煤礦綜合機(jī)械化采煤設(shè)備故障維修案例分析

李培宏

（百色百礦集團(tuán)有限公司 廣西百色 533600）

1 MG200/456-AWD交流變頻電牽引采煤機(jī)常見故障的維修

（1）案例1：變頻電牽引采煤機(jī)不能開機(jī)。

打開按鈕操作板箱蓋，箱內(nèi)有三塊溫度檢測(cè)模塊：①②③依次是左截割、右截割、牽引變壓器的溫度檢測(cè)模塊，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)③號(hào)模塊溫度很高，當(dāng)牽引變壓器溫度超過(guò)155℃時(shí)，采煤機(jī)的PLC電控系統(tǒng)會(huì)執(zhí)行超溫保護(hù)而停機(jī)；此時(shí)采煤機(jī)無(wú)法再啟動(dòng)。待模塊冷卻CPU沒檢測(cè)到超溫后，才能重新開機(jī)。

分析故障原因：是防塵水的壓力太小，不能及時(shí)冷卻牽引變壓器的發(fā)熱量引起保護(hù)停機(jī)。

（2）案例2：交流變頻電牽引采煤機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。

打開電控箱蓋板，按采煤機(jī)起動(dòng)按鈕，小繼電器K1（自保作用）吸合綠燈亮，幾秒后K1綠燈滅；小繼電器K2綠燈亮一下即滅，采煤機(jī)啟動(dòng)不了。檢查左截割電機(jī)接觸器的兩付輔助常閉觸頭，正常。但是發(fā)現(xiàn)①號(hào)溫控模塊上的紅燈一閃一閃的，說(shuō)明①號(hào)溫控模塊不正常。斷開溫控模塊的A8、A9線，采煤機(jī)可以正常啟動(dòng)了。

故障的實(shí)質(zhì)是采煤機(jī)要割掉15m長(zhǎng)的夾矸斷層區(qū)時(shí)左截割電機(jī)負(fù)載較重，引起①號(hào)溫控模塊溫度超限，PLC熱保護(hù)動(dòng)作而停機(jī)。

（3）案例3：變頻電牽引采煤機(jī)啟動(dòng)后，按左或右牽引鍵，都不能行走。

顯示屏顯示從變頻器3210故障代碼紅燈亮。按住“復(fù)位”鍵，再按左或右牽引鍵，采煤機(jī)可以向左或向右行走，顯示屏中只有“箭頭方向、松閘、轉(zhuǎn)速、電流、轉(zhuǎn)矩、溫度”字符顯示，沒有“轉(zhuǎn)速、電流、轉(zhuǎn)矩、溫度”相應(yīng)數(shù)值顯示。開蓋板詳細(xì)檢查相關(guān)控制電路未發(fā)現(xiàn)異常問(wèn)題，只有把主、從變頻器箱拆出外面來(lái)檢查，發(fā)現(xiàn)主變頻器箱頂?shù)慕佑|器的兩個(gè)固定塑料孔已經(jīng)振爛，接觸器掉落把兩個(gè)光纖線插頭壓脫出來(lái)，致使主變頻器和從變頻器之間無(wú)法正常通訊。更換了該接觸器，把兩個(gè)光纖線插頭插好，試機(jī)采煤機(jī)行走正常，顯示屏能顯示出相關(guān)參數(shù)值。

（4）案例4：變頻電牽引采煤機(jī)啟動(dòng)后，能割約3m長(zhǎng)的煤層就會(huì)自動(dòng)停機(jī)。

打開正面箱蓋，通電觀察到主變頻器的紅、綠指示燈能正常發(fā)光，從變頻器的紅、綠指示燈不亮。斷電，把從變頻器箱體拆出來(lái)詳細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)從變頻器箱內(nèi)的三相電抗器的一相已燒斷，無(wú)法修復(fù)。從倉(cāng)庫(kù)拆了一臺(tái)同型號(hào)的三相電抗器更換后，采煤機(jī)工作正常了。

