论文部分内容阅读
摘要：电机寿命与电机实际温升有直接关系。电机在运行中长期超过允许温升，将严重损伤绝缘，大大缩短电动机的寿命。笔者结合自己多年工作经验，详细深入地分析了电动机烧毁的各种原因，提出了针对性措施，推出了机电设备人性化管理方案。
关键词：煤矿井下；电机烧毁；事故分析；设备使用；管理
Abstract: the motor and motor life is directly related to the actual temperature rise. In the medium and long term operation more than allow the motor temperature rise will seriously damage insulation, greatly shorten the life of the motor. The author, based on his years of work experience, detailed analyzed deeply the various causes of motor burned, and puts forward some corresponding measures introduced a mechanical and electrical equipment humanized management plan.
Keywords: coal mine underground; Motor burned; The accident analysis; Equipment use; management
中图分类号：TM32 文献标识码：A 文章编号：
在煤矿中烧坏电动机是造成经济损失较大的机电事故之一。从烧电机的场所来看，地面烧的少，井下烧的多（占90%以上），井下固定设备烧的少，采区输送机电机烧的多（占井下的85%）。特別是综采及综采放顶煤工作面烧电机的情况更是频频发生，成为高产高效矿井综合机械化采煤工作面生产影响的主要因素。从所烧电机绕组来看，有的是匝间，有的是两相，有的是三相，有的是由接地引起的相间烧毁。造成烧毁的主要原因是电机长时间过负荷，温度升高，绝缘损坏而引起的匝间短路、接地等故障。
中、小型电机的寿命一般为15年，井下小型电机寿命为5年。现场使用经验表明，只要电机使用合理，注意维护保养，运行中温度不超过，电机就会超过规定的使用寿命。反之，就会大大缩短。现对煤矿井下烧电机的主要原因分析如下：
一、供电设计不合理。
设备选型后，必须要根据现场实际，设计出相适应的供电方案。如果采区电缆选择不当，供电距离远而截面选择小，造成线路压降大。对于电动机而言，M=KU ，电机的转矩与与电压的平方成正比，例如电源电压降低到额定电压的70﹪，则转矩大约只有原来的1/2。因此，电源电压的降低，可能造成电动机启动困难或不能正常运转，或满载运行时电流增大而造成电机过热烧坏。
二、三相异步电动机两相运行。
一相断线后，电动机将不能起动。如果电动机在运行过程中一相断线，电动机仍能运转，但转速将明显降低。这是因为，电动机一相断线后，两相电流产生的磁场是一大小变化、空间方向不变的磁场，可以认为是两个旋转方向相反、大小相等的旋转磁场。当电动机已在旋转，由于惯性力加强了正方向的旋转磁场，从而使电动机仍能按原来的旋转方向继续运行。但因为是两相运行，所以电动机的功率已大大下降。对于Y形联结电动机内部、外部一相断线，或△形联结电动机外部一相断线，电动机输出功率为额定功率的58%；对于△形联结电动机内部一相断线，电动机输出功率为额定功率的67%。
三相电动机缺一相电源，无论是起动前缺相，还是运行中缺相，都将使电动机定子、转子绕组电流大大增加，时间稍长，电动机就会因过热而烧毁。据统计，三相异步电动机烧毁绕组的事故，绝大多数都是由于缺相运行引起的。缺相运行时，电动机本体温度增高，振动加大和声音异常。
煤矿井下造成电动机两相运行的主要原因有：⑴电机接线时接线螺丝未拧紧，造成接触电阻比较大，根据焦耳定律Q=I2Rt，造成导体及其附件（零部件）温度升高，最后在相接处把线烧断，从而造成两相运行。⑵开关启动频繁，真空交流接触器出现故障有一相接触不实，从而造成电机两相运行。⑶真空馈电开关存在故障，有一相接触不实，或供电线路有一相断路。
三、接线错误。
对△形联结的电动机，如果错误地接成Y形联结，则附加在每相绕组上的电压只有额定值的1/ ，转矩下降1/3，如果说在轻载下尚可起动，那么起动后的转速将大为下降，电流大大增加。如果将Y形联结接成了△形联结，每相绕组电压升高了 倍，铁芯磁通严重饱和，还可能击穿匝间绝缘。
定子绕组一相错误反接。定子三相绕组首尾联接正确时，随着各相电流大小、方向依次变化，它们产生的磁场是以同步转速旋转的。如果一相绕组的头尾接反了就会使磁场不能规则地旋转，大大削弱了旋转磁场拖动转子的力，使转速下降。与此同时，转子在不规则的力的作用下，将产生剧烈振动，并在转子中产生很大的附加电流，使电动机过热。
