煤矿电动机常见故障分析及预防的技术措施

赵　华

摘要:本文针对煤矿电动机常见故障原因进行分析,进一步提出应采取积极有效的技术措施,最大限度地减少电动机事故的发生,提高煤矿的经济效益和安全效益。

关键词:煤矿;电动机;故障原因;预防技术;措施

电动机是将电磁能转换为机械能的一种设备,在煤矿现代化生产中处处离不开电动机。而电动机故障是影响煤矿安全生产的最主要因素之一,占煤矿井下机电事故60%以上。因此,对电动机的故障原因进行分析,相应地采取措施是非常必要的。

1 常见电动机故障形式

在日常检修电动机时,发现电动机的故障形式有5种:①电动机轴承坏;②电动机绕组接线、引线和端子烧坏;③电动机绕组匝间或相间局部击穿;④电动机绕组烧毁;⑤电动机转子断轴。

2 电动机故障的原因分析

电动机损坏的原因和其本身质量、工作环境、运行状态、保护回路、操作维护等有直接的关系,有时会有几方面因素同时作用,具体有以下几类:

2.1 电动机本身质量不合格

全国生产电动机的厂家非常多,生产的电动机质量也参差不齐。有的厂家为了节省材料,降低成本,生产的电动机存在绕组线圈截面不够要求,绝缘材料不达等级,使电动机在正常使用时发热,造成绝缘迅速老化,最后发展到击穿匝间绝缘,烧坏电机。

在电动机检修时,检修人员选用质量低的铜线或各种绝缘材料,同时会导致电动机检修质量下降。常见情况有:①绝缘材料等级不够。比如:用竹槽楔代替环氧树脂槽楔。②油封的质量低劣。③轴承质量不合格。④浸漆工艺不先进,绝缘不达标。⑤电动机接线不紧,焊接不牢,联接截面不够。

2.2 电动机运行参数发生变化

每台电动机都有一定的技术要求。如果在使用中各种参数发生变化,就会使电机烧坏,常见的原因有:①电动机过压运行;②电动机欠压运行;③电动机频繁起动;④电动机缺相运行;⑤电动机过载运行。

2.3 电动机的安装达不到要求

电动机在井下接线时,连接不好,或者接线端子截面积不够大,在运行时产生热量,烧坏电动机端子或相近处的匝间绝缘。

电动机在安装时与所驱动设备的同轴度达不到设计要求或者地脚螺栓把不紧,电动机运行时产生振动,使电动机轴承承受径向载荷,转子轴产生疲劳破坏或者降低轴承寿命。

2.4 電动机的运行环境达不到要求

电动机在潮湿的环境下工作,由于井下淋头水大使电机受潮,特别是综采和综掘工作面的备用电动机,由于长时间不用,绝缘受潮后其性能大大下降,通电后就会接地或短路,从而烧坏电动机绕组。

电动机在通风不良的环境下工作,由于通风不畅或者被埋住在半,会使电动机散热不好或风叶损坏,烧坏电动机。

水冷却电动机由于停水或水流量不大,致使电动机在无冷却或半冷却状态下工作,工人不能及时发现,会使电动机温度很快超标。

2.5 电动机的电气故障

电气方面故障有定子绕组缺相运行,定子绕组首尾反接,三相电流不平衡,绕组短路和接地,绕组过热和转子断条、断路等。

缺相运行是常见故障之一。三相电源中只要有一相断路就会造成电动机缺相运行。缺相运行可能由于线路熔断器熔体熔断,开关触点或导线接头接触不良等原因造成。

三相电动机缺一相电源后,如在停止状态,由于合成转矩为零而堵转(无法起动)。电动机的堵转电流比正常工作的电流大得多。因此,在此情况下接通电源时间过长或多次频繁地接通电源起动将导致电动机烧毁。运行中的电动机缺一相时,如负载转矩很小,仍可维持运转,仅转速略有下降,并发出异常响声;负载重时,运行时间过长,将会使电动机绕组烧毁。

