中煤第七十一工程处有限责任公司 安徽省宿州市 234000
摘要：由于煤炭科学技术的逐渐进步，故障诊断检测技术在煤矿中更是获得了比较普遍的应用。在这一条件下，故障诊断系统由于它早期故障检测的判断能力已经获得煤炭业务的重视，并且在现实广泛使用中防止了许多无可避免的事故出现，增强了设备系统的安全性。针对煤矿机电设备的故障检测与诊断方法，本文对此进行探讨。
关键词：故障检测；诊断技术；煤矿设备
前言
故障检测诊断技术是一种以计算机应用技术和信号传输处理技术、传感器技术等多种科学技术为支撑的故障问题检测诊断综合技术手段，它在实际故障问题的检测诊断中，通过对于机电设备信号的检测以及故障问题的判断、故障预测、故障隔离等方式，对于机械设备运行中出现的故障问题进行及早检测、及早诊断以及及早预防，有利于进行故障问题影响的避免控制、减少机电设备运行事故的发生。
一、矿井提升机故障检测诊断
提升机运行的安全可靠性直接影响煤矿生产的经济效益和生产人员的生命安全。提升机故障有“硬故障”和“软故障”两类。硬故障是指由特定参数超限引发的故障，应由保护装置来解决。诊断“软故障”需要测量工况参数和处理相关数据。软故障牵涉变量多，故障诊断准确率较低。但“软故障”往往是“硬故障”的前兆，对“软故障”的及时诊断和预报极为重要。双筒提升机经常因松绳带来很大的危害。这里介绍一种简单实用的松绳检测装置。该装置主要由单片机和霍尔传感器组成，其原理是：在每个提升机天轮一侧安装一圈小磁铁，由霍尔传感器检测天轮转速。正常运行时，两天轮转速相同，两传感器输出的脉冲计数基本相同，两天轮的行程差几乎为零；当出现松绳现象时，两天轮的行程不同，当行程差达到报警值时发出报警信号；当行程差达到保护值时，发出控制信号，使提升机及时制动。
二、采煤机工况检测和故障诊断
1、变频器通信单元。将27 个工况参数信号传送到工况检测及故障诊断中心进行处理，独立的液晶显示屏以中文或图形方式集中显示采煤机的牵引速度、牵引电机电流、变频器输入电压等参数，并具有温度、过压、欠压、过流、过载等多种保护功能。
2、微机控制或PLC 控制工况检测及故障诊断单元。该单元嵌入微型计算机中，采用Windows操作系统，与采煤机控制中心采用接点通信方式，一旦检测、诊断出有故障或事故发生时，屏幕立刻显示故障类型，并向控制中心发出相应信号，由控制中心进行控制操作，如进行声光报警或进行故障保护。包含一套可编程序控制器（PLC）装置，一套控制盒、控制变压器以及其它辅助控制组件，1 台隔离开关和1 个安装在小接线腔的右侧交流真空接触器。正面盖板上有2 个隔离开关手把（1 个备用）。隔爆腔后部装有1 台牵引变压器，底面有冷却水槽，变压器将～ 1140 V 引入电源，变成为两个变频器～400 V 电源。正常时能完美控制牵引方向和速度给定、水流量保护、加减速，两台截割电机的电流采样、温度监测、采煤机零位抱闸、截割电机的恒功率保护、两台截割电机的分别启动和停止、瓦斯断电、牵引变压器温度监测及采煤机的动作等。
3、显示单元。该单元由一块480 × 640 线的彩色液晶显示屏及相关电路组成。显示内容包括采煤机所有工况检测参数、操作及运行状态、报警提示和故障诊断结果等。此外还有机身外围检测单元、左、右摇臂检测单元、高压控制箱检测单元等。
三、通风机检测诊断
在进行煤矿通风机故障问题检测与诊断应用的技术中，用于煤矿通风机设备的主风机故障检测和诊断实施的技术方法，主要是指使用KFC- A通风机集中检测仪，或者是FJZ矿井主风机在线监测与故障诊断仪等仪器设备，进行的对于煤矿通风机设备的主风机故障检测与诊断技术方式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中，使用FJZ矿井主风机在线监测与故障诊断仪器对于通风机主风机故障问题进行检测与诊断实施的技术方法中，主要是通过该仪器设备对于煤矿主风机装置的运行故障问题的一体化检测诊断功能实现的。