絕緣檢測方法在煤礦機電設備中的實踐

劉 晉，陳李津，陳 偉

（廈門海關(guān)技術(shù)中心，福建 廈門 361000）

煤礦開采與煤礦生產(chǎn)的安全系數(shù)相對較低，煤礦機電設備的運行環(huán)境也比較惡劣，可能會導致機電設備出現(xiàn)損壞性故障、退化性故障等。為了及時發(fā)現(xiàn)煤礦機電設備中的故障，應做好絕緣檢測工作。因此，本研究對絕緣檢測方法在煤礦機電設備中的應用進行簡要分析。

1 煤礦機電設備絕緣檢測的意義

絕緣是利用絕緣材料與絕緣構(gòu)件將電位不相等的導體分開，保障各個帶電部位正常運轉(zhuǎn)[1]。絕緣檢測是對絕緣材料或電工設備絕緣結(jié)構(gòu)的介電強度進行試驗，主要包括絕緣特性檢測與絕緣耐壓檢測。其中，絕緣特性檢測是在低電壓的情況下對設備進行絕緣檢測，不會對設備造成損壞。絕緣耐壓檢測是檢測設備在不同電壓狀態(tài)下能承受的最大電壓，例如在操作沖擊電壓、雷電沖擊電壓、直流電壓等情況下，檢測設備能承受的最大電壓。進行絕緣耐壓檢測可能會導致設備出現(xiàn)擊穿等情況，會對設備造成破壞，屬于破壞性試驗。相比絕緣特性檢測，絕緣耐壓檢測的準確性更高，但是風險也更大，所以檢修人員需要根據(jù)實際情況選擇合適的檢測方法。

煤礦機電設備主要包括煤礦電氣設備與煤礦機械設備，常用的電氣設備有變壓器、高壓電器、電動機等，常用的機械設備有液壓傳動設備、采煤機械等。煤礦行業(yè)屬于重工業(yè)，具有開采任務重、作業(yè)環(huán)境復雜等特點。同時，煤礦機電設備之間存在較大的性能差異與構(gòu)造差異，只有加強設備管理，才能保障設備正常運行。在外界環(huán)境、人為操作等因素的影響下，煤礦機電設備會出現(xiàn)材料老化、絕緣受損等問題，其絕緣性能就會下降，進而造成一定的影響，例如加大機電設備漏電可能性、影響煤礦生產(chǎn)進度等，甚至會損壞機電設備。對煤礦機電設備進行絕緣檢測可以客觀評估煤礦機電設備的絕緣性能，明確機電設備的具體故障，并通過有效方式進行設備檢修，提高煤礦機電設備的運行效率。

2 煤礦機電設備絕緣檢測的應用范圍

煤礦機電設備在運行過程中會出現(xiàn)故障，對機電設備進行絕緣檢測可以明確設備的安全風險，為設備檢修奠定基礎(chǔ)。

2.1 損壞性故障

損壞性故障是煤礦機電設備常出現(xiàn)的故障類型。常見的損壞性故障有變形、開裂、斷裂等，可能會影響煤礦機電設備的絕緣性能[2]。因此，檢修人員需要多觀察煤礦機電設備的表面，精準識別損壞性故障并及時更換零部件。同時，檢修人員需要對機電設備進行絕緣檢測，判斷機電設備的絕緣性能是否符合要求。

2.2 松脫性故障

松脫性故障是指煤礦機電設備在運行過程中出現(xiàn)零部件松動等情況，檢修人員需要通過安裝固定的方式解決問題。之后，檢修人員需要利用絕緣檢測方法分析煤礦機電設備的安全風險，根據(jù)實際情況進行設備維護，確保煤礦機電設備的絕緣性能符合要求。

2.3 退化性故障

退化性故障又被稱為老化故障。在長期運行過程中，煤礦機電設備的零部件、材料都會出現(xiàn)老化的情況，性能也會不斷下降。如果不及時處理設備問題，就會縮短設備的使用壽命，導致機電設備無法正常運行。檢修人員需要利用絕緣檢測方法分析煤礦機電設備的老化程度，采取有效措施提升設備性能。

2.4 失調(diào)性故障

如果煤礦機電設備出現(xiàn)運行程序紊亂、間隙過大或過小等情況，就會出現(xiàn)失調(diào)性故障。從實際情況來看，煤礦機電設備的失調(diào)性故障屬于隱性故障，檢測難度相對較大，所以檢修人員需要對煤礦機電設備進行調(diào)試檢測與絕緣檢測，采取有效措施解決問題，確保機電設備能正常運行[3]。

2.5 堵塞滲漏性故障

煤礦機電設備在運行過程中也會出現(xiàn)堵塞滲漏性故障，例如漏水故障、漏油故障、堵塞故障等，會對設備絕緣性能造成影響。檢修人員需綜合分析煤礦機電設備出現(xiàn)堵塞滲漏性故障的原因，并對設備進行絕緣檢測。

3 煤礦機電設備絕緣檢測方法

3.1 絕緣電阻檢測

絕緣電阻檢測是較為常見的絕緣檢測方法，有利于提高絕緣檢測結(jié)果的準確性。在應用絕緣電阻檢測方法時，需要明確絕緣電阻檢測的目的、原理與電阻值分析方法。

第一，絕緣電阻檢測的目的。在煤礦機電設備運行過程中開展絕緣電阻檢測，可以明確機電設備的絕緣情況、客觀分析機電設備的絕緣性能，為機電設備維護方案的制定提供數(shù)據(jù)支持。

