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浅谈电气设备故障诊断与认知
2023-11-16
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作者/贺明富 15.jpg

随着我国煤炭产业的快速发展,煤炭产业已经步智能化、机械化的时代,现代化的煤矿机械已经成为稳定煤炭产业发展的必备要素,煤矿机电设备的运行性能,对于提高煤炭资源可开采率具有重要的价值作用。由于煤矿机械的重要作用,煤矿机械在煤矿生产作业中经常会面临着较为复杂的工作环境及高负荷的作业周期,这就会造成煤矿机械设备在运转过程中发生相应的故障,从而危害煤矿生产的安全,造成一定的经济损失。为了能够有效提高煤矿产业效益,降低煤矿设备维修费用,应该对煤矿机械设备进行科学化管理,并在保证生产任务的情况下,运用先进的技术手段进行周期性诊断与维护,从而保证矿井机电设备可靠、高效、安全地运行。

一、电气设备故障类型

电气故障产生于电能传递、分配与控制等各个过程中。电路故障具体包括了因为异常接地、电子设备受电磁干扰和漏电等现象而产生的故障类型。系统中电气线路或电气设备故障会导致人员伤亡甚至严重的财产损失。诸如电气火灾、异常停电和带电等均为电气系统常见的故障类型。

异常停电指的是正常生产过程中因为供电系统故障所导致的生产中断现象,并且可能会因为生产中断的问题而导致更严重的人员伤亡或者经济损失。

异常带电指的是正常运行状况下不应当应用带电的生产设备或者因为部分意外而带电现象所导致的问题,也就是我们常说的“漏电”。因为受机械振动或者电压等各种因素的影响,必然会在长时间运行下对电气设备性能产生不利的影响,甚至失去原有功能或者导致更加严重的事故。而潜伏性故障也是客观存在于电气设备故障过程中的。以下为几种常见的电气故障。

(一)机械故障:维护不及时是导致机械故障的根本性因素,在没有及时检修或者维护相关电气设备的情况下,极容易导致零部件老化或者磨损等问题,产生安全隐患。针对这一问题,相关维护人员应当树立维护意识,并积极开展设备的维护与检修工作。在实际操作中,还应当结合理论与自身经验共同进行,避免因为年久失修而导致更加严重的危害。

(二)绝缘性故障:对于电气设备运行中的各种故障类型来说,绝缘性故障属于最典型和最常见的类型,其中部分高压电气机组,如果保持长时间运行的情况下极容易受各种外部因素的影响。比如高电压等,在这种情况下难以保障表面绝缘设备运行的安全性,就会导致更加严重的问题。当上述问题一旦产生,且没有在第一时间发现并进行维护与检修后,极有可能导致更加严重的无宁日,继而导致电气设备故障。大量的实践结果表明,因为绝缘器而导致的电气设备故障是最为常见且典型的故障类型,诸如变压器与交流互感器等均为绝缘器类型,其根本因素都在于绝缘器自身密封性能等均存在局限性特点,一旦发生任何问题都有可能导致相关线路问题。绝缘性故障的产生,还有可能因为外接材料产生了密封性问题。

(三)发热故障:发热是电气设备运行过程中产生的必然现象,而传递热量或者能量过程中,产生故障短接等问题的话,即有可能在电气设备运行过程中发生热量升高或者电流加大等问题,继而导致十分严重的短路现象,阻碍设备的正常运行。显然我们可以在日常检修与工作维护的过程中,通过人工检测的方式及时发展电气设备运行过程中可能存在的线路组件方面的问题,并将各种风险性或者不利因素扼杀在摇篮中,避免此类型问题产生的影响。

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二、电气设备故障诊断的内容和过程

监测、故障预测与分析诊断等,都是电气设备故障诊断方面常见的内容。具体可以将其实施过程归纳为以下几个方面:

(一)信号采集:力、热、振动及能量等各种量的变化,必然会存在于开关设备实际运行的过程中,而各类不同量的变化过程所产生的信息,也存在着差异性的特点。具体的信号采集工作,需要结合相应的诊断需求进行,比如震动、温度和力等都有必要性。通常来说,需要应用各种传感器达到信息收集的目的。

