高壓饋電開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)問(wèn)題的解決對(duì)策分析

丁秀全

【摘要】監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)基本功能是對(duì)礦井中的瓦斯進(jìn)行檢測(cè)和斷電，檢測(cè)結(jié)果可以通過(guò)地上設(shè)備直接觀察到，饋電設(shè)備用來(lái)反映瓦斯斷電后的反饋信息，國(guó)家規(guī)定，為保證礦井安全問(wèn)題，礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須具備饋電監(jiān)測(cè)功能，目前我國(guó)礦井高壓饋電檢測(cè)確實(shí)存在著許多亟待解決的問(wèn)題，為保證礦井安全生產(chǎn)，必須著手解決這些問(wèn)題，排除高壓饋電監(jiān)測(cè)故障。

【關(guān)鍵詞】高壓饋電；檢測(cè)問(wèn)題；解決對(duì)策

0.前言

煤礦安全規(guī)程中對(duì)何時(shí)設(shè)置饋電狀態(tài)傳感器做出了明確的規(guī)定，設(shè)置傳感器的目的是對(duì)井下瓦斯進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦瓦斯超限或者其他設(shè)備出現(xiàn)故障，饋電開(kāi)關(guān)的狀態(tài)就可以及時(shí)反饋到地面，當(dāng)饋電開(kāi)關(guān)狀態(tài)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)采取措施切斷電源，目前高壓開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)方法較少，本文介紹的方法經(jīng)實(shí)踐證明較為有效，對(duì)礦井安全生產(chǎn)意義重大。

1.高壓饋電狀態(tài)檢測(cè)的現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)目前普遍使用的饋電監(jiān)控方法有兩種，一種是在開(kāi)關(guān)負(fù)荷一側(cè)安裝饋電傳感器，將饋電傳感器接到電纜上，通過(guò)電纜與地面連接對(duì)地下進(jìn)行饋電監(jiān)控，礦井中的工作環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜，饋電裝置要在較為惡劣的條件下工作，而饋電裝置容易受到環(huán)境干擾，無(wú)法適應(yīng)長(zhǎng)期的工作，因此不具備高可靠性，同時(shí)此種傳感器的電壓檢測(cè)范圍較低，不可以高于1140伏，所以只能檢測(cè)部分電纜，對(duì)屏蔽電纜不適用；還有一種是依靠將電壓轉(zhuǎn)變成電流來(lái)進(jìn)行饋電檢測(cè)，通常借助的工具是電壓轉(zhuǎn)換模塊，但是同第一種方法一樣，其使用范圍也較小，國(guó)內(nèi)的轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換的最大限度是1140伏，而且安裝工序非常復(fù)雜，要在多處同時(shí)取電，檢測(cè)的電纜類型也有很大的局限性，以目前的技術(shù)還不可以檢測(cè)三項(xiàng)電纜，顯然這種饋電狀態(tài)檢測(cè)方法的實(shí)用性不夠好。事實(shí)上，礦井中高壓開(kāi)關(guān)使用的都是屏蔽高壓電纜，其最高電壓高達(dá)6000伏，上述兩種方法都不適用，高壓饋電狀態(tài)檢測(cè)存在著很棘手的問(wèn)題，急需探尋新的解決辦法。

2.檢測(cè)系統(tǒng)的抗干擾分析

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)的快速發(fā)展以及同傳感器技術(shù)的結(jié)合，高壓饋電檢測(cè)保護(hù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代化技術(shù)時(shí)代，智能裝置在礦井中安全生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，同時(shí)擔(dān)當(dāng)著保護(hù)電氣設(shè)備安全的重要角色，由于保護(hù)對(duì)象為6000伏高壓設(shè)備，而傳感器本身的元器件容量較低，給系統(tǒng)的正常工作造成影響，它們發(fā)出的信號(hào)會(huì)對(duì)檢測(cè)保護(hù)系統(tǒng)造成巨大的影響，嚴(yán)重時(shí)可能引起重大事故。