第二，絕緣電阻檢測的原理。在對煤礦機電設備進行絕緣電阻檢測時，檢修人員需要在絕緣材料上施加一定的直流電壓，并利用專用的絕緣電阻檢測工具檢測絕緣材料的電阻值[4]。在檢測過程中，檢修人員也要分析絕緣材料的變化情況，判斷直流電壓的強度，控制絕緣檢測的誤差；還要分析絕緣材料電阻值的變化情況，如果絕緣材料的電阻值較低，說明絕緣材料的絕緣性能較差，可能會導致煤礦機電設備出現(xiàn)故障。在這種情況下，檢修人員需根據(jù)實際情況制定維修方案，提升維修工作的科學性。

第三，提升絕緣性能的方法。如果煤礦機電設備的絕緣電阻不在正常范圍內(nèi)，說明機電設備存在絕緣問題或短路故障，會對煤礦機電設備的運行安全造成影響。同時，煤礦生產(chǎn)環(huán)境對煤礦機電設備的絕緣性能有較高的要求。如果發(fā)現(xiàn)煤礦機電設備的絕緣性能下降，需要采取有效措施解決問題。在煤礦機電設備運行過程中，影響其絕緣性能的因素有很多。首先，如果煤礦機電設備的運行環(huán)境過于潮濕，絕緣材料就會受潮，煤礦機電設備的絕緣性能會大幅度下降，在絕緣電阻檢測過程中會發(fā)現(xiàn)絕緣材料的電阻值較低。檢修人員可以通過烘干等方式處理受潮的機電設備與絕緣材料，降低其濕度，提升煤礦機電設備的絕緣性能，保障設備運行的安全性。其次，如果煤礦機電設備的絕緣材料受到損壞，其絕緣性能也會下降。在檢修過程中，如果烘干后設備絕緣材料的電阻值仍然很低，需要檢查絕緣材料是否存在破損等情況。若絕緣材料上存在污漬、粉塵或破損，則需要對其進行清理和更換，提升設備的絕緣性能。

3.2 極化指數(shù)與吸收比測試

第一，原理與優(yōu)勢。絕緣電阻檢測存在一定的不足，例如在檢測之后，煤礦機電設備仍然出現(xiàn)短路等故障，說明絕緣電阻檢測不僅會受到環(huán)境等因素的影響，還無法預測煤礦機電設備的絕緣問題。應用極化指數(shù)與吸收比測試方法可以提高檢測結(jié)果的準確性，預測煤礦機電設備的絕緣問題，客觀評估煤礦機電設備的絕緣性能。在正常情況下，如果對煤礦機電設備施加相同的電壓，可以根據(jù)機電設備達到預設絕緣電阻值的時間分析機電設備的絕緣性能。機電設備達到預設絕緣電阻值的時間與機電設備的絕緣性能成反比，即時間越短、絕緣性能越好。從這一情況來看，絕緣檢測的關(guān)鍵指標包括極化指數(shù)與吸收比。在分析極化指數(shù)時，需要分別獲取機電設備在1 min與10 min時的絕緣電阻值，并對這兩個絕緣電阻值進行對比分析，獲取極化指數(shù)。在分析吸收比時，需要分別獲取機電設備在15 s與1 min時的絕緣電阻值，并對這兩個絕緣電阻值進行對比分析，獲取吸收比。無論是極化指數(shù)還是吸收比，都可以反饋煤礦機電設備的絕緣電阻變化情況，且檢測精度較高，但耗時較長。

第二，檢測方法。為了提升煤礦機電設備的絕緣性能，檢測人員需要利用極化指數(shù)與吸收比檢測方法分析機電設備的絕緣情況。煤礦機電設備有很多，包括電機等，因此，本研究以電機為例分析極化指數(shù)與吸收比檢測方法。在生產(chǎn)過程中，若煤礦企業(yè)采購了新的電機設備或重新將之前的電機設備投入運營，需要先對電機設備進行絕緣電阻檢測，確保電機設備沒有問題才能使用。同時，檢修人員需要科學選擇電機設備的歐姆表，確保電機設備的絕緣性能提升1 kV，絕緣電阻就會增加1 MΩ。若電機設備長期處于運行狀態(tài)，煤礦企業(yè)需要每隔半年對其進行一次絕緣檢測并做好絕緣檢測記錄工作。在完成絕緣檢測工作后，檢修人員需要對當前的絕緣電阻值與之前的絕緣電阻值進行對比分析。如果絕緣電阻值下降1/5以上，需要分析電機設備絕緣性能下降的原因。在此過程中，檢修人員可以利用極化指數(shù)與吸收比檢測方法對電機設備進行檢測，如果電機設備的絕緣吸收比大于1.3，說明電機設備的絕緣性能沒有問題；如果電機設備的絕緣吸收比在1.3以內(nèi)，需要分析設備是否存在受潮等問題。若電機設備的極化指數(shù)大于2，說明設備沒有問題；如果電機設備的極化指數(shù)在1.0～1.1，說明電機設備存在一定的絕緣問題；如果電機設備的極化指數(shù)小于1，就需要及時更換電機設備的絕緣部件[5]。

4 結(jié)語

對煤礦機電設備進行絕緣檢測具有重要意義，可以保障煤礦生產(chǎn)的安全性。煤礦企業(yè)需要加大對絕緣電阻檢測、極化指數(shù)與吸收比測試等絕緣檢測方法的研究力度，并將其應用于煤礦機電設備故障檢測中。