文摘：本文介紹了礦山高壓動(dòng)力電纜絕緣故障監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，分析了煤礦高壓供電系統(tǒng)作為高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)的特殊要求，供電系統(tǒng)高壓電纜在線監(jiān)測供電系統(tǒng)的絕緣狀況，實(shí)現(xiàn)了預(yù)警、故障定位和接地選線功能。它是供電管理的重要技術(shù)手段，闡述了系統(tǒng)的特點(diǎn)和先進(jìn)性，實(shí)踐表明，在系統(tǒng)應(yīng)用中，企業(yè)機(jī)電管理人員的電力系統(tǒng)監(jiān)管水平得到了提高，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益得到了提高。

關(guān)鍵字：電纜絕緣；預(yù)警；故障定位；接地選線；

神東保德煤礦是由原保德縣東關(guān)鎮(zhèn)煤礦和橋頭煤礦技術(shù)改造整合而成的國家能源集團(tuán)神東煤炭集團(tuán)公司在山西省的一個(gè)大型煤炭生產(chǎn)基地。井田南北向長14.0km，東向?qū)挾葹?.7km，面積為55.898公里2。由于生產(chǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn)，高壓動(dòng)力電纜廣泛應(yīng)用于井上和井下。電纜的運(yùn)行直接影響煤礦的生產(chǎn)。一旦發(fā)生電纜故障，勢必造成生產(chǎn)系統(tǒng)事故，如采礦生產(chǎn)、礦山通風(fēng)、排水、壓風(fēng)等，造成煤礦重大生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡等次生災(zāi)害。目前，每年進(jìn)行的電纜局放電和耐壓試驗(yàn)存在以下問題：一是電纜絕緣水平的真實(shí)情況根本無法反映；第二，耐壓試驗(yàn)是一種破壞性試驗(yàn)，也是對電纜絕緣的破壞；第三，隨著礦山供電需求的增加，

目前，小電流接地系統(tǒng)和絕緣監(jiān)測裝置廣泛應(yīng)用于煤礦上下高壓供電系統(tǒng)，無法解決上述問題，這是煤礦供電長期存在的痛點(diǎn)。為此，保德煤礦一直希望在供電系統(tǒng)高壓電纜故障發(fā)生前，自動(dòng)改造保德煤礦供電裝置，形成預(yù)警系統(tǒng)，提前采取措施消除隱患，避免突發(fā)短路導(dǎo)致大面積停電。此外，它還可以快速準(zhǔn)確地選擇線路并判斷故障位置。以下是保德煤礦高壓動(dòng)力電纜絕緣故障系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

1高壓電纜絕緣故障系統(tǒng)設(shè)計(jì)

保德煤礦高壓動(dòng)力電纜故障預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)主要包括：地面遠(yuǎn)程主機(jī)(云服務(wù))、如圖1所示，系統(tǒng)采集單元和各種監(jiān)控裝置(包括高頻傳感器)的結(jié)構(gòu)。

圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1．1.地面遠(yuǎn)程主機(jī)

地面遠(yuǎn)程主機(jī)設(shè)置在礦山調(diào)度指揮中心，調(diào)度指揮中心設(shè)置控制站，通過控制站集中控制和監(jiān)控地下所有高壓電纜系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備?？刂普痉譃橛布蛙浖刹糠郑?/p>

①硬件設(shè)備：工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、顯示器等；

②軟件：監(jiān)控、控制組態(tài)軟件。

地面遠(yuǎn)程主機(jī)采用基于B/S的系統(tǒng)管理軟件，采用局域網(wǎng)方式與監(jiān)控裝置進(jìn)行通信，配置裝置的參數(shù)設(shè)置值，通過上位機(jī)通信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程服務(wù)。該系統(tǒng)還配備了云訪問功能，可以通過任何網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)檢查電纜在線監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行、設(shè)備運(yùn)行和線路報(bào)警信息。煤礦高壓動(dòng)力電纜絕緣故障監(jiān)測系統(tǒng)采用全網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，為每個(gè)設(shè)備分配不同的IP地址。一個(gè)設(shè)備可以實(shí)時(shí)在線檢測16條交聯(lián)聚乙烯或橡膠套管高壓動(dòng)力電纜。該系統(tǒng)可以在設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)連續(xù)檢測

1．2系統(tǒng)采集單元

保德煤礦選擇在線監(jiān)控井下1號中央變電站、2號變電站、三（下）盤區(qū)泵房變電站、康孫62連巷變電站、五盤區(qū)井下泵房變電站、集中巷變電站6個(gè)變電站15段母線及其母線下三芯電纜。系統(tǒng)監(jiān)控模式為站內(nèi)集中監(jiān)控，在變電站低壓側(cè)選擇合適的位置安裝礦用隔爆和本安高壓動(dòng)力電纜絕緣故障分析主機(jī)，在高壓側(cè)選擇合適的位置安裝礦用本安電流收集器。

1．3波探頭3GPD電流

GPD電流流行波探頭安裝在被監(jiān)測的橡膠電纜主體上，負(fù)責(zé)監(jiān)測被測電纜的臨時(shí)電流流行波信號，探頭通過多芯屏蔽線與礦山本安電流流行波收集器連接。

1．4通信網(wǎng)絡(luò)

系統(tǒng)主站通信網(wǎng)絡(luò)采用內(nèi)部以太網(wǎng)通道或光纖通道通信；系統(tǒng)主站和系統(tǒng)云采用保德煤礦綜合分站5g光纖網(wǎng)絡(luò)通信。

