煤矿井下防爆电机故障分析

《煤矿井下防爆电机故障分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、煤矿井下防爆电机故障分析刘向东(扎赉诺尔煤业有限公司灵泉矿，内蒙古满洲里021410)摘要：煤矿井下爆炸性气体混合物的爆炸必须具备两个条件，一定的气体浓度和足够的火花能量，煤矿井下使用的隔爆型三相异步电动机，在正常运行时是不会发生爆炸事故的，但如果在故障状态下运行，就会产生足够的火花、电弧，热表面，灼热颗粒等，引起渗入电机内部的爆炸性气体混合物爆炸，此时电机隔爆失效，就会引起矿井瓦斯爆炸事故。关键词：防爆；电机；故障煤矿用电动机，特别是煤矿采区工作面电动机，因其工作面用电动机,因其工况条件非常恶劣，突发事件较多。电动机过载运行，频繁

2、启动，使电动机事故率较高，寿命也就很短。木文对电机安全运行可靠度进行了初步探计，通过统计分析具体故障的成因，对电机安全运行的软环境提出了要求。1电机安全运行可靠度电机的任何一个部件的失效都将使电机出现故障，因此，其可靠性木模型为串联模型，各部件的失效可以看成是独立的，其可靠度计算公式为：R(t)=R1(t)·R2(t)".Rn(t)=Ri(t)(1)式中第Rlλi部件的可靠度，是时间函数。电机在整修寿命期内，通常可分为三个阶段，第一阶段为磨合阶段，即早期失效阶段，失效率随时间迅速下降，这一阶段通常在出厂前

3、的检验中就被剔除，第二阶段为偶然失效期，失效期基木不变，是最重要的阶段，电机这一阶段能否正常运行，是煤矿井下安全生产的保障，第三阶段是耗损阶段，电机使用到一定程度后，由于轴承磨损、绝缘和电子元件老化，其故障率随时间上升。对于第二阶段，通常将故障率看作常数，这时电机寿命服从指数分布,各单元的可靠度为R1(t)=e-λit(2)式中λi-第i单元的失效率，λ=λi电机的平均寿命a=l/λAi与温度，湿度、压力、负载等因素有关，各部件的工作失效率通常用λi

4、=λOi.ki.Di(3)式中λOi—基本失效率；ki一环境因子；Di—降额因子。在一些可靠性预计手册中，都给出来了λoi、ki、Di的参考值，可以根据电机使用情况选取。从以上分析可知，引起电机故障的因素很多，随机性也较强。但大多数电机即使出现故障，也不会引起电机内、外爆炸的发生，而且奋些故障一经排除，电机就会继续正常工作。2具体故障统计分析事例1定子内部发生故障：1998年3月17日七煤矿务局新兴矿井下综采三队在3井层8710工作面采煤，所用的SCJ-764/400运输机在投用第五天正常运

5、行中突然发生电机内部爆炸，将后端盖炸飞甩出8米多，电机后端盖8-M12螺栓全部从螺栓头根部切断，轴承外小盖上4-M12螺栓从螺扣处断开，端盖冇裂纹及变形，止口边掉一块，内部定子线包出线端部有一短路烧毁痕迹，另一端发现烧熏痕迹，向外传爆，但内外部条件所限，未引起重大恶性事故。隔爆电机在井下实际运行中，发生故障最多的部件就是定子绕组，例如:任意一相定子绕组线圈(匝间)短路，相绕组接反以及相间短路等，电机内部绕组短路，断路线匝内通过很大的环流，使绕组迅速发热直到烧毁，此时，若电机内爆炸性气体混合物有足够的浓度，就会被点燃发生爆炸，如果电机

6、壳体或联接件强度不够，或隔爆结构隙超过标准要求，就向外传爆，就奋可能诱发矿井瓦斯爆炸。电机过载，过电压,单相运行和绝缘材料老化,损坏都会造成绕组短路。从矿上反馈冋来的信息看，电机温升过高是绝缘材料失效的主要原因,通过大量研宄，得出了对于ABH级绝缘材料，温度每升高8度、10度、180度，绝缘寿命将降低一半，另外，电机密封性能不好，机组漏出的油、水等流进电机，也使电机绝缘材料提前失效。事例2轴承损坏和圆简隔爆面失效：1999年11月1日富强煤矿第二采区所用采煤机电机井下运行2小吋出现故障，电机停止转动，经检查发现，电机轴承损坏，前端盖

7、和轴研磨，抱轴,圆隔爆面失效（电机所用轴承为瑞典SKF公司进U轴承、质量可靠、寿命高）。轴承作为支承电机转子的部件，要求冇足够的旋转寿命和一定的旋转精度，轴承损坏的先兆是轴承温度急剧升高，轴承内部的3锂基润滑脂稀释、流失、轴承干磨，造成轴承损坏，因此电机轴承常安装温度报警，只是用户常忽略不接。对于隔爆电机，轴承装置包括了电动机主要的外壳防护结构、转子支撑结构和隔爆结构，由于其含有转动隔爆接合面，因此结构设计要求非常严格。事例3接线腔内电气元件损坏：七煤龙湖煤矿1台双速电机在井下使用两天半，因接线腔漏水烧毁了低绕组的接线端子和接线柱，

8、电机停转。按线腔作为电机和外部电源的联接装置，相对电机内部是一个独立的隔爆腔，其内的接线柱将电机定子引出线和外部电源联接在一起，一般冇六个接线柱,接线柱之间必须绝缘，如果接线柱之间发生短路现象，就会产生巨大的热量，烧毁接线柱。若渗入到