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(duì)較低，煤礦機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境也比較惡劣，可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)損壞性故障、退化性故障等。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤礦機(jī)電設(shè)備中的故障，應(yīng)做好絕緣檢測(cè)工作。因此，本研究對(duì)絕緣檢測(cè)方法在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

1 煤礦機(jī)電設(shè)備絕緣檢測(cè)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(dǎo)體分開，保障各個(gè)帶電部位正常運(yùn)轉(zhuǎn)[1]。絕緣檢測(cè)是對(duì)絕緣材料或電工設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)的介電強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)，主要包括絕緣特性檢測(cè)與絕緣耐壓檢測(cè)。其中，絕緣特性檢測(cè)是在低電壓的情況下對(duì)設(shè)備進(jìn)行絕緣檢測(cè)，不會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞。絕緣耐壓檢測(cè)是檢測(cè)設(shè)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(cè)設(shè)備能承受的最大電壓。進(jìn)行絕緣耐壓檢測(cè)可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)擊穿等情況，會(huì)對(duì)設(shè)備造成破壞，屬于破壞性試驗(yàn)。相比絕緣特性檢測(cè)，絕緣耐壓檢測(cè)的準(zhǔn)確性更高，但是風(fēng)險(xiǎn)也更大，所以檢修人員需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的檢測(cè)方法。

煤礦機(jī)電設(shè)備主要包括煤礦電氣設(shè)備與煤礦機(jī)械設(shè)備，常用的電氣設(shè)備有變壓器、高壓電器、電動(dòng)機(jī)等，常用的機(jī)械設(shè)備有液壓傳動(dòng)設(shè)備、采煤機(jī)械等。煤礦行業(yè)屬于重工業(yè)，具有開采任務(wù)重、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)。同時(shí)，煤礦機(jī)電設(shè)備之間存在較大的性能差異與構(gòu)造差異，只有加強(qiáng)設(shè)備管理，才能保障設(shè)備正常運(yùn)行。在外界環(huán)境、人為操作等因素的影響下，煤礦機(jī)電設(shè)備會(huì)出現(xiàn)材料老化、絕緣受損等問題，其絕緣性能就會(huì)下降，進(jìn)而造成一定的影響，例如加大機(jī)電設(shè)備漏電可能性、影響煤礦生產(chǎn)進(jìn)度等，甚至?xí)p壞機(jī)電設(shè)備。對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行絕緣檢測(cè)可以客觀評(píng)估煤礦機(jī)電設(shè)備的絕緣性能，明確機(jī)電設(shè)備的具體故障，并通過有效方式進(jìn)行設(shè)備檢修，提高煤礦機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率。

2 煤礦機(jī)電設(shè)備絕緣檢測(cè)的應(yīng)用范圍

煤礦機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)故障，對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行絕緣檢測(cè)可以明確設(shè)備的安全風(fēng)險(xiǎn)，為設(shè)備檢修奠定基礎(chǔ)。

2.1 損壞性故障

損壞性故障是煤礦機(jī)電設(shè)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(huì)影響煤礦機(jī)電設(shè)備的絕緣性能[2]。因此，檢修人員需要多觀察煤礦機(jī)電設(shè)備的表面，精準(zhǔn)識(shí)別損壞性故障并及時(shí)更換零部件。同時(shí)，檢修人員需要對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行絕緣檢測(cè)，判斷機(jī)電設(shè)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(jī)電設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)零部件松動(dòng)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(cè)方法分析煤礦機(jī)電設(shè)備的安全風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，確保煤礦機(jī)電設(shè)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(zhǎng)期運(yùn)行過程中，煤礦機(jī)電設(shè)備的零部件、材料都會(huì)出現(xiàn)老化的情況，性能也會(huì)不斷下降。如果不及時(shí)處理設(shè)備問題，就會(huì)縮短設(shè)備的使用壽命，導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備無法正常運(yùn)行。檢修人員需要利用絕緣檢測(cè)方法分析煤礦機(jī)電設(shè)備的老化程度，采取有效措施提升設(shè)備性能。

2.4 失調(diào)性故障

如果煤礦機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行程序紊亂、間隙過大或過小等情況，就會(huì)出現(xiàn)失調(diào)性故障。從實(shí)際情況來看，煤礦機(jī)電設(shè)備的失調(diào)性故障屬于隱性故障，檢測(cè)難度相對(duì)較大，所以檢修人員需要對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行調(diào)試檢測(cè)與絕緣檢測(cè)，采取有效措施解決問題，確保機(jī)電設(shè)備能正常運(yùn)行[3]。

