煤矿设备安装操作秩序的规范性

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  【摘要】机电设备是煤矿生产自动化的重要前提,其对煤矿行业生产效率的改善有决定性作用。由于煤矿设备的种类形式多样,在使用前必须要根据标准要求合理安置,这样才能保证后期设备使用效率的发挥。对于煤矿生产常用的设备及装置,企业必须加强安装管理以形成良好的安装操作秩序。电流互感器是煤矿电力系统的常用装置,其在安装过程中要注重各种故障的分析处理,本文以此为重点分析了煤矿设备安装操作的规范性。
  【关键词】煤矿设备;电流互感器;安装;规范性
   电流互感器在煤矿设备运行时可以将大电流及时转变为小电流,以此满足不同煤矿设备对电路电流的实际需求。随着煤矿企业自动化生产模式的全面推广,企业不仅要注重煤矿设备的运行管理,在安装期间也要做好安装操作的规范性指导,保证设备一次性安装成功。对于电流互感器而言,其在安装时必须要注意二次电流故障的防范,这就要求安装人员严格控制每一个操作流程。
  一、设备安装故障的处理流程
   根据目前煤矿企业的开采状况分析,机电设备已经成为了生产体系中不可缺少的工具。煤矿机电设备在正常生产作业期间会遇到各种不稳定因素,如:零件磨损、环境变化、操作失误等等,这些因素造成的异常现象往往都是故障发生的根源。煤矿机电设备故障的分析流程:
   1、查找机理。由于煤矿机电设备的形式多样,每一种设备产品都会出现不同的故障状态。当维修人员赶到现场之后必须根据故障的现象准确判断故障机理,为后面的诊断处理提供可靠的依据。查找机理的最终目的是弄清故障原因,处理故障之后有效地防止类似故障的发生。如:结合设备设计、材料选择、加工制造、装配调整、保养管理等方面,对故障的原因进一步判断。
   2、现场观察。故障发生之后,现场负责人应要求生产人员保护好初始状况,待设备检修人员到达现场做进一步处理。现场观察是收集故障处理资料的关键步骤,在观察过程中可以根据现场的多项因素研究故障问题,为诊断网络构建提供资料。观察中注意收集故障的时间、环境、顺序等背景数据和运行条件。
   3、判断原因。收集到足够的故障资料后,维修人员便可对设备的原因详细分析。为了保证原因判断的准确性,维修人员可以结合多方面的试验或测试进行,如:故障设备构件的无损检验、性能试验、断口的宏观与微观检查;设备的强度、疲劳、断裂力学等,这些都是设备故障判断的参考指标。
   4、故障维修。所有前期准备工作结束后,技术人员便可以制定相应的设备维修方案,以尽快处理好设备的故障问题。该阶段尤为重要的是选择准确的维修方法,因为机电设备自身特性及煤矿生产的需要,有的设备可以断电维修,而有的设备则需要在线维修处理,故障维修方法的选择是极为关键的。
  二、机电设备常见的故障维修方法
   目前,我国煤矿企业使用到的设备种类复杂多样,煤特别是矿井开采区域的设备众多。一般,煤矿机电设备可划分为:采掘机械、电气设备、运输设备、通风设备等主要类别,详细的设备包括:采煤机、掘进机、运输机、绞车、风机、水泵、电动机、开关、电缆等。主要维修方法如下:
   1、事后维修。事后维修是一种最直接的维修方法,其是在机电设备发生故障后才实施的维修方法。从整个煤矿行业的发展历程看,事后维修是在设备发生故障或损坏,或导致设备无法正常运行、中断运行后采取的维修措施。如:矿井开采的传输机发生故障后,煤矿传输生产线则会中断。现场负责人同时技术人员赶往现场抢修,此时对传输机实施的故障诊断便是事后诊断。
   2、定期维修。定期维修属于“预见性”的故障维修方法,在故障未出现之前采取定期检查、性能分析等方法。随着煤矿生产产量的提升,企业机电设备的运行负荷也在持续上涨。定期维修模式的推广可及时发现设备的超负荷状态,引导操作人员调整作业方式,避免设备故障的发生。如:对掘进机定期维修,可弄清设备零件的磨损状况,以及时更换零件或调试设备。
