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[摘 要]煤矿电气设备的种类很多，本文仅仅只是对馈电开关、防爆电气开关以及采煤机变频器驱动板进行了一定的维修性改进探讨，实际当中，还应当严格遵循国家有关防爆设备改造的审查程序规定，以确保设备维修后的安全性能符合规定要求。随着煤矿电气设备技术的持续更新与发展，设备的维修与改进工作将面临更大的挑战。
[关键词]煤矿；电气设备；可维修性；改进
中图分类号：S219.033 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0143-01
1 煤礦电气设备维修管理工作存在的主要问题
（1） 维修过剩。煤矿电气设备的设计制造与电气设备的维修工作计划以及煤矿的维修能力没有很好的结合、匹配起来，两者之间的独立式的期间缺乏足够的交流、反馈等问题，从而使得煤矿电气设备在使用过程中出现的关于质量、费用、技术与能耗等方面的相关问题不能及时反馈到设备设计制造过程中，影响设备及时进行技术更新。
（2） 维修技术落后。煤矿机械设备大多采用传统的事后维修技术，不能满足当前煤矿对电气设备的新需求。伴随着电气设备故障检测技术的持续发展，以在线监测与故障诊断为基础的电气设备工作诊断技术得到逐步应用，其对提高煤矿电气设备工作可靠性起到重要作用。通过在线监测与诊断得到相关数据之后，利用计算机进行分析处理，得到电气设备的具体故障特征，争取在电气设备出现故障之前进行有效的维修和处理，最大程度保证煤矿设备工作可靠性。但是，由于相关电气设备结构和工作原理不能应用于在线监控系统，导致该系统的作用难以充分发挥，限制了煤矿电气设备及其控制技术的发展。
（3） 缺乏可维修性理念。在设备的维修及相关工作的展开过程中，缺少必要的技术经济性理念，在一定程度上限制了煤矿自动化程度的提升，不利于煤矿生产效率的提高。
2 矿用电气开关的芯体结构的维修与改进
随着煤炭市场的迅速发展，多种矿用防爆电气开关得到了广泛应用，新型的设计制造技术也得到了迅速的发展。当电气开关出现故障时，如何在尽可能短的时间内修好或者直接更换电气元件，这是煤矿安全生产根本需要。下面将以400A 型馈电开关为对象，探讨其维修机结构改进措施。
400A 型馈电开关整个芯体都至于隔爆壳体底部的滑道之上，然后用两个螺
栓进行固定。由于大部分电气元器件都集中安装在同一个芯体上，从而造成了芯体的大而重，装拆不方便。在对其中的元器件进行维修时，如果需要对芯体反面的元器件进行维修时，则需要将设备的整个芯体抽出来之后才能进行更换。这时，需要将之用于固定的六个螺母、螺栓断路器拆除之后才能将芯体抽出。这不但增加了对电子元器件更换、维修的难度，而且浪费了大量的时间、影响了煤矿的持续性生产。
2.1 对400A 馈电开关结构的改进
将400A 馈电开关的整个芯体放在了主腔的左侧，形成了左芯体。这时，芯体结构的整体体积减小、重量变轻，而且结构更加紧凑合理。因为左芯体同样是置于隔爆壳体底部的滑道中，然后将断路器与连接传感器插头插到滑道末端中的孔内，然后用一个螺栓就可以加以固定。与普通馈电开关相比，其结构要比改进前的体积减小很多，而且更轻，使用过程中只需要拆下一个螺栓就可以将芯体抽出，提高了维修的方便性。
同时，设备的插接式断路器都采用了桶式插接式结构，该结构简单、装配方便、散热好、工作可靠，为维修工作节约了大量的时间。
3 防爆电气开关维修与改进
3.1 分级闭锁装置在防爆电器开关改进中的应用
当前煤矿大量使用的防爆电器开关主要是矿用隔爆型与矿用隔爆兼本质安全型两种典型设备。其主要用于各种电机的启动、控制以及电机的故障保护工作中。同时，还用于多种矿井水泵控制与故障保护中，以防止水泵水位不足导致的运转故障。
为了保证煤矿的安全生产，煤矿通常要求电气开关设置有专门用于防止非操作人员操作的装置。某煤矿设计采用在所有电气开关的闭锁杆上钻直径为5 ～ 8mm 的孔，在隔离过程中通过在孔上加锁的方式起到保护作用。这样，非操作人员将不能转动闭锁杆。井下维修人员需要对设备进行检修或者停电作业时，只需要自备钥匙就可以完成开锁启动。在一定程度上提高了设备的安全性。
但是，由于该操作方法存在一定的局限性，没有从根本上解决带电开启接线腔的问题。笔者根据设备使用及维修经验，将分级闭锁开关引进，对设备加以改进。所谓的分级闭锁就是指将接线腔分为电源进线与负载出线两个相互独立的隔爆腔，在带电情况下将其中任意一接线腔打开时，通过闭锁机构动作使得开关分闸断电，完成对应的闭锁保护机构。而当负载出线腔闭锁在本级开关时，电源进线腔闭锁在上级开关，有效地达到了保护目的。