四、单相接地故障。
若网路电压是1140V，接地前电机相绕组对地电压660V，若一相接地后，其它两相对地电压升高为1140V，当电机任一相绕组绝缘性能降低时，就会因电压升高击穿绝缘，造成相间短路烧毁电机。所以井下低压网路任一相接地是不允许长时间存在的。
五、电动机的机械故障。
电动机本身如有卡阻等机械故障，也可能使电动机无法起动。例如电动机轴承磨损、烧毁，润滑油冻结，灰尘杂物堵塞等等，都会使磨擦阻力增加，转动不灵活。
更严重的是转子与定子相磨擦，这时接通电源后，电动机发出强烈的“嗡嗡”声响，转子根本无法起动，电流剧增，如不立即切断电源，电动机就会烧毁。造成这种故障的原因：
1、因为润滑油脂不清洁、不合格，或电机长时间运行，未及时加油，或超温溢出等原因，造成轴承内套与电动机转轴长期磨损，使间隙加大，造成定子与转子相碰。
2、定子绕组的某一部分发生短路或断路，使气隙中的磁场严重不对称，转子受力也不对称，转子被拉向一侧，这样，气隙磁场更不对称，加剧了转子被拉向一侧的力量。久而久之，使转子与定子相碰。
六、电机散热不良。
电机温升除与电流增大有关外，还与环境温度、本身散热情况有很大关系。
1、环境温度偏高。当环境温度偏高（一般超过35℃）时，电动机散热效率降低，这时若不降低电动机的输出功率，电动机的温度将持续升高。采煤工作面上隅角环境温度相对比较高，此处刮板输送机电机应是关注的重点，应加强巡视检查和保养。
2、电动机内部与外壳灰尘过多，影响了散热。有的电机风扇损坏不及时更换，或风扇装反，都造成通风不良和表面散热不好。
3、采区输送机电机往往被煤或矸石埋住大半，堵塞了风道，电动机排出的热风不能很快地散开、冷却，又立即被电动机风扇吸入内部，造成热循环使电动机过热。
七、预防措施
为了保证井下电动机的正常运转，针对上述电机烧毁的原因分析，可采取以下措施来防止这种事故：
1、搞好选型设计工作，使选型设计更具有针对性和实用性。
2、严禁电动机长期过载运行，并加强过载保护。
3、在日常的维护工作中，注意电动机有无异常声响，通风是否良好，有无机械磨擦，轴承是否发热等。
八、结语
针对煤矿井下环境恶劣的事实，积极推行机电设备人性化管理，把对设备的维护保养提高到人性的高度，处处时时站在设备的角度考虑问题，设备操作运行要符合其性能特点，不超载，不蛮干，平时要多为设备运行创造良好的环境和条件，对设备维护保养做到严密细致、周到爱护，使设备在生产过程中发挥其应有的作用。
关键词：煤矿井下；电机烧毁；事故分析；设备使用；管理
Abstract: the motor and motor life is directly related to the actual temperature rise. In the medium and long term operation more than allow the motor temperature rise will seriously damage insulation, greatly shorten the life of the motor. The author, based on his years of work experience, detailed analyzed deeply the various causes of motor burned, and puts forward some corresponding measures introduced a mechanical and electrical equipment humanized management plan.
Keywords: coal mine underground; Motor burned; The accident analysis; Equipment use; management
中图分类号：TM32 文献标识码：A 文章编号：
在煤矿中烧坏电动机是造成经济损失较大的机电事故之一。从烧电机的场所来看，地面烧的少，井下烧的多（占90%以上），井下固定设备烧的少，采区输送机电机烧的多（占井下的85%）。特別是综采及综采放顶煤工作面烧电机的情况更是频频发生，成为高产高效矿井综合机械化采煤工作面生产影响的主要因素。从所烧电机绕组来看，有的是匝间，有的是两相，有的是三相，有的是由接地引起的相间烧毁。造成烧毁的主要原因是电机长时间过负荷，温度升高，绝缘损坏而引起的匝间短路、接地等故障。
中、小型电机的寿命一般为15年，井下小型电机寿命为5年。现场使用经验表明，只要电机使用合理，注意维护保养，运行中温度不超过，电机就会超过规定的使用寿命。反之，就会大大缩短。现对煤矿井下烧电机的主要原因分析如下：
一、供电设计不合理。