（5）案例5：變頻電牽引采煤機(jī)能啟動(dòng)左截割電機(jī)，延遲啟動(dòng)右截割電機(jī)時(shí)，采面移動(dòng)變電站馬上跳閘，其低壓開關(guān)箱顯示“44K漏電”故障。

從“44K漏電”故障顯示知道，是1140V的供電系統(tǒng)存在漏電現(xiàn)象。按“復(fù)位”鍵，再按“合閘”鍵，移動(dòng)變電站合閘正常，CPU檢測(cè)1140V線路絕緣電阻為9999K，完全正常。重點(diǎn)檢查采煤機(jī)負(fù)載電路的絕緣狀況，先停電打開右截割電機(jī)接線端蓋，用2500V絕緣搖表測(cè)量，三相負(fù)載電纜對(duì)地為0MΩ；脫出三相電纜線頭，測(cè)電機(jī)線圈絕緣電阻為20MΩ，正常；電機(jī)電纜兩相對(duì)地電阻為0MΩ。打開電纜進(jìn)出接線箱的上蓋板，發(fā)現(xiàn)箱內(nèi)的水已泡浸右截割電機(jī)電纜的兩個(gè)接線柱。把箱內(nèi)的水吸干，用空壓機(jī)的風(fēng)吹干接線柱，測(cè)量電纜線絕緣電阻達(dá)1.5MΩ時(shí)，可以供電試機(jī)，采煤機(jī)啟動(dòng)正常。

總結(jié)：煤礦井下移動(dòng)變電站低壓供電系統(tǒng)發(fā)生漏電跳閘時(shí)，低壓開關(guān)箱顯示的故障特征：

低壓1140V、660V、380V供電系統(tǒng)及電器設(shè)備漏電跳閘時(shí)，低壓開關(guān)箱會(huì)依次顯示“44K漏電”、“22K漏電”、“11K漏電”故障現(xiàn)象。

（6）案例6：變頻電牽引采煤機(jī)爬坡無(wú)力（坡度15度），割煤幾分鐘就自動(dòng)停機(jī)了。

采煤機(jī)自動(dòng)停機(jī)后，要按“復(fù)位”鍵才能重新啟動(dòng)，讓采煤機(jī)向上割煤，觀察到左牽引電機(jī)有21A電流，當(dāng)電流升到47A時(shí)就會(huì)自動(dòng)停機(jī)；右牽引電機(jī)電流為0A，說(shuō)明右牽引電機(jī)沒工作。停電檢查控制右牽引電機(jī)的從變頻器電路，發(fā)現(xiàn)中間的125A保險(xiǎn)夾有燒傷痕跡，把保險(xiǎn)管燒蝕點(diǎn)銼平后，插緊保險(xiǎn)夾即好。再查其它部件，發(fā)現(xiàn)電容器接線的銅線耳裂斷，重接。空載試機(jī)觀察顯示屏，上、下行走機(jī)構(gòu)電機(jī)電流均有18A。停電，裝好從變頻器及箱蓋。送電啟動(dòng)采煤機(jī)往上割煤，爬坡有力，速度正常可調(diào)。

（7）案例7：變頻電牽引采煤機(jī)割煤一小時(shí)后，自動(dòng)跳閘到移動(dòng)變電站，低壓開關(guān)箱顯示“1K漏電”。

按“復(fù)位”鍵，按“合閘”鍵，開機(jī)再割煤，跳閘越來(lái)越頻繁，最后是一割煤就跳閘了。

用2500V絕緣搖表測(cè)量，左、右截割電機(jī)及電纜的絕緣電阻分別5MΩ、20MΩ、10MΩ以上；詳細(xì)檢查找不出漏電根源，只有更換左截割電機(jī)來(lái)處理故障。沒想到一換新截割電機(jī)后，采煤機(jī)工作就一切正常了。

左截割電機(jī)拉到地面后，拆出轉(zhuǎn)子觀察發(fā)現(xiàn)，電機(jī)定子受潮有水珠凝聚，一小鋼片插入了電機(jī)線圈端部的一組線圈的兩根銅漆包線中，造成線圈局部小短路，所以一割煤移動(dòng)變電站跳閘。

