基于礦井開采的高低壓電機維護控制改進方法

王 銘

（河北鋼鐵集團礦業(yè)有限公司石人溝鐵礦，河北 遵化 064200）

在進行礦井開采的過程中，礦井工程開采條件一般情況下較為惡劣，井下空氣潮濕，同時，開一備一的生產(chǎn)機制也會導(dǎo)致電機間歇性運轉(zhuǎn)。此外，也存在操作人員的管理疏忽的問題，這些因素都會導(dǎo)致井下電機故障，給生產(chǎn)經(jīng)營帶來經(jīng)濟損失。因此，對高低壓電機的維護工作十分重要。造成高低壓電機故障造成電機運行方式存在問題，針對這些問題，本文提出一種基于礦井開采的高低壓電機維護控制改進方法，改進對高低壓電機的維護與保養(yǎng)。

1 基于礦井開采的高低壓電機維護控制改進方法

對于礦井工程開采，安裝及使用條件較為惡劣，因此在進行礦井開采工作工程會產(chǎn)生各種機電故障問題，一般的機電故障問題分為大致三種，分為電機運行方式、電機內(nèi)部軸承間的摩擦以及開采時資源的熱膨脹性能不穩(wěn)定。在電機安裝使用不當(dāng)、維護保養(yǎng)不當(dāng)?shù)那闆r下，針對維護保養(yǎng)過程中的問題，采用以下方式進行解決[1]。

（1）增大高低壓電機繞組線絕緣厚度。絕緣漆是漆類中的一種特種漆。絕緣漆是以高分子聚合物為基礎(chǔ)，能在一定的條件下固化成絕緣膜或絕緣整體的重要絕緣材料。電阻絕緣漆材料是一種介質(zhì)，其基本特征是以感應(yīng)而不是以傳導(dǎo)的方式來傳遞電流的作用與影響。為了使其運行穩(wěn)定性提高，同時延長高低壓電機的使用壽命，本文將其繞組線的絕緣厚度進行增大處理。因為高低壓電機在運行過程中，電機的繞組會產(chǎn)生局部的絕緣較弱的問題出現(xiàn)：由于空氣當(dāng)中的介電系數(shù)比一般固體的介電系數(shù)小，同時氣體以及其周圍的介質(zhì)中場強與介電系數(shù)之間成反比例關(guān)系，因此絕緣繞組線內(nèi)部的孔隙和氣泡會產(chǎn)生局部的放電反應(yīng)。由于絕緣繞組中長期存在超負(fù)荷放電反應(yīng)將整個絕緣體貫穿性擊穿，從而造成高低壓電機的運行故障，縮短高低壓電機的使用壽命。而將其繞組線的絕緣厚度增大后，可以有效抑制絕緣繞組線內(nèi)部的孔隙和氣泡產(chǎn)生，防止空氣擊穿場強。在高低壓電機運行過程中，局部放電反應(yīng)的發(fā)生通常是在一個較小的區(qū)域當(dāng)中，放出的電量較小，因此不會對高低壓電機的絕緣強度造成影響，但即使是十分微弱的放電反應(yīng)也會對電機造成一定的危害。因此，本文選用一種易于交聯(lián)、抗老化性能強、凈化度更高且具有耐水性的新型絕緣膠管應(yīng)用到電機繞組線當(dāng)中，從而增大電機繞組線外層絕緣層厚度。同時，將電機中的輻照劑量進行調(diào)整，從而改變繞組線的交聯(lián)度以及交聯(lián)的均勻性，實現(xiàn)對高低壓電機的維護和保養(yǎng)。

（2）調(diào)整高低壓電機引出線絕緣結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)高低壓電機的因出線的絕緣結(jié)構(gòu)主要是由內(nèi)部絕緣套管、外部絕緣套管以及導(dǎo)電桿構(gòu)成。外部絕緣套管需要高低壓電機具有較高的機械性能和電氣性能。在高低壓電機在安裝使用過程中鋁質(zhì)瓷套容易出現(xiàn)破裂的問題，導(dǎo)致電機運行穩(wěn)定性不高。對此本文將傳統(tǒng)引出線絕緣結(jié)構(gòu)中的鋁質(zhì)瓷套更換為一種絕緣的模壓件結(jié)構(gòu)，保持其原有規(guī)格和形狀不發(fā)生改變。與傳統(tǒng)引線絕緣結(jié)構(gòu)相比工藝更加簡單，并在一定程度上提高了高低壓電機的運行穩(wěn)定性。同時，傳統(tǒng)高低壓電機的密封絕緣采用一種絕緣粘帶實現(xiàn)，通過在兩條絕緣粘帶之間填充密封泥。在實際運行過程中，兩條絕緣粘帶之間會產(chǎn)生三角區(qū)導(dǎo)致密封不良，絕緣帶會出現(xiàn)開裂的狀態(tài)，填充物會隨之泄露，會造成電機電流傳輸故障。針對這一問題，本文選用一種薄膜絕緣膠管代替絕緣粘帶，薄膜絕緣膠管套用后高低壓電機的整體性能得到明顯的提高，進一步加強了電機繞組線之間的密封性，延長高低壓電機的使用壽命。

