井下防爆电动机绝缘状态在线监测与剩余寿命预测模型研究

摘要

以某煤矿井下防爆电动机为研究对象，利用有限元仿真建立电动机定子绕组的三维电-热-力多物理场模型，分析绝缘层在热老化与电老化作用下的应力演变规律，并利用粒子滤波算法构建剩余寿命预测模型。研究结果表明，绝缘老化过程呈现明显的三阶段特征：初期（运行0～2 a）绝缘性能稳定，中期（3～5 a）热应力累积导致绝缘层介电损耗增加，后期（6～8 a）绝缘材料发生不可逆劣化。温度与湿度对绝缘寿命具有显著耦合效应，在相对湿度85%环境下，温度每升高10℃，绝缘寿命缩短约30%。粒子滤波模型对剩余寿命的预测误差控制在8%以内，能够有效跟踪绝缘性能的退化轨迹。

关键词

防爆电动机 / 绝缘状态 / 在线监测 / 剩余寿命

基金资助

天地科技股份有限公司全重实验室项目（2025-TD-0Z026）; 2022年新疆自治区第三批重点研发任务专项-厅厅、厅地联动项目（2022B03031-3）