原因，判断是否为三相电源的开关接触点出现问题并采取相应调整措施。
2.定子转子摩擦修复
定子、转子摩擦损坏轴承表现会引起磁路故障，用焊补加工磨光的方法对转轴进行加工，可以加强其与轴承之间的紧密度，或用砂纸擦光轴承孔和轴径表面处生锈部分，再用汽油、润滑油等清洗剂清洗，粘合面干燥后用合适的粘合剂涂上，按照正确位置和顺序组装，先装轴承内盖，再装配置轴颈，固定后再在轴承孔和外环处涂胶并立即组装。运行时检查轴承运行状态是否正常，检验转子铁心变形程度并适当调整，保证煤矿电动机的正常运行和井下煤矿的正常开采。
3.电机烧损处理
电机烧损是煤矿电动机的一个常见故障，根据调查资料显示，部分矿区万吨煤电机烧损率达到1.5台，甚至更高，远超煤炭部的要求指标。电机烧损将直接影响煤矿的正常生产，造成巨大经济损失。根据电机烧损原因需要采取针对性的措施进行防范：一是使用质量可靠的电动机，对故障电动机进行维修时要使用质量好的绝缘材料，并做好维修后的测试，包括三相空载电流、电阻测点、温升试验、电机平衡试验等。二是电机开关选择合理与可靠的多功能开关，具有过载、断相与短路等保护功能。三是保证合理的电压，电端电压符合-5%~+10%的范围。
4.安装大型电机降温装置
电流过大或电压不稳常会造成煤矿电动机温度过高而烧毁，外部条件限制也难以及时为电机提供充足的冷却水，因此研制安装大型电机降温装置对延长煤矿电动机使用寿命有重要意义。安装压风降温装置后，电机冷却效果有明显好转，下面以某6#泵为例对安装前后效果进行分析：
可以看出，安装后冷却降温效果较好，改善了电机的运行状况，也杜绝了各种绝缘老化、电机烧毁等设备故障的出现，并能实现自动控制。
（二）故障预防措施
1.严格把关采购质量
市场上的煤矿电动机质量良莠不齐，购置时应当严格根据矿井条件环境采购，采购时多次测试，确保电机各项指数达标，性能优良，能够适应井下复杂的生产环境。测试电机时不仅要注意电路情况，还要对其自身的轴承、绝缘性能严格检测，坚决抵制购入假冒伪劣产品影响矿内正常开采。提前做好市场调研和对供应商信用度的调查，提高采购效率并使采购电机符合产品相关法律法规规定内的检测要求、符合企业内部管理部门和文件的要求，对信用度不高的供应商供应的电机增加抽检频次，提高要求。
2.做好安全管理措施
为加强煤矿电动机保护工作，需要一些设备和技术配合，如用配置较低的磁力开关实行对电机的控制，虽然能在出现短路和断相故障时有效保护煤矿电动机，但使用近几年兴起的DQZBH系列真空开关效果更佳，在各方面的保护功能都有提升。对于大功率的电动机可以采用矿用隔爆兼安全性调压调频软起动器，在出现压力不稳火漏电情况时自动启动闭锁保护程序，降低运行电流，防止电动机长期在负载状态下工作，起到保护作用。此类的保护措施和装置还有很多，如过载保护设计、过压保护设计等，相关技术人员和部门不应当停止对新兴技术的学习研究，争取进一步研究更适合当地煤矿开采的安保技术措施，做好煤矿电动机故障的预防工作。
3.健全电机设备管理制度
电机不当使用也容易引发电机故障，因此在日常生产工作中，除了提高技术人员的安全意识外，还应强调煤矿电动机的重要性，制定正确的使用章程，定期给员工安排相应的知识课程和技术培训，提高煤矿工人整体上对煤矿电动机的认识。另一方面，对检修人员要建立严格的责任制度，并确保每个检修人员的资格证书齐全，设立电动机养护情况卡，对电动机使用、维修情况作好记录，定期养护，及时维修。最后，不能忽视电机使用环境，清理井下杂物，保持井下环境的通风性和干燥度。
参考文献：
[1]孙红生.煤矿电动机常见故障分析与预防措施[J].山东工业技术，2018，（11）：91.
[2]杜东方.煤矿电动机常见故障及其预防措施[J].机械管理开发，2017，32（06）：181-182，184.
论文作者:李娟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
标签：电动机论文; 煤矿论文; 电机论文; 故障论文; 定子论文; 电流论文; 井下论文; 《电力设备》2019年第4期论文;