   3、在线维修。科学技术的进步促进了机电设备维修方法的更新,“在线维修”技术的运用解决了煤矿设备维修造成生产中断的难题,如图二。在线维修是参照设备在线监测以及诊断装置预报的状态,把维修的最佳时间报告给技术人员。如:在机电设备上安装电子监测仪,可根据设备在生产运行期间的温度进行报警控制,把可能发生的故障信息传递给维修人员,以做好紧急处理的准备。
   4、改良维修。从根本上看,改良维修并非真正意义上的维修,其主要是针对机电设备的内部零件或设备性能采取的一种更新方式,有助于机电设备的优化升级。如:电动机改良维修时,可以对电动机的功率适当增大,让电动机在运行时能承担更大的载荷,增强了机电设备的使用性能;运输机改良维修时,可对传输皮带更新调整,使用性能更优越的皮带增强传输性能。
  三、二次电流异常对设备的危害
   煤矿生产体系的二次系统是由继电保护、安全自动控制、系统通讯、调度自动化等组成,通过二次系统的辅助运行才能保证一次系统高效、安全、稳定地运行。根据系统检测数据显示,电流互感器二次电流异常会造成多个方面的危害。
   1、电流过于集中。电流互感器的主要功能是电流值较大的一次电流转换为电流值较小的二次电流,通过数值大小转换满足设备的运行需要。若电流互感器二次电流发生异常,易造成电流互感器内部电流过于集中,一般电流值可超出正常范围的3倍以上。电流过于集中会影响到系统内电流分配的均衡性,使其它装置的电流值分配不均衡而降低系统运行效率。
   2、损坏设备性能。二次电流异常不仅破坏了电流互感器的性能,对连接于相同线路上的其它设备也会带来性能上的损坏。继电保护装置是二次系统的主要构成,若二次电流异常会造成继电器功能受损。如:二次电流异常时,其它电气设备和输电线路上的电流会超过设备所能承担的负荷,从而给设备内部元器件功能的正常发挥造成不便,损坏了设备在系统中的功能。
   3、燒毁线路结构。线路结构烧坏多数是由于电流互感器二次侧开路所致,二次电流异常会造成二次侧开路现象。电流互感器二次侧开路之后,一次侧电流则彻底转变为磁化电流,从而导致铁心过度饱和磁化,温度上升到一定程度后造成线圈烧毁,系统内部的线路结构会被大范围破坏。此外,如果未能及时处理线路烧毁故障则会造成短路,中断了系统的持续运行。
   4、阻碍系统运行。二次系统是电力系统的基本构成,其对一次系统的正常运行有很大的影响。当二次系统内部电流出现异常时,二次系统的保护装置将无法发挥保护、监测等功能。如:电流互感器二次电流异常状态下,二次系统的通讯功能、调度自动化功能难以正常发挥,一次系统则处于无保护状态运行,给电力系统的安全性、稳定性、可靠性埋下隐患。
  四、煤矿设备二次回路开路的处理
   “回路”是电流互感器二次电流异常的普遍现象,也是对电力系统造成危害最大的一个因素。一般80%的二次电流异常均会造成二次回路开路,对电力系统的高效运行造成不便。电流互感器运行时的二次侧接近短路,此时发生开路会导致励磁电动势数值剧增,从而引发一系列的安全问题,对设备绝缘性能、工作人员安全都是不利的。
   1、故障原因。造成电流互感器二次回路开路的原因较为复杂,但多数是由于二次电流异常所致,并且与电流互感器的接线、绝缘、调控等也有关系。具体原因:由于交流电流回路中的试验接线端子的结构和质量上存在缺陷,在运行中发生螺杆与铜板螺孔接触不良,运行一段时间后会出现开路。由于电流回路中的试验端子压板的胶木头过长,旋转端子金属片未压在压板的金属片上,误压在胶木套上易造成开路。维修人员操作失误,在处理二次回路故障时未能把继电器接头按照标准连接,系统通电运行后引起开路。
   2、故障表现。电流互感器二次回路发生开路故障,可以通过电流检测仪器的测量进一步判断电路状况。根据二次回路开路故障的监测记录,其异常现象集中表现为:仪器检测发现电流表的数值变为“0”,有功、无功表的数值减小或摆动,电度表转慢或停转;差动断线光字牌示警,对线路运行状态发出异常警告,提示二次回路中电流值存在异常问题;电流互感器出现异常现象,如:噪声、发热、冒烟、断线、打火,这些都是由于电流互感器二次回路开路后的常见现象。