（8）案例8：變頻電牽引采煤機(jī)工作一段時(shí)間自動(dòng)停機(jī)后，起動(dòng)不了。

采煤機(jī)啟動(dòng)時(shí)，左、右截割電機(jī)和液壓泵電機(jī)都會(huì)先后啟動(dòng)的，現(xiàn)在啟動(dòng)采煤機(jī)卻毫無(wú)動(dòng)靜，理當(dāng)要先檢查控制回路。測(cè)量控制接線柱排中1到6號(hào)線對(duì)地電阻（用數(shù)字表20K檔測(cè)量），1、2、3號(hào)線是無(wú)窮大，4、5、6號(hào)線只有1.3kΩ，這說(shuō)明啟動(dòng)回路存在漏電現(xiàn)象。進(jìn)一步檢查左、右截割電機(jī)的溫度接點(diǎn)和熱電偶的絕緣情況，發(fā)現(xiàn)左截割電機(jī)的熱電偶接線對(duì)地電阻1.3kΩ，其它線路絕緣正常。把左截割電機(jī)的熱電偶兩線用膠布包扎棄用，通電試機(jī)，采煤機(jī)啟動(dòng)、工作都正常。因?yàn)闊犭娕际茄b在電機(jī)定子內(nèi)部，沒辦法更換，只能棄之不用來(lái)處理。

（9）案例9：變頻電牽引采煤機(jī)啟動(dòng)正常，但是不能左右行走。

采煤機(jī)啟動(dòng)時(shí)，油泵電機(jī)得電運(yùn)轉(zhuǎn)，油泵輸出18MPa的壓力；按左行或右行按鈕時(shí)，行走機(jī)構(gòu)的液壓鎖首先打開，采煤機(jī)才能向左、或向右行走。停機(jī)時(shí)液壓鎖會(huì)自動(dòng)鎖定，預(yù)防坡度大時(shí)采煤機(jī)往下滑造成事故。采煤機(jī)不能向左、或向右行走一般有四種情況：①壓力不足液壓鎖沒能打開；②100#液壓油缺失；③壓力油中吸入空氣；④左右牽引電機(jī)轉(zhuǎn)向相反，造成頂牛。經(jīng)檢查液壓系統(tǒng)后，發(fā)現(xiàn)是油箱的100#液壓油流失，引起壓力油壓力不足，沒法打開液壓鎖。加入足夠的100#液壓油后，采煤機(jī)行走正常了。

2 礦用隔爆兼本質(zhì)安全型六回路真空電磁起動(dòng)器常見故障檢修

（1）案例1：綜采工作面刮板機(jī)頻繁自動(dòng)停機(jī)后無(wú)法開機(jī)。

刮板機(jī)正常工作一小時(shí)后會(huì)自動(dòng)停機(jī)，電工要到六回路真空電磁起動(dòng)器處，按壓面板的“復(fù)位”鍵后，刮板機(jī)才能重新起動(dòng)，從故障查詢中沒有找到故障記錄，說(shuō)明停機(jī)并不是保護(hù)電路動(dòng)作引起的。

查看了相關(guān)參數(shù)的設(shè)定，刮板機(jī)的控制方式是“雙機(jī)雙速控制”，K3、K5路低速電機(jī)整定40A，K4、K6路高速電機(jī)整定70A。刮板機(jī)正常運(yùn)煤時(shí)，K4、K6路顯示為8A、9A，用鉗形電流表實(shí)測(cè)電流值為43A、45A。最后查出是光電隔離傳感器插件CGQ4、CGQ6損壞。用新插件更換后試機(jī)，顯示屏顯示K4路、K6路電流分別為38A、39A，與實(shí)際相符，自動(dòng)停機(jī)故障排除。