设备选型后，必须要根据现场实际，设计出相适应的供电方案。如果采区电缆选择不当，供电距离远而截面选择小，造成线路压降大。对于电动机而言，M=KU ，电机的转矩与与电压的平方成正比，例如电源电压降低到额定电压的70﹪，则转矩大约只有原来的1/2。因此，电源电压的降低，可能造成电动机启动困难或不能正常运转，或满载运行时电流增大而造成电机过热烧坏。
二、三相异步电动机两相运行。
一相断线后，电动机将不能起动。如果电动机在运行过程中一相断线，电动机仍能运转，但转速将明显降低。这是因为，电动机一相断线后，两相电流产生的磁场是一大小变化、空间方向不变的磁场，可以认为是两个旋转方向相反、大小相等的旋转磁场。当电动机已在旋转，由于惯性力加强了正方向的旋转磁场，从而使电动机仍能按原来的旋转方向继续运行。但因为是两相运行，所以电动机的功率已大大下降。对于Y形联结电动机内部、外部一相断线，或△形联结电动机外部一相断线，电动机输出功率为额定功率的58%；对于△形联结电动机内部一相断线，电动机输出功率为额定功率的67%。
三相电动机缺一相电源，无论是起动前缺相，还是运行中缺相，都将使电动机定子、转子绕组电流大大增加，时间稍长，电动机就会因过热而烧毁。据统计，三相异步电动机烧毁绕组的事故，绝大多数都是由于缺相运行引起的。缺相运行时，电动机本体温度增高，振动加大和声音异常。
煤矿井下造成电动机两相运行的主要原因有：⑴电机接线时接线螺丝未拧紧，造成接触电阻比较大，根据焦耳定律Q=I2Rt，造成导体及其附件（零部件）温度升高，最后在相接处把线烧断，从而造成两相运行。⑵开关启动频繁，真空交流接触器出现故障有一相接触不实，从而造成电机两相运行。⑶真空馈电开关存在故障，有一相接触不实，或供电线路有一相断路。
三、接线错误。
对△形联结的电动机，如果错误地接成Y形联结，则附加在每相绕组上的电压只有额定值的1/ ，转矩下降1/3，如果说在轻载下尚可起动，那么起动后的转速将大为下降，电流大大增加。如果将Y形联结接成了△形联结，每相绕组电压升高了 倍，铁芯磁通严重饱和，还可能击穿匝间绝缘。
定子绕组一相错误反接。定子三相绕组首尾联接正确时，随着各相电流大小、方向依次变化，它们产生的磁场是以同步转速旋转的。如果一相绕组的头尾接反了就会使磁场不能规则地旋转，大大削弱了旋转磁场拖动转子的力，使转速下降。与此同时，转子在不规则的力的作用下，将产生剧烈振动，并在转子中产生很大的附加电流，使电动机过热。
四、单相接地故障。
若网路电压是1140V，接地前电机相绕组对地电压660V，若一相接地后，其它两相对地电压升高为1140V，当电机任一相绕组绝缘性能降低时，就会因电压升高击穿绝缘，造成相间短路烧毁电机。所以井下低压网路任一相接地是不允许长时间存在的。
五、电动机的机械故障。
电动机本身如有卡阻等机械故障，也可能使电动机无法起动。例如电动机轴承磨损、烧毁，润滑油冻结，灰尘杂物堵塞等等，都会使磨擦阻力增加，转动不灵活。
更严重的是转子与定子相磨擦，这时接通电源后，电动机发出强烈的“嗡嗡”声响，转子根本无法起动，电流剧增，如不立即切断电源，电动机就会烧毁。造成这种故障的原因：
1、因为润滑油脂不清洁、不合格，或电机长时间运行，未及时加油，或超温溢出等原因，造成轴承内套与电动机转轴长期磨损，使间隙加大，造成定子与转子相碰。
2、定子绕组的某一部分发生短路或断路，使气隙中的磁场严重不对称，转子受力也不对称，转子被拉向一侧，这样，气隙磁场更不对称，加剧了转子被拉向一侧的力量。久而久之，使转子与定子相碰。
六、电机散热不良。
电机温升除与电流增大有关外，还与环境温度、本身散热情况有很大关系。
1、环境温度偏高。当环境温度偏高（一般超过35℃）时，电动机散热效率降低，这时若不降低电动机的输出功率，电动机的温度将持续升高。采煤工作面上隅角环境温度相对比较高，此处刮板输送机电机应是关注的重点，应加强巡视检查和保养。
2、电动机内部与外壳灰尘过多，影响了散热。有的电机风扇损坏不及时更换，或风扇装反，都造成通风不良和表面散热不好。
3、采区输送机电机往往被煤或矸石埋住大半，堵塞了风道，电动机排出的热风不能很快地散开、冷却，又立即被电动机风扇吸入内部，造成热循环使电动机过热。
七、预防措施
为了保证井下电动机的正常运转，针对上述电机烧毁的原因分析，可采取以下措施来防止这种事故：
1、搞好选型设计工作，使选型设计更具有针对性和实用性。
2、严禁电动机长期过载运行，并加强过载保护。
3、在日常的维护工作中，注意电动机有无异常声响，通风是否良好，有无机械磨擦，轴承是否发热等。
八、结语
针对煤矿井下环境恶劣的事实，积极推行机电设备人性化管理，把对设备的维护保养提高到人性的高度，处处时时站在设备的角度考虑问题，设备操作运行要符合其性能特点，不超载，不蛮干，平时要多为设备运行创造良好的环境和条件，对设备维护保养做到严密细致、周到爱护，使设备在生产过程中发挥其应有的作用。