(二)信号处理:信号处理过程也称之为特征提取,即在完成上述操作的基础上进行信号分类处理、加工等的过程,比如完成从时域震动信号向频域性频谱分析震动信号的转变。

(三)状态识别:在完成上述操作的基础上,对比分析标准参数和所获取到的开关特征参数,从而明确设备现阶段所表现出来的状态,比如正常运行或者存在故障等。基于此,应当确保所制定诊断标准与诊断策略的精准性和正确性。

(四)诊断决策:结合开关设备具体的判断结果与状态制定针对性策略与措施,同时基于所获取信号的基础上,对未来的发展趋势进行预测与分析。

(五)排除故障的注意事项:电气故障是诸多电气设备在日常运行过程中都可能产生的故障问题,因此为确保及时发现并且解决,我们必须在日常工作中重视设备故障检修与维护工作,并且需要注意以下几个方面的问题。首先,严格遵循各项操作规范与各项标准,从而避免人身意外事故或者更严重事故的发生。其次,结合理论与实践,共同展开电气设备的检修与排查工作,避免只注重理论而不注重实践,或者只注重实践而不注重理论的问题,加强对设备检修与维护效果。因为不同因素影响,以及不同环境运行下电气控制线路所表现出来的故障类型与影响等,均存在显著的差异性特点,所以在具体工作开展中还需要结合具体情况,确保基本的检修故障与方法,达到事半功倍的效果。

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三、用人体感官诊断电气设备异常或故障

(一)利用手摸诊断电气设备异常或故障:用手测定温度。在佩戴相关安全措施的情况下用手触摸电气设备,避免对自身安全产生影响。而且要确保无电状态下进行,即断电。可以直接用手触摸的设备包括保护接地、发电机等。用手测试震动,具体操作为通过食指或者中指等,轻轻触摸轴瓦、机身等的震动部位,以做出正确的判断。

(二)其他

1.设备维修的必要性。机器设备是由各种零部件组成的,由于各种零部件材质不同,使用的条件不同,它们的磨损和损坏的程度也不同,机器设备在使用过程中,由于运转造成有些零部件间的磨损,以及长时间运转造成的有些零部件疲劳和表现,使设备的性能降低,这样就必须通过维护和维修来恢复某些零部件的性能。机器设备由于有形损坏的不均匀性,有些零部件已经磨损而且有些零部件还在正常工作,这样只要将损坏的易损件进行更换和修复,就可以使机器正常运转,恢复其使用性能,比购置1台相同规格的新设备既经济又节省时间。如我矿购置40T刮板输送机电机,有时由于使用不当造成轴承落架,只要更换轴承就可以恢复原有性能,这样比购买1台新电动机要节省时间,既经济又合理,延长了机器设备的使用寿命。

2.设备无限循环维修带来的弊端。适时的设备维修是必要的,既经济又合理。但是无止境的长期维修下去,就不合理,也不经济了。一台机器在长期运转使用中,由于各零部件间产生的摩擦和材质的疲劳、老化导致性能逐渐降低,这种物理变化,通常通过维修来补偿,但是维修也是有限度的。如,我们选用的一些刮板输送机,其配用电机超期服役后,就要靠频繁维修来维持,这些电机矽钢片老化,磁通量减少,出力不够,有的刚修好用到刮板输送机上运转几天就坏了,还继续维修,有的电机返修次数达4-5次,由于电机频繁维修,检修周期缩短、性能降低,维修费远远超过了这台电机的原值,严重影响矿井安全生产,同时也影响了设备的更新换代。

综上所述,在关于电力系统电气设备故障检修的过程中,首先要树立正确的意识,从意识层面认识到这一工作的重要性。其次,应当采用理论与实践相结合的方式进行判断,以确保设备维修与检测的精准性,这样才能避免更严重事故类型的发生。此次通过探究分析电气设备故障诊断与检测问题,意在明确其中实际存在的问题与具体应对策略,从而加强电力系统的维护工作,以确保其正常、持续运行。

(作者单位:鱼卡公司)