基于矿井开采的高低压电机维护控制改进方法

王 铭

（河北钢铁集团矿业有限公司石人沟铁矿，河北 遵化 064200）

在进行矿井开采的过程中，矿井工程开采条件一般情况下较为恶劣，井下空气潮湿，同时，开一备一的生产机制也会导致电机间歇性运转。此外，也存在操作人员的管理疏忽的问题，这些因素都会导致井下电机故障，给生产经营带来经济损失。因此，对高低压电机的维护工作十分重要。造成高低压电机故障造成电机运行方式存在问题，针对这些问题，本文提出一种基于矿井开采的高低压电机维护控制改进方法，改进对高低压电机的维护与保养。

1 基于矿井开采的高低压电机维护控制改进方法

对于矿井工程开采，安装及使用条件较为恶劣，因此在进行矿井开采工作工程会产生各种机电故障问题，一般的机电故障问题分为大致三种，分为电机运行方式、电机内部轴承间的摩擦以及开采时资源的热膨胀性能不稳定。在电机安装使用不当、维护保养不当的情况下，针对维护保养过程中的问题，采用以下方式进行解决[1]。

（1）增大高低压电机绕组线绝缘厚度。绝缘漆是漆类中的一种特种漆。绝缘漆是以高分子聚合物为基础，能在一定的条件下固化成绝缘膜或绝缘整体的重要绝缘材料。电阻绝缘漆材料是一种介质，其基本特征是以感应而不是以传导的方式来传递电流的作用与影响。为了使其运行稳定性提高，同时延长高低压电机的使用寿命，本文将其绕组线的绝缘厚度进行增大处理。因为高低压电机在运行过程中，电机的绕组会产生局部的绝缘较弱的问题出现：由于空气当中的介电系数比一般固体的介电系数小，同时气体以及其周围的介质中场强与介电系数之间成反比例关系，因此绝缘绕组线内部的孔隙和气泡会产生局部的放电反应。由于绝缘绕组中长期存在超负荷放电反应将整个绝缘体贯穿性击穿，从而造成高低压电机的运行故障，缩短高低压电机的使用寿命。而将其绕组线的绝缘厚度增大后，可以有效抑制绝缘绕组线内部的孔隙和气泡产生，防止空气击穿场强。在高低压电机运行过程中，局部放电反应的发生通常是在一个较小的区域当中，放出的电量较小，因此不会对高低压电机的绝缘强度造成影响，但即使是十分微弱的放电反应也会对电机造成一定的危害。因此，本文选用一种易于交联、抗老化性能强、净化度更高且具有耐水性的新型绝缘胶管应用到电机绕组线当中，从而增大电机绕组线外层绝缘层厚度。同时，将电机中的辐照剂量进行调整，从而改变绕组线的交联度以及交联的均匀性，实现对高低压电机的维护和保养。

（2）调整高低压电机引出线绝缘结构。传统高低压电机的因出线的绝缘结构主要是由内部绝缘套管、外部绝缘套管以及导电杆构成。外部绝缘套管需要高低压电机具有较高的机械性能和电气性能。在高低压电机在安装使用过程中铝质瓷套容易出现破裂的问题，导致电机运行稳定性不高。对此本文将传统引出线绝缘结构中的铝质瓷套更换为一种绝缘的模压件结构，保持其原有规格和形状不发生改变。与传统引线绝缘结构相比工艺更加简单，并在一定程度上提高了高低压电机的运行稳定性。同时，传统高低压电机的密封绝缘采用一种绝缘粘带实现，通过在两条绝缘粘带之间填充密封泥。在实际运行过程中，两条绝缘粘带之间会产生三角区导致密封不良，绝缘带会出现开裂的状态，填充物会随之泄露，会造成电机电流传输故障。针对这一问题，本文选用一种薄膜绝缘胶管代替绝缘粘带，薄膜绝缘胶管套用后高低压电机的整体性能得到明显的提高，进一步加强了电机绕组线之间的密封性，延长高低压电机的使用寿命。

（3）加强绝缘管理、严格保养措施。高低压电机工作运行主要环境是在矿井当中，不可避免的存在大量的杂质及潮湿空气，严重影响高低压电机的稳定运行。因此，加强对矿井下电动机的绝缘摇测，是保护电机受潮而造成的绝缘击穿的必要手段，在对绝缘电阻进行检查时一般用兆欧表。因此，建立完善的电机综合保护系统，确保机电设备的安全运转，在每台电机的供电支路上装设了漏电闭锁保护或有切断漏电装置，实现纵向、横向选择性的漏电保护，当某条支路电机单向绝缘下降到规定值以下时，保护器迅速将故障支路断电，达到超前防范目的。

2 实验论证分析

通过本文上述研究，为矿山开采中的高低压电机稳定性运行和使用寿命的延长提供了三方面改进意见。为了进一步验证本文提出的改进方法具有一定的可行性和有效性，将改进后的高低压电机与传统高低压电机进行如下对比实验。

（1）现场改进试验。本试验以改进后的高低压电机与传统高低压电机的使用寿命作为研究对象。除本文上述三方面的改进不同外，其它参数例如高低压电机规格等参数、使用环境以及电源均保证相同的情况下，在进行矿井实验中，利用软件构建两种不同结构的高低压电机各20台，并通过参数的设置添加5种不同的工况类型，利用40台高低压电机进行模拟矿井开采工作，当高低压电机出现故障时，停止运行，并将其运行时间记录为该台高低压电机的使用寿命。将40台高低压电机的使用寿命分别进行记录。高低压电机各20台从事现场经营运转活动，按照改进前和改进后分为五组不同的工况类型，当高低压电机出现故障时，停止运行，并将其运行时间记录为该台高低压电机的使用寿命。将40台高低压电机的使用寿命分别进行记录，得到以下结果。

（2）实验结果及分析。根据上述实验准备，完成本文改进后的高低压电机与传统高低压电机的对比实验。根据记录的使用寿命，绘制两种高低压电机的实验结果对比曲线图，如图1所示。从图1中的两条对比曲线可以看出，通过本文方法改进后的高低压电机使用寿命明显高于传统高低压电机的使用寿命，且改进后电机的平均使用寿命高达13年以上，而传统高低压电机的平均使用寿命只能达到7年，并且传统高低压电机的运行质量波动幅度较大，不具有实际的应用价值。因此，通过实验进一步证明了，本文基于矿井开采的高低压电机维护控制改进方法具有提高高低压电机运行稳定性以及延长运行寿命的作用，在正常矿山开采运行情况中，高低压电机的寿命延长了5年左右，具有一定的维护和保养效果，且更具有实际的应用价值。

图1 两种高低压电机实验结果对比曲线

3 结语

本文针对传统高低压电机中存在的故障率高、使用寿命短等问题，提出一种基于矿井开采的高低压电机维护控制改进方法。通过对比实验，进一步验证了该方法的有效性。同时，高低压电机的维护和保养还可以通过定期对高低压电机进行除尘清扫、加装阻容吸收装置、加强对高压电机的控制和监测等方式，进一步延长高低压电机的使用寿命，降低矿山开采的生产成本，保证矿山企业的可持续发展。