（3）加強絕緣管理、嚴(yán)格保養(yǎng)措施。高低壓電機工作運行主要環(huán)境是在礦井當(dāng)中，不可避免的存在大量的雜質(zhì)及潮濕空氣，嚴(yán)重影響高低壓電機的穩(wěn)定運行。因此，加強對礦井下電動機的絕緣搖測，是保護電機受潮而造成的絕緣擊穿的必要手段，在對絕緣電阻進行檢查時一般用兆歐表。因此，建立完善的電機綜合保護系統(tǒng)，確保機電設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)，在每臺電機的供電支路上裝設(shè)了漏電閉鎖保護或有切斷漏電裝置，實現(xiàn)縱向、橫向選擇性的漏電保護，當(dāng)某條支路電機單向絕緣下降到規(guī)定值以下時，保護器迅速將故障支路斷電，達(dá)到超前防范目的。

2 實驗論證分析

通過本文上述研究，為礦山開采中的高低壓電機穩(wěn)定性運行和使用壽命的延長提供了三方面改進意見。為了進一步驗證本文提出的改進方法具有一定的可行性和有效性，將改進后的高低壓電機與傳統(tǒng)高低壓電機進行如下對比實驗。

（1）現(xiàn)場改進試驗。本試驗以改進后的高低壓電機與傳統(tǒng)高低壓電機的使用壽命作為研究對象。除本文上述三方面的改進不同外，其它參數(shù)例如高低壓電機規(guī)格等參數(shù)、使用環(huán)境以及電源均保證相同的情況下，在進行礦井實驗中，利用軟件構(gòu)建兩種不同結(jié)構(gòu)的高低壓電機各20臺，并通過參數(shù)的設(shè)置添加5種不同的工況類型，利用40臺高低壓電機進行模擬礦井開采工作，當(dāng)高低壓電機出現(xiàn)故障時，停止運行，并將其運行時間記錄為該臺高低壓電機的使用壽命。將40臺高低壓電機的使用壽命分別進行記錄。高低壓電機各20臺從事現(xiàn)場經(jīng)營運轉(zhuǎn)活動，按照改進前和改進后分為五組不同的工況類型，當(dāng)高低壓電機出現(xiàn)故障時，停止運行，并將其運行時間記錄為該臺高低壓電機的使用壽命。將40臺高低壓電機的使用壽命分別進行記錄，得到以下結(jié)果。

（2）實驗結(jié)果及分析。根據(jù)上述實驗準(zhǔn)備，完成本文改進后的高低壓電機與傳統(tǒng)高低壓電機的對比實驗。根據(jù)記錄的使用壽命，繪制兩種高低壓電機的實驗結(jié)果對比曲線圖，如圖1所示。從圖1中的兩條對比曲線可以看出，通過本文方法改進后的高低壓電機使用壽命明顯高于傳統(tǒng)高低壓電機的使用壽命，且改進后電機的平均使用壽命高達(dá)13年以上，而傳統(tǒng)高低壓電機的平均使用壽命只能達(dá)到7年，并且傳統(tǒng)高低壓電機的運行質(zhì)量波動幅度較大，不具有實際的應(yīng)用價值。因此，通過實驗進一步證明了，本文基于礦井開采的高低壓電機維護控制改進方法具有提高高低壓電機運行穩(wěn)定性以及延長運行壽命的作用，在正常礦山開采運行情況中，高低壓電機的壽命延長了5年左右，具有一定的維護和保養(yǎng)效果，且更具有實際的應(yīng)用價值。

圖1 兩種高低壓電機實驗結(jié)果對比曲線

3 結(jié)語

本文針對傳統(tǒng)高低壓電機中存在的故障率高、使用壽命短等問題，提出一種基于礦井開采的高低壓電機維護控制改進方法。通過對比實驗，進一步驗證了該方法的有效性。同時，高低壓電機的維護和保養(yǎng)還可以通過定期對高低壓電機進行除塵清掃、加裝阻容吸收裝置、加強對高壓電機的控制和監(jiān)測等方式，進一步延長高低壓電機的使用壽命，降低礦山開采的生產(chǎn)成本，保證礦山企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。