信號(hào)干擾的來(lái)源，干擾信號(hào)是指除對(duì)生產(chǎn)有利的信號(hào)以外的那些可能影響保護(hù)裝置正常工作的信號(hào)，其來(lái)源有幾個(gè)方面：一是來(lái)自外界，壓板、開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)、饋電器觸點(diǎn)等通過(guò)連接電纜進(jìn)入保護(hù)裝置，當(dāng)操作高壓饋電開(kāi)關(guān)時(shí)供電參數(shù)發(fā)生改變，受到電磁信號(hào)的干擾；二是來(lái)自裝置內(nèi)部，例如高頻控制信號(hào)對(duì)其他部件電信號(hào)回路的干擾，其中接地不良是產(chǎn)生干擾的主要影響因素，另外還有電流輸入線路不絕緣等也會(huì)引起對(duì)保護(hù)系統(tǒng)的干擾。

3.我國(guó)礦井下供電系統(tǒng)的特點(diǎn)

煤礦安全規(guī)程中說(shuō)明，井下的變壓器不可以將中性點(diǎn)直接接地以防止觸電事故，非直接接地的通電系統(tǒng)即使發(fā)生觸點(diǎn)對(duì)人體的危害也較小，井下供電線路幾乎全部由電纜組成，包括礦用屏蔽電纜和非礦用屏蔽電纜，各種電纜用途不同，非礦用電纜用于供電主線，礦用電纜用于向可移動(dòng)電氣設(shè)備供電，煤礦井下電纜數(shù)量較多，稍不注意就會(huì)引起生產(chǎn)事故，當(dāng)出現(xiàn)故障后如不及時(shí)采取有效的補(bǔ)救措施會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益造成巨大損失。

針對(duì)高壓饋電的結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境，可采用專門(mén)的系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行分析，以獲得可靠的數(shù)據(jù)，從而快速掌握可能存在的故障，針對(duì)高壓饋電狀態(tài)檢測(cè)中的問(wèn)題本文主要介紹的一種專家系統(tǒng)方法。

4.解決饋電開(kāi)關(guān)操作狀態(tài)問(wèn)題的專用系統(tǒng)

4.1饋電開(kāi)關(guān)狀態(tài)的檢測(cè)方法

在礦井特定的工作環(huán)境中，饋電開(kāi)關(guān)故障類型有過(guò)載、短路、斷相、漏氣等，針對(duì)這些問(wèn)題可采用專家系統(tǒng)，高壓饋電開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測(cè)要根據(jù)饋電開(kāi)關(guān)的特殊性質(zhì)進(jìn)行，一般可采取門(mén)限法，具體做法是：首先設(shè)定預(yù)期范圍，即設(shè)定最大值和最小值，這些數(shù)值可以根據(jù)饋電開(kāi)關(guān)的型號(hào)和實(shí)際工作環(huán)境選取，檢測(cè)的數(shù)值只要在預(yù)期范圍內(nèi)即可以斷定其工作正常，門(mén)限值可以是具體數(shù)值也可以是某種狀態(tài)，根據(jù)門(mén)限值可以對(duì)開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行較為準(zhǔn)確的提前預(yù)判。

高壓饋電開(kāi)關(guān)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)結(jié)果，即各類數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)）和結(jié)果（中間結(jié)果、最終結(jié)果）都在地面數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存，作為該種設(shè)備在當(dāng)時(shí)所處環(huán)境中的工作狀態(tài)記錄，同時(shí)利用先進(jìn)的手段判斷設(shè)備的目前工作狀態(tài)和未來(lái)一段時(shí)間的工作情況，對(duì)可能出現(xiàn)的故障做出預(yù)判。

4.2檢測(cè)、分析高壓饋電開(kāi)關(guān)狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程

高壓饋電開(kāi)關(guān)狀態(tài)分析以模式識(shí)別為基礎(chǔ)，建立特征模型，將所選參數(shù)歸納成一般性結(jié)論，把設(shè)備目前的狀態(tài)同以往正常狀態(tài)時(shí)的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比識(shí)別，識(shí)別方式有很多種，本文主要介紹時(shí)間序列分析方法。