   3、规范安装。目前,电力安装人员对二次回路开路问题的处理方法主要有:及时观察开路故障现象,收录准确的故障数据,为制定处理方案提供可靠的依据;明确电流互感器二次回路开路的具体情况,如:测量回路、保护回路等,并且详细分析停用电流互感器是否会造成误动作;对于发生着火现象的电流互感器二次回路开路故障,处理前必须要把系统电源切断,使用灭火器及时灭火,再对电流互感器仔细观察处理。
  五、安装时设备本体故障的处理
   电流互感器本体故障是指二次电流异常对互感器造成的损坏,其直接影响到了互感器装置转变电流的性能。一般情况下,二次电流异常最直接的损坏对象是电流互感器本身,因电流负荷在短时间内的聚集,电力互感器内部接线无法承担超负荷运行而引发故障。
   1、故障原因。电流互感器本体故障原因相对简单,主要由内因、外因两方面造成。具体情况:内因。由于电流互感器自身存在质量问题,在系统运行时造成二次电流异常,对系统线路运行造成严重的干扰;外因。电力系统内部其它设备或接线故障影响到电流互感器,二次电流异常使得装置在系统里的运行效率降低,如:电力系统分压不均匀、其它装置故障干扰等。
   2、故障表现。电流互感器本体故障可以从装置的故障状态详细判断,以进一步分析二次电流异常带来的不利影响。目前,电流互感器本体故障主要体现:电流互感器内部出现异声、过热、冒烟等现象,这是由于二次电流过于集中造成线路烧毁所致;电流互感器漏油较多、瓷质受损,喷油着火或流胶现象;金属膨胀器的伸长大于环境温度的标准,容易造成电流互感器内部温度过高。
   3、规范安装。因二次电流异常造成电流互感器本体故障的处理应从三方面入手:线路调整。维修人员对电流互感器内部接线检测分析,判断二次回路线路连接是否存在开路、短路等问题,并及时调整接线方式以处理故障;更新装置。对已经烧坏的电流互感器要及时更换新的装置,通过检测判断线路二次电流是否处于稳定状态,再选择相匹配的电流互感器。更换新的装置后要及时模拟调试,符合标准之后再启动系统。
  六、提高安装操作规范性的策略
   为了保证机电设备的持续运行,煤矿企业在生产期间要根据设备的性能特点制定故障防范策略,通过预防控制的形式来降低故障的发生率。故障防范策略的设计需要做好日常设备管理工作,加强人员的技术培训,编制维护制度等等。根据笔者的工作经验,机电设备安装操作规范性提升的措施包括:
   1、人员技术培训。人员技术是煤矿生产作业顺利进行的保证,也是机电设备稳定操作运行的基础。因而,煤矿企业在投资煤矿生产时要注重人员的技术培训,只有提高了人员的生产作业水平、设备操作水平,才能让机电设备的作用全面发挥,为实际生产操作提供可靠的保证。
   2、日常维护工作。机电设备的日常维护是一项长期性的工作,要求煤矿企业能根据日常生产需要安排人员检查维护设备。如:在维护期间,对存在异常的设备结构或零部件及时维修处理。煤矿生产阶段制定合理的人员值班制度,确保每臺设备都有专业的操作人员看守。
   3、设备资金投入。企业不仅要重视煤矿开采的生产效率,还应该对机电设备的性能给予关注。为了让煤矿生产进度按期进行,企业必须要加大设备维护管理的资金投入,设计出更多的设备维护方案管理设备。如:购买国外高科技产品对设备结构进行改造,从而增强设备的使用性能。
   4、注重安全操作。操作人员要定期检查设备电气部分的线路连接,结束操作后及时切断电源,当设备温度过高时要采取降温处理;在外墙上安装火灾监测装置,如:温度测量仪、火灾报警器等,当矿井开采期间出现温度过高或异常问题时可及时提醒生产人员处理。
  结论
   综上所言,煤矿设备安装是实现自动化生产的重要环节,煤矿企业在引进机电设备之后必须加强安装技术培训,提高技术人员的安装操作水平。安装期间对常见的机电设备故障要及时采取针对性措施处理,这不仅提升了煤矿设备安装的高效性,也是降低设备故障发生的有效措施。
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