2利用故障系統(tǒng)分析解決高壓動(dòng)力電纜絕緣故障問題

2．1.檢查高壓電纜

在煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)中，將有開關(guān)、保護(hù)電器和其他關(guān)鍵部件。開關(guān)柜的作用是確保煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)的整個(gè)電路正常工作。當(dāng)煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)出現(xiàn)明顯異常時(shí)，通過拉動(dòng)開關(guān)柜來保護(hù)煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)。

2．2檢查煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)的變壓器

電力變壓器是一種利用電磁感應(yīng)原理改變交流電壓的設(shè)備。它主要由主線圈、次線圈和鐵芯組成。目前，變壓器應(yīng)用廣泛，煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)中有許多變壓器。其中，變壓器的運(yùn)行和事故處理是一個(gè)非常重要的課題。

在使用過程中，煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)有時(shí)會(huì)突然停機(jī)。這種情況主要是由于變壓器問題造成的。變壓器可用于改變煤礦高壓電力系統(tǒng)的電壓，減少電力運(yùn)輸過程中的損耗。但變壓器改造不當(dāng)，會(huì)影響變壓器的散熱功能。為了使煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)長期運(yùn)行，一些工作人員會(huì)對變壓器進(jìn)行不科學(xué)的改造。這種變化似乎并不wan全符合要求。當(dāng)電壓升高時(shí)，盡管損耗降低，但產(chǎn)生的熱量也更快，電纜溫度也會(huì)變高。故障排除時(shí)，要檢查電纜是否因變壓器工作狀態(tài)不當(dāng)而過熱，進(jìn)一步檢查故障。此外，為了解決煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)的故障問題，還需要加強(qiáng)對煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)維護(hù)知識的宣傳，促進(jìn)煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)用戶更深入地了解和檢查煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)的常見故障。煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)的內(nèi)部部件比較脆弱，一旦發(fā)生故障需要及時(shí)修復(fù)。一般而言，只要煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)的核心部件沒有問題，其它問題就可以很好地解決。一旦設(shè)備核心出現(xiàn)問題，我們需要花費(fèi)大量時(shí)間找出問題所在的部件。設(shè)備的更換和維護(hù)往往更加復(fù)雜。在維護(hù)煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)的同時(shí)，嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)。為此，我們普遍運(yùn)用煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)的知識和故障診斷技巧，做好煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)變壓器的檢查工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的故障。

2．3檢查高壓動(dòng)力電纜絕緣故障系統(tǒng)的工作狀態(tài)

高壓動(dòng)力電纜絕緣故障系統(tǒng)及故障處理也是目前煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)維修中亟待解決的問題。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，我國煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)也不例外，幾乎所有行業(yè)都在努力將智能技術(shù)植入其中。智能控制技術(shù)在這方面有很大的發(fā)揮空間。一是通過智能控制，自動(dòng)控制開關(guān)電機(jī)，減少人工操作，無需系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)即可停止工作，達(dá)到節(jié)電的目的。二是利用智能控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)電機(jī)功率，避免了大功率運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的各種噪聲和有害物質(zhì)，減少了安全隱患和負(fù)面影響。智能系統(tǒng)在處理故障時(shí)，當(dāng)然也是非常有益的。故障系統(tǒng)是煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)的重要組成部分。一是加大資金投入，確保故障系統(tǒng)正常運(yùn)行；目前已對故障系統(tǒng)進(jìn)行資源配置。然而，目前我國對煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)的故障系統(tǒng)重視不夠，在安裝、使用、維護(hù)和管理故障系統(tǒng)方面仍存在諸多問題。許多系統(tǒng)和設(shè)備在安裝前沒有進(jìn)行測試，也沒有用于日常維護(hù)。此外，為了更好地處理煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)事故，國家還應(yīng)加大投入和政策支持力度。在充足的資金和強(qiáng)有力的政策支持下，下一步各有關(guān)部門要大力推進(jìn)高壓動(dòng)力電纜絕緣故障系統(tǒng)，加大對高壓動(dòng)力電纜絕緣故障系統(tǒng)的支持力度，建設(shè)相關(guān)煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)。做好煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)變壓器設(shè)備故障排除工作，處理一些故障現(xiàn)象，提高煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)的可靠性，保證電力供應(yīng)，為煤礦高壓動(dòng)力系統(tǒng)創(chuàng)造更大效益。

3絕緣監(jiān)測及絕緣故障定位產(chǎn)品

4技術(shù)參數(shù)

5結(jié)論

保德煤礦高壓動(dòng)力電纜絕緣故障監(jiān)測系統(tǒng)的成功應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)狀態(tài)維護(hù)的手段之一。該系統(tǒng)檢測運(yùn)行電壓下電纜的絕緣狀態(tài)，真實(shí)反映電纜的絕緣水平。在自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測狀態(tài)下，監(jiān)測系統(tǒng)利用云服務(wù)功能，將電纜故障預(yù)警信息上傳到多用戶的云空間，提高設(shè)備管理人員的遠(yuǎn)程監(jiān)控能力，使礦山機(jī)電負(fù)責(zé)人能夠?qū)崟r(shí)了解變電站電纜的運(yùn)行狀態(tài)信息，確定電纜的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)故障前的實(shí)時(shí)預(yù)警、選線和測距，實(shí)現(xiàn)電纜的大規(guī)模維護(hù)。

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