三相绕组首尾错接时,接通电源后会出现三相电流严重的不平衡、转速下降、温升剧增、振动加剧、声音急变等现象。如保护装置不动作,很容易烧坏电动机绕组,所以必须辨清电动机出线端首、尾后,方可通电运转。

三相电流不平衡的故障,常常由于电动机外部电源电压不平衡所引起,其内部原因主要是绕组匝间短路或在电动机重绕修理时线圈匝数错误或接线错误。

绕组接地和短路都会造成电流过大。接地故障可用兆欧表检查。短路故障可在降低定子绕组电源电压情况下,通过测量电流来判断,也可以测量其直流电阻来判断。

分析电动机过热温升的原因,主要有这样几种情况,电动机自身内在质量问题,电动机长期处于超负荷工作运行状态(械传动机机构故障引起电动机负荷大),电动机散热性能很差,电动机绕组局部短路烧毁等一系列情况。

电动机温升异常最大的故障原因是绕阻匝间短路,匝间短路是由于绕组漆包线绝缘层性能差而损坏;,从而使相间导线直接碰及,形成了一个低阻抗的电流回路,使匝间电流增大而使线包发热,久之使用使整个定子绕组产生过热,最终因热量剧升而击毁绕组,所以此类故障应拆开机壳,查绕组故障点。如果线包无烧毁问题,可将定子浸入专用绝缘漆内重新进行浸漆绝缘处理,然后在烘箱内烘烤干燥。若线包有局部烧毁现象,而短路点又在定子槽内,那只有更换整个绕组线包。

笼型电动机转子铸铝导体断条或绕线式电动机转子绕组断路时,会造成定子电流不正常,出现时高时低周期性变化,还出现忽大忽小的噪声和振动。负载越重时,这种现象越显著。

3 预防和减少电机故障的技术措施

3.1 采用先进的科学技术,加强对电机的保护

过去,煤矿井下使用的QC83系列磁力开关控制电动机,只能保护短路,不能保护过载和缺相。现在使用DQZBH系列真空开关对电动机的各种保护大大提高了一步。因此,要在煤矿大力推行。对大功率电动机采用TTQ400/1140(660)矿用隔爆兼本质安全型调压调频软起动器,在加强了过载、欠压、断相、主回路漏电闭锁保护的同时,可以在电动机额定起动力矩起动电动机,而使电流小于4倍的额定电流,或者在达到被控电机额定力矩的1.4倍,而使起动电流小于4倍电机额定电流,满足井下电动机带负载起动的要求,是很有发展前途的一中新型设备。

3.2 提高检测手段,严把产品质量关

新电动机或修复的电动机在下井前要做严格检查试验,只按常规做对地电阻测试或空负荷运转测试空载电流,不可能全面反映电机技术性能,必须做带负荷运行和全面性能检测,同时要对轴承、油脂、密封及绝缘材料严格把关,坚决抵制假冒伪劣产品,更要杜绝不具备修理资格的单位或个人修理电动机。

3.3 提高职工业务素质,强化设备管理制度

职工的业务素质不高,电动机维修的质量就不过硬,其使用寿命就下降。而在煤矿井下运行过程中,由于对控制电机的新设备不能够及时维护,经常甩掉各种保护,使电动机在无保护的状态下运行,很容易损坏电机。

制定严格的设备检修责任制和设备运行检查责任制。杜绝设备超期、带病使用,定期检查轴承的润滑情况,及时清理浮煤、积煤,保持良好的通风条件。备用电动机严禁存放在淋头水的巷道或潮湿的地方。工人要严格按操作规程执行,通过强化管理,降低事故发生率,减轻事故危害程度。

结语:

电动机的故障大部分是人为因素造成的。通过系统分析,采取相应的措施,就能够大大减少电动机事故,降低生产成本,提高生产率。