文摘：本文介紹了礦山高壓動力電纜絕緣故障監(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)的特點和先進性，實踐表明，在系統(tǒng)應(yīng)用中，企業(yè)機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)濟效益和社會效益得到了提高。

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神東煤炭集團公司在山西省的一個大型煤炭生產(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，高壓動力電纜廣泛應(yīng)用于井上和井下。電纜的運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)濟損失、人員傷亡等次生災(zāi)害。目前，每年進行的電纜局放電和耐壓試驗存在以下問題：一是電纜絕緣水平的真實情況根本無法反映；第二，耐壓試驗是一種破壞性試驗，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。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力電纜絕緣故障系統(tǒng)的設(shè)計方案。

1高壓電纜絕緣故障系統(tǒng)設(shè)計

保德煤礦高壓動力電纜故障預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)主要包括：地面遠程主機(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.地面遠程主機

地面遠程主機設(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。控制站分為硬件和軟件兩部分：

①硬件設(shè)備：工業(yè)控制計算機、顯示器等；

②軟件：監(jiān)控、控制組態(tài)軟件。

地面遠程主機采用基于B/S的系統(tǒng)管理軟件，采用局域網(wǎng)方式與監(jiān)控裝置進行通信，配置裝置的參數(shù)設(shè)置值，通過上位機通信實現(xiàn)遠程服務(wù)。該系統(tǒng)還配備了云訪問功能，可以通過任何網(wǎng)絡(luò)計算機檢查電纜在線監(jiān)控系統(tǒng)的運行、設(shè)備運行和線路報警信息。煤礦高壓動力電纜絕緣故障監(jiān)測系統(tǒng)采用全網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，為每個設(shè)備分配不同的IP地址。一個設(shè)備可以實時在線檢測16條交聯(lián)聚乙烯或橡膠套管高壓動力電纜。該系統(tǒng)可以在設(shè)定的時間段內(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力電纜絕緣故障分析主機，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，負責(zé)監(jiān)測被測電纜的臨時電流流行波信號，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)分析解決高壓動力電纜絕緣故障問題

2．1.檢查高壓電纜

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

2．2檢查煤礦高壓動力系統(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，煤礦高壓動力系統(tǒng)中有許多變壓器。其中，變壓器的運行和事故處理是一個非常重要的課題。

在使用過程中，煤礦高壓動力系統(tǒng)有時會突然停機。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，減少電力運輸過程中的損耗。但變壓器改造不當(dāng)，會影響變壓器的散熱功能。為了使煤礦高壓動力系統(tǒng)長期運行，一些工作人員會對變壓器進行不科學(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，盡管損耗降低，但產(chǎn)生的熱量也更快，電纜溫度也會變高。故障排除時，要檢查電纜是否因變壓器工作狀態(tài)不當(dāng)而過熱，進一步檢查故障。此外，為了解決煤礦高壓動力系統(tǒng)的故障問題，還需要加強對煤礦高壓動力系統(tǒng)維護知識的宣傳，促進煤礦高壓動力系統(tǒng)用戶更深入地了解和檢查煤礦高壓動力系統(tǒng)的常見故障。煤礦高壓動力系統(tǒng)的內(nèi)部部件比較脆弱，一旦發(fā)生故障需要及時修復(fù)。一般而言，只要煤礦高壓動力系統(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，我們需要花費大量時間找出問題所在的部件。設(shè)備的更換和維護往往更加復(fù)雜。在維護煤礦高壓動力系統(tǒng)的同時，嚴(yán)重影響用戶體驗。為此，我們普遍運用煤礦高壓動力系統(tǒng)的知識和故障診斷技巧，做好煤礦高壓動力系統(tǒng)變壓器的檢查工作，及時發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的故障。

2．3檢查高壓動力電纜絕緣故障系統(tǒng)的工作狀態(tài)

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

保德煤礦高壓動力電纜絕緣故障監(jiān)測系統(tǒng)的成功應(yīng)用是實現(xiàn)狀態(tài)維護的手段之一。該系統(tǒng)檢測運行電壓下電纜的絕緣狀態(tài)，真實反映電纜的絕緣水平。在自動連續(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)備管理人員的遠程監(jiān)控能力，使礦山機電負責(zé)人能夠?qū)崟r了解變電站電纜的運行狀態(tài)信息，確定電纜的運行狀態(tài)，實現(xiàn)故障前的實時預(yù)警、選線和測距，實現(xiàn)電纜的大規(guī)模維護。

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