饋電開(kāi)關(guān)有多種保護(hù)動(dòng)作，需要對(duì)多個(gè)信號(hào)進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)，同時(shí)還要對(duì)數(shù)據(jù)間的關(guān)系進(jìn)行分析，包括故障所屬類型和實(shí)時(shí)狀態(tài)，另外還要結(jié)合以往數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史參數(shù)記錄全面分析，想要獲得準(zhǔn)確的故障檢測(cè)結(jié)果，采用人工智能方式較為可靠。在高壓開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的過(guò)程中要將搜集到的各類信息作為依據(jù)，把獲得的數(shù)值信息、開(kāi)關(guān)信息、指令信息按照關(guān)聯(lián)的緊密程度劃分為三種，即無(wú)關(guān)聯(lián)、一般關(guān)聯(lián)和密切的關(guān)聯(lián)，然后利用數(shù)據(jù)信息作為比較模型，每周拿來(lái)與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比分析，這樣可以直觀的了解高壓饋電開(kāi)關(guān)動(dòng)態(tài)，在故障判斷中要考慮到外部參數(shù)的干擾影響，如前面所提到的電磁信號(hào)干擾影響等?；诟邏吼侂姵霈F(xiàn)的故障種類比較多，可將所有信息列于框架表內(nèi)，以利于直觀分析和采取匹配的操作措施。如高壓饋電傳感器監(jiān)測(cè)點(diǎn)一項(xiàng)可以記錄不同條件下電流互感器、漏氣、漏電、短路等元器件的相關(guān)信息；高壓饋電開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)一項(xiàng)可以記錄歷史故障信息、不同條件下的故障以及故障同故障間的關(guān)系。完成系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的實(shí)現(xiàn)要預(yù)先規(guī)劃好可能對(duì)檢測(cè)進(jìn)程產(chǎn)生影響的因素，如特例的處理、狀態(tài)開(kāi)關(guān)切換、故障隔離措施、指令操作、高壓饋電系統(tǒng)重組、系統(tǒng)的及時(shí)恢復(fù)等。

4.3專家系統(tǒng)在高壓饋電狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的局限

本身我們是希望在高壓饋電開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)中采集到所有有利于故障分析的數(shù)據(jù)，但是由于工作環(huán)境的原因，人工智能獲取信息的結(jié)果會(huì)隨著啟動(dòng)規(guī)則和監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置的變化而變化，因此本文介紹的專家系統(tǒng)方法是不能夠保證在所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)正常運(yùn)行的，所以在監(jiān)測(cè)時(shí)可以將監(jiān)測(cè)點(diǎn)分組，把主要的高壓饋電開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)單分一組，即把監(jiān)測(cè)活動(dòng)分成幾個(gè)周期，把每個(gè)周期中即將監(jiān)測(cè)的開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行模塊化處理，對(duì)需要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)分析，不過(guò)從整體效果看，專家系統(tǒng)是可以對(duì)高壓饋電開(kāi)關(guān)狀態(tài)的故障位置、產(chǎn)生原因作出準(zhǔn)確、快速地判斷的，極大地提高了檢修速度，雖然有一定的弊端但是對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的意義是重大的。

5.結(jié)語(yǔ)

我國(guó)煤礦開(kāi)采中使用大量的高壓饋電開(kāi)關(guān)，一旦這些開(kāi)關(guān)發(fā)生故障就會(huì)給安全生產(chǎn)帶來(lái)巨大的影響，礦井下的工作條件十分惡劣，一旦發(fā)生事故，井下供電系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)漏電、斷電等現(xiàn)象，礦井中存在大量的粉塵很容易引起爆炸，采用專家系統(tǒng)建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和儲(chǔ)存，運(yùn)用科學(xué)的分析方法對(duì)開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行判斷，可以快速的解決饋電開(kāi)關(guān)故障問(wèn)題，而且保存下來(lái)的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的類似故障極為有利，為煤礦井下安全生產(chǎn)提供了可靠的保障。[科]

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