FJZ矿井主风机在线监测与故障诊断以是以8098 作为核心的一个煤矿通风机在线检测与故障诊断系统，它在实际故障检测与诊断应用中，能够将通风机中的主风机装置故障问题的在线检测和机械故障诊断进行一体化检测与诊断实施。主要功能包括，对于煤矿通风机的风机振动烈度以及风机运转轴心轨迹、风机轴温、风量、通风机电流等运行参数进行实时检测，同时该系统还具有针对检测故障问题进行报警以及打印功能，此外还能够对于通风机运行检测数据信号的分析实现下，对于故障问题实现智能诊断功能，对于煤矿通风机故障的控制与避免有着积极的作用。此外，在进行煤矿采煤机故障问题的检测与诊断中，主要是通过左右摇臂检测单元以及采煤机机身外围检测单元等进行检测诊断实施；对于煤矿矿用高压异步电动机的故障问题的检测，则可以通过模糊逻辑、人工神经网络等技术手电进行检测与诊断实施。
四、矿用高压异步电动机检测诊断
异步电动机的故障主要有：定子铁心故障、定子绕组绝缘故障、转子本体故障、转子绕组故障、滑环和电刷故障等。由于电机内存在电路、磁路、绝缘、机械和通风散热等多个相互关联的工作系统，所以电机故障的起因和故障征兆往往表现出多元性，但所有故障都是按照一定机理发生发展的，有一定的客观规律。模糊逻辑、人工神经网络、专家系统等人工智能技术被应用于矿用高压异步电动机的故障诊断，取得了较好的效果。常见的异步电动机故障检测与诊断方法有：
1、温度诊断。诊断范围包括：轴承、绕组、进出口风温等。
2、振声诊断技术。同时分析电机的机械振动信号和噪声信号，对两类信号分别处理、综合诊断。
3、局部放电检测。高压电动机定子侧的许多电气故障都呈现出放电现象加剧的趋势，这种放电现象与电机的绝缘剩余寿命有关，所以放电强度的准确测定不仅可以提供早期的报警信号，还可以提供绝缘剩余寿命的信息。利用检测定子电流的高频检测仪和CT（电流互感器），或通过带通滤波器检测局放脉冲和射频天线，可辨别各种局放源以诊断定子的不同故障。这种方法对低压电机效果较差。
4、电流高次谐波检测。定子绕组故障可引起定子电流的高次谐波增加，特别是定子绕组匝间短路故障。据研究，匝间短路时定子电流的5、7、11 次谐波显著增加，其中5 次谐波增加较多。根据所表现的不同特征，电动机故障分为对称故障和不对称故障两大类，对称故障如堵转、过载和三相短路等，不对称故障如断相、相间短路、匝间短路、单相接地和两相接地等，对称故障最明显的特征是电动机电流明显增大，可通过电动机过流程度来诊断这类故障。利用定子电流的不平衡现象检测异步电动机的定子绕组故障较为方便有效。这类故障最明显的特征是电动机电流中出现零序电流和负序电流，因此以负序电流和零序电流分量作为鉴别不对称故障的判据有较高的可靠性。不对称故障根据故障点的不同又可分为接地性和非接地性两大类，故障的类型不同其信号的检测方法也不同。另外还有在高压电机的定子侧的多种故障检测得到了应用的磁通检测，即电机的定子故障会使内部磁通在径向和切向上的分量发生变化，所以只要检测出这两个分量的磁通变化情况，也可诊断出定子故障。
结束语
总之，煤矿机电设备种类繁多，故障千变万化，维修方法也不尽相同，各个煤矿企业在煤矿机电设备管理中，还应不断加强对机械故障检测诊断人员在电工、机工等相关领域的培训。因此，切实提高现场维修能力、现场修理装备的现代化对我国建筑施工水平的提高具有重要的意义，与此同时，也会带来巨大的经济效益。
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论文作者:孙全
论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿
论文发表时间:2016/4/8
标签：故障论文; 定子论文; 煤矿论文; 通风机论文; 电流论文; 风机论文; 故障诊断论文; 《基层建设》2015年21期供稿论文;