3.2 阻容吸收装置改进策略
作为阻容吸收装置的保护性元件，其工作过程中主要起到吸收过电压的重要作用。但是，当装置设计、安装不当时将会造成事故，使得保护元件反而成为诱发事故的关键因素。在实际的检修工作中，经常存在着通电带载试验中发生了阻容吸收装置由于电气间隙不足导致的短路故障。这时，可以使用环氧树脂与其他材料来密封设备外露电阻、电容，保证其工作可靠性。通过实际的矿井使用情况来看，该方法可以有效地避免短路事故的发生。
3.3 参数整定及信号指示改进
产品设计过程中使用的状态信号指示功能，使得维修人员能够及时地了解设备的运行状态。但是，依然有部分产品在设计过程中没有设置该项功能，使得检修人员难以对故障状态、设备工作状态形成直观的判断。随着电器设备逐步向智能化方向发展，参数整定、保护功能设置等都可以通过保护系统的人机信息交换得以实现，通过智能化的参数整定与信号改进有效地提高了设备的工作可靠性。
4 煤机用变频器驱动板的改进
当前，国内煤矿使用的采煤机所使用的变频器中的二象限与四象限变频驱动板一般是将稳压电源部分、驱动单元部分、脉宽调制部分集成在一体。这在一定程度上增加了驱动板发生故障的概率，而在将各个驱动单元单独制作成三个独立的驱动板时，将能够有效地降低驱动板发生故障的概率，同时还明显降低了变频器的制作与维护成本。
例如， JOY、EICKHOFF 型号的采煤机所使用的变频器就是委托专门的变频器生产厂家根据具体的煤矿条件开发设计完成的，其驱动单元固定在各个逆变模块当中，由于独立驱动单元体积较小，而且各个驱动单元中有两个对称的触发单元，使得变频设备中的稳压电源与脉宽调制装置都相互独立，有效地降低了驱动单元的故障概率。
5 结语
随着煤矿采掘自动化程度的不断提高，做好煤矿电气设备的维修与保养工作，提高煤矿电气设备的整体运行可靠性，对煤矿安全生产具有重要作用。本文针对煤矿中的几种典型电气设备，对其可维修性进行分析，通过改进其结构的方式提高其可维修性。
参考文献
[1] 张有双.关于煤矿电气设备维修与改进措施的探讨[J].科学之友，2012（24）.
[2] 陈恒，张莉娜，李赟恒.采煤机用变频器驱动板故障分析及改进[J].机械工程师，2013（4） .
[3] 付志刚.浅议煤矿电气设备的维修与改进[J].山西科技，2012，04.
[关键词]煤矿；电气设备；可维修性；改进
中图分类号：S219.033 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0143-01
1 煤礦电气设备维修管理工作存在的主要问题
（1） 维修过剩。煤矿电气设备的设计制造与电气设备的维修工作计划以及煤矿的维修能力没有很好的结合、匹配起来，两者之间的独立式的期间缺乏足够的交流、反馈等问题，从而使得煤矿电气设备在使用过程中出现的关于质量、费用、技术与能耗等方面的相关问题不能及时反馈到设备设计制造过程中，影响设备及时进行技术更新。
（2） 维修技术落后。煤矿机械设备大多采用传统的事后维修技术，不能满足当前煤矿对电气设备的新需求。伴随着电气设备故障检测技术的持续发展，以在线监测与故障诊断为基础的电气设备工作诊断技术得到逐步应用，其对提高煤矿电气设备工作可靠性起到重要作用。通过在线监测与诊断得到相关数据之后，利用计算机进行分析处理，得到电气设备的具体故障特征，争取在电气设备出现故障之前进行有效的维修和处理，最大程度保证煤矿设备工作可靠性。但是，由于相关电气设备结构和工作原理不能应用于在线监控系统，导致该系统的作用难以充分发挥，限制了煤矿电气设备及其控制技术的发展。
（3） 缺乏可维修性理念。在设备的维修及相关工作的展开过程中，缺少必要的技术经济性理念，在一定程度上限制了煤矿自动化程度的提升，不利于煤矿生产效率的提高。
2 矿用电气开关的芯体结构的维修与改进
随着煤炭市场的迅速发展，多种矿用防爆电气开关得到了广泛应用，新型的设计制造技术也得到了迅速的发展。当电气开关出现故障时，如何在尽可能短的时间内修好或者直接更换电气元件，这是煤矿安全生产根本需要。下面将以400A 型馈电开关为对象，探讨其维修机结构改进措施。
400A 型馈电开关整个芯体都至于隔爆壳体底部的滑道之上，然后用两个螺