2.5 堵塞滲漏性故障

煤礦機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行過程中也會(huì)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(huì)對(duì)設(shè)備絕緣性能造成影響。檢修人員需綜合分析煤礦機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)堵塞滲漏性故障的原因，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行絕緣檢測(cè)。

3 煤礦機(jī)電設(shè)備絕緣檢測(cè)方法

3.1 絕緣電阻檢測(cè)

絕緣電阻檢測(cè)是較為常見的絕緣檢測(cè)方法，有利于提高絕緣檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。在應(yīng)用絕緣電阻檢測(cè)方法時(shí)，需要明確絕緣電阻檢測(cè)的目的、原理與電阻值分析方法。

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

第二，絕緣電阻檢測(cè)的原理。在對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行絕緣電阻檢測(cè)時(shí)，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(cè)工具檢測(cè)絕緣材料的電阻值[4]。在檢測(cè)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(qiáng)度，控制絕緣檢測(cè)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(huì)導(dǎo)致煤礦機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障。在這種情況下，檢修人員需根據(jù)實(shí)際情況制定維修方案，提升維修工作的科學(xué)性。

第三，提升絕緣性能的方法。如果煤礦機(jī)電設(shè)備的絕緣電阻不在正常范圍內(nèi)，說明機(jī)電設(shè)備存在絕緣問題或短路故障，會(huì)對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行安全造成影響。同時(shí)，煤礦生產(chǎn)環(huán)境對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的絕緣性能有較高的要求。如果發(fā)現(xiàn)煤礦機(jī)電設(shè)備的絕緣性能下降，需要采取有效措施解決問題。在煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過程中，影響其絕緣性能的因素有很多。首先，如果煤礦機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境過于潮濕，絕緣材料就會(huì)受潮，煤礦機(jī)電設(shè)備的絕緣性能會(huì)大幅度下降，在絕緣電阻檢測(cè)過程中會(huì)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(jī)電設(shè)備與絕緣材料，降低其濕度，提升煤礦機(jī)電設(shè)備的絕緣性能，保障設(shè)備運(yùn)行的安全性。其次，如果煤礦機(jī)電設(shè)備的絕緣材料受到損壞，其絕緣性能也會(huì)下降。在檢修過程中，如果烘干后設(shè)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(duì)其進(jìn)行清理和更換，提升設(shè)備的絕緣性能。

3.2 極化指數(shù)與吸收比測(cè)試

第一，原理與優(yōu)勢(shì)。絕緣電阻檢測(cè)存在一定的不足，例如在檢測(cè)之后，煤礦機(jī)電設(shè)備仍然出現(xiàn)短路等故障，說明絕緣電阻檢測(cè)不僅會(huì)受到環(huán)境等因素的影響，還無法預(yù)測(cè)煤礦機(jī)電設(shè)備的絕緣問題。應(yīng)用極化指數(shù)與吸收比測(cè)試方法可以提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，預(yù)測(cè)煤礦機(jī)電設(shè)備的絕緣問題，客觀評(píng)估煤礦機(jī)電設(shè)備的絕緣性能。在正常情況下，如果對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備施加相同的電壓，可以根據(jù)機(jī)電設(shè)備達(dá)到預(yù)設(shè)絕緣電阻值的時(shí)間分析機(jī)電設(shè)備的絕緣性能。機(jī)電設(shè)備達(dá)到預(yù)設(shè)絕緣電阻值的時(shí)間與機(jī)電設(shè)備的絕緣性能成反比，即時(shí)間越短、絕緣性能越好。從這一情況來看，絕緣檢測(cè)的關(guān)鍵指標(biāo)包括極化指數(shù)與吸收比。在分析極化指數(shù)時(shí)，需要分別獲取機(jī)電設(shè)備在1 min與10 min時(shí)的絕緣電阻值，并對(duì)這兩個(gè)絕緣電阻值進(jìn)行對(duì)比分析，獲取極化指數(shù)。在分析吸收比時(shí)，需要分別獲取機(jī)電設(shè)備在15 s與1 min時(shí)的絕緣電阻值，并對(duì)這兩個(gè)絕緣電阻值進(jìn)行對(duì)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(jī)電設(shè)備的絕緣電阻變化情況，且檢測(cè)精度較高，但耗時(shí)較長(zhǎng)。

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

4 結(jié)語

對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行絕緣檢測(cè)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(duì)絕緣電阻檢測(cè)、極化指數(shù)與吸收比測(cè)試等絕緣檢測(cè)方法的研究力度，并將其應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備故障檢測(cè)中。