矿山机械电气设备故障分析与检修

（陇东学院电气工程学院，甘肃 庆阳 745000）

矿山机械电气设备的发展趋于自动化以及大型化，对于矿山机械电气设备故障的分析与检修能力也必须随之提高。考虑到机电设备故障出现的情况多种多样，无法以一个定性标准进行诊断[1]。

即使是矿山机械电气设备出现一个小小的故障也有可能导致整个矿山机械电气设备停止工作，直接影响矿山的工作进程。

国内学者对矿山机械电气设备故障分析与检修方面的研究较多，本文参考王泽京等人提出的起重机械的电气检验问题及检验方式研究，认为对于矿山机械电气设备故障信息的采集与处理是对故障进行有效分析的重要手段。矿山机械电气设备一旦发生故障不但会造成极大的经济损失，还会对矿山机械电气设备自身产生一定程度上的伤害。对于矿山机械电气设备故障及时进行分析与检修，是确保矿山机械电气设备安全、稳定工作的重要前提条件。因此，本文进行矿山机械电气设备故障分析与检修研究。

1 矿山机械电气设备故障分析

1.1 计算机械电气设备故障诊断幅值

在矿山机械电气设备故障分析中，首先要采集矿山机械电气设备故障信息。本文单独选用一个SVFESEFD作为分析单元的控制核心，利用采集单元采集机械电气设备故障数据。SVFESEFD分析单元采集故障信息流程图，如图1所示。

图1 SVFESEFD分析单元采集故障信息流程图

结合图1所示，针对采集到的故障信息进行故障诊断幅值的计算，假定机械电气设备故障诊断幅值为v，通过神经网络算法得出v的计算公式，如公式（1）所示：

在公式（1）中：H指的是布拉格波长漂移量；指的是光纤有效弹光灵敏度；p指的是光纤有效弹光系数；h指的是初始布拉格波长；ah指的是布拉格波长应变量；bh指的是布拉格波长谐振频率；w指的是布拉格波长谐振矢量。通过机械电气设备故障诊断幅值，分析故障具体出现的位置，从而有针对性的进行重点排查。

1.2 计算机械电气设备故障区域概率密度

在明确故障出现位置的基础上，还需要进一步对故障产生的原因进行分析，为了最大程度加速机械电气设备故障分析的聚类能力，本文采用改进的MSER算法计算机械电气设备故障区域概率密度[2]。设故障区域概率密度为f(x)，则f(x)的概率密度，如公式（2）所示：

在公式（2）中，Φ为高斯核数；n指的是故障区域长度；h指的是故障区域宽度；d指的是为维数；x指的是区域内粒子数；i为实数。通过改进MSER算法得出的故障区域概率密度，找出概率密度极大的中心位置，以此为原点进行故障聚类，从而提高矿山机械电气设备故障分析的速度。

1.3 分析机械电气设备故障

在得出机械电气设备故障诊断幅值以及故障区域概率密度后，在实际分析机械电气设备故障时，下一步要对故障信息进行提取。考虑到机械电气设备的故障信息提取是在二维图像空间平面上进行，因此在得出概率密度极大的中心位置的基础上，将每个空间平面的核进行相乘，提取区域内电力设备故障。其计算公式，如公式（3）所示：

在公式（3）中，c为归一化常数。也就是说在确定电力设备故障区域概率密度的基础上，将机械电气设备故障信息归一化处理，并结合二维图像空间平面自身的连续性特点，对故障信息进行有效提取，避免由于区域密度不均匀导致故障幅值低的问题。将提取出的故障信息导入振动分析仪通过诊断技术分析机械电气设备故障产生的原因。通过振动分析仪可以分析各种机械电气设备故障数据，包括：速度、加速度、位移等类型的振动幅值。还可以将故障数据转换成图形，波形图，FFT频谱图等等，这些图都便于工程专师进行下一步的数据分析，然后总结故障原因。

2 矿山机械电气设备故障检修

本文针对矿山机械电气设备故障检修，提出以下三种检修方法，分别为：经验法、检测法以及电流法[2]。经验法指的是当一台机械电气设备发生故障时，不要急于动手拆卸，首先要根据以往经验了解该电气设备产生故障的原因、经过、范围、现象，熟悉该设备及电气系统的基本工作原理，分析各个具体电路。弄清原理中元件之间的相互联系以及信号在电路中的来龙去脉，仔细分析。并结合实际经验，经过周密思考，通过弹压活动部件法，运用在活动的部件，如：开关、接触器上的衔铁等。经过反复地弹压活动部件，对机械电气设备故障点进行检修。在故障点不明确时，可以运用元件替换法进行验证。

检测法主要是采用辅助工具对机械电气设备故障进行判断的检修方法。辅助工具包括上文用到的振动分析仪以及相关的仪表仪器，通过电阻法、电压法以及电流法的综合运用。在使用检修法进行故障检修中，如果出现互感二次回路故障，需要首先对互感器的保险丝进行仔细的检查，将互感器电源的来源进行明确和审核，结合备用保险丝的盒和线，接到地板上，对其电压进行测试，在临时的电气二次回路和互感器之间建立一个实体开关，对实际的电气二次回路在接通电流之后的工作情况进行观察，看是否能满足习作实际需求。如果所有项目都正常，则可认定修复是有效的；如果在其中出现任何的问题，都要随时进行调整。

电流法主要是在电流中串联电流表，在通电的情况下，可准确地读出读数。该读数的大小能反应出电路的工作状态。开路故障时电气二次回路中交流电非常容易出现的一类故障的情况，一般指的是在电流运转过程中，发出了各类的电气一次回路断线信号，仪器的整体显示其中电流为零值，也就是说没有电流通过；电流互感器有很大的响声发出来，在具体接触导线处可能还有火花出现。

3 结语

为了有效的分析与检修矿山机械电气设备故障，本文通过基于改进MSER算法的机械电气设备故障提取方法对机械电气设备故障进行聚类提取。机械电气设备故障分析与检修是保证机械电气设备工作效率以及工作质量的重要手段，针对提出的经验法、检测法以及电流法三种检修方法可以大幅度提高机械电气设备的故障诊断幅值。因此，在下一步工作中，可以加大对改进的MSER算法研究投入，致力于实现自适应调整参数。但本文唯一不足之处在于，没有针对机械电气设备故障诊断方面进行更加深入的研究，相信这一点，可以作为机械电气设备故障领域研究的重点。