栓进行固定。由于大部分电气元器件都集中安装在同一个芯体上，从而造成了芯体的大而重，装拆不方便。在对其中的元器件进行维修时，如果需要对芯体反面的元器件进行维修时，则需要将设备的整个芯体抽出来之后才能进行更换。这时，需要将之用于固定的六个螺母、螺栓断路器拆除之后才能将芯体抽出。这不但增加了对电子元器件更换、维修的难度，而且浪费了大量的时间、影响了煤矿的持续性生产。
2.1 对400A 馈电开关结构的改进
将400A 馈电开关的整个芯体放在了主腔的左侧，形成了左芯体。这时，芯体结构的整体体积减小、重量变轻，而且结构更加紧凑合理。因为左芯体同样是置于隔爆壳体底部的滑道中，然后将断路器与连接传感器插头插到滑道末端中的孔内，然后用一个螺栓就可以加以固定。与普通馈电开关相比，其结构要比改进前的体积减小很多，而且更轻，使用过程中只需要拆下一个螺栓就可以将芯体抽出，提高了维修的方便性。
同时，设备的插接式断路器都采用了桶式插接式结构，该结构简单、装配方便、散热好、工作可靠，为维修工作节约了大量的时间。
3 防爆电气开关维修与改进
3.1 分级闭锁装置在防爆电器开关改进中的应用
当前煤矿大量使用的防爆电器开关主要是矿用隔爆型与矿用隔爆兼本质安全型两种典型设备。其主要用于各种电机的启动、控制以及电机的故障保护工作中。同时，还用于多种矿井水泵控制与故障保护中，以防止水泵水位不足导致的运转故障。
为了保证煤矿的安全生产，煤矿通常要求电气开关设置有专门用于防止非操作人员操作的装置。某煤矿设计采用在所有电气开关的闭锁杆上钻直径为5 ～ 8mm 的孔，在隔离过程中通过在孔上加锁的方式起到保护作用。这样，非操作人员将不能转动闭锁杆。井下维修人员需要对设备进行检修或者停电作业时，只需要自备钥匙就可以完成开锁启动。在一定程度上提高了设备的安全性。
但是，由于该操作方法存在一定的局限性，没有从根本上解决带电开启接线腔的问题。笔者根据设备使用及维修经验，将分级闭锁开关引进，对设备加以改进。所谓的分级闭锁就是指将接线腔分为电源进线与负载出线两个相互独立的隔爆腔，在带电情况下将其中任意一接线腔打开时，通过闭锁机构动作使得开关分闸断电，完成对应的闭锁保护机构。而当负载出线腔闭锁在本级开关时，电源进线腔闭锁在上级开关，有效地达到了保护目的。
3.2 阻容吸收装置改进策略
作为阻容吸收装置的保护性元件，其工作过程中主要起到吸收过电压的重要作用。但是，当装置设计、安装不当时将会造成事故，使得保护元件反而成为诱发事故的关键因素。在实际的检修工作中，经常存在着通电带载试验中发生了阻容吸收装置由于电气间隙不足导致的短路故障。这时，可以使用环氧树脂与其他材料来密封设备外露电阻、电容，保证其工作可靠性。通过实际的矿井使用情况来看，该方法可以有效地避免短路事故的发生。
3.3 参数整定及信号指示改进
产品设计过程中使用的状态信号指示功能，使得维修人员能够及时地了解设备的运行状态。但是，依然有部分产品在设计过程中没有设置该项功能，使得检修人员难以对故障状态、设备工作状态形成直观的判断。随着电器设备逐步向智能化方向发展，参数整定、保护功能设置等都可以通过保护系统的人机信息交换得以实现，通过智能化的参数整定与信号改进有效地提高了设备的工作可靠性。
4 煤机用变频器驱动板的改进
当前，国内煤矿使用的采煤机所使用的变频器中的二象限与四象限变频驱动板一般是将稳压电源部分、驱动单元部分、脉宽调制部分集成在一体。这在一定程度上增加了驱动板发生故障的概率，而在将各个驱动单元单独制作成三个独立的驱动板时，将能够有效地降低驱动板发生故障的概率，同时还明显降低了变频器的制作与维护成本。
例如， JOY、EICKHOFF 型号的采煤机所使用的变频器就是委托专门的变频器生产厂家根据具体的煤矿条件开发设计完成的，其驱动单元固定在各个逆变模块当中，由于独立驱动单元体积较小，而且各个驱动单元中有两个对称的触发单元，使得变频设备中的稳压电源与脉宽调制装置都相互独立，有效地降低了驱动单元的故障概率。
5 结语
随着煤矿采掘自动化程度的不断提高，做好煤矿电气设备的维修与保养工作，提高煤矿电气设备的整体运行可靠性，对煤矿安全生产具有重要作用。本文针对煤矿中的几种典型电气设备，对其可维修性进行分析，通过改进其结构的方式提高其可维修性。
参考文献
[1] 张有双.关于煤矿电气设备维修与改进措施的探讨[J].科学之友，2012（24）.
[2] 陈恒，张莉娜，李赟恒.采煤机用变频器驱动板故障分析及改进[J].机械工程师，2013（4） .
[3] 付志刚.浅议煤矿电气设备的维修与改进[J].山西科技，2012，04.