（2）案例2：綜采工作面刮板機(jī)經(jīng)常自動(dòng)停機(jī)。

開刮板機(jī)觀察K4、K6路顯示的電流分別為38A、18A，很明顯K6路顯示電流值不正常，依據(jù)電路原理圖分析，應(yīng)該是CGQ6光電隔離傳感器插件損壞。更換后試機(jī)，K4、K6路顯示的電流分別為38A、39A，刮板輸送機(jī)工作正常。

（3）案例3：六回路真空電磁起動(dòng)器的CPU故障。

采煤機(jī)啟動(dòng)時(shí)，從六回路真空電磁起動(dòng)器的顯示屏中看到K1接觸器吸合幾秒鐘后自動(dòng)斷開，采煤機(jī)不能工作；而其它接觸器都工作正常。更換采煤機(jī)開機(jī)先導(dǎo)插件F117，無(wú)效。測(cè)PLC的L、N端口有+24V，將+24V線接到PLC下端子1M的“0.0”端口時(shí)，K1不吸合；再將+24V線接到PLC上端口1L的“0.0”端口時(shí)，K1吸合正常。但是，從采煤機(jī)操作臺(tái)按啟動(dòng)按鈕時(shí)，還是開不了采煤機(jī)。判斷是PLC的CPU模塊內(nèi)部電路有問(wèn)題。應(yīng)急處理：將+24V用導(dǎo)線接到CPU上端口1L的“0.0”端口，K1直接吸合，但是采煤機(jī)“啟動(dòng)/停止”按鈕不起作用，停采煤機(jī)必須按急停按鈕鎖停。一周之后，購(gòu)買了一臺(tái)CPU主控制器更換，六回路真空電磁起動(dòng)器才能正常工作，采煤機(jī)“啟動(dòng)/停止”按鈕才能恢復(fù)遠(yuǎn)程控制功能。

（4）案例4：變頻電牽引采煤機(jī)地面試機(jī)時(shí)，操作采煤機(jī)“啟動(dòng)/停止”按鈕，控制正常。在井下使用六回路真空電磁起動(dòng)器作遠(yuǎn)控開關(guān)時(shí)，采煤機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。

變頻電牽引采煤機(jī)地面試機(jī)時(shí)，使用QJZ-2×400Ⅱ作遠(yuǎn)控開關(guān)，采煤機(jī)1#控制線與開關(guān)的S1線連接，開關(guān)S4線接地，采煤機(jī)能正常實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。但是，采煤機(jī)在井下使用六回路真空電磁起動(dòng)器（QJZ-1200/1140-6）時(shí)，采煤機(jī)卻無(wú)法啟動(dòng)。最后，把采煤機(jī)接地的啟動(dòng)二極管正負(fù)極對(duì)換連接后，采煤機(jī)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟動(dòng)和停止控制。

同理，在安裝刮板機(jī)/轉(zhuǎn)載機(jī)的遠(yuǎn)控按鈕時(shí)，如果遠(yuǎn)控線與按鈕接線正確，但是通電仍然無(wú)法啟動(dòng)刮板機(jī)/轉(zhuǎn)載機(jī)，這時(shí)候要把忝加在按鈕內(nèi)的啟動(dòng)二極管正負(fù)極對(duì)換接線，刮板機(jī)/轉(zhuǎn)載機(jī)就能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制了。

3 結(jié)束語(yǔ)

煤礦安全生產(chǎn)過(guò)程中使用的開關(guān)及電氣設(shè)備已經(jīng)廣泛應(yīng)用可編程序控制器作為PLC控制系統(tǒng)的主體模塊，掌握好PLC控制的電路結(jié)構(gòu)原理、梯形電路圖及編寫程序技巧，在PLC控制系統(tǒng)故障維修方面就能理清思路，胸有成竹的處理PLC電氣故障問(wèn)題。

[1]曹輝，霍罡.可編程序控制器系統(tǒng)原理及應(yīng)用.電子工業(yè)出版社，2003，8.

[2]霍罡，樊曉兵.歐姆龍CP1HPLC應(yīng)用基礎(chǔ)與編程實(shí)踐.機(jī)械工業(yè)出版社，2009，9.

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