光纖通信技術(shù)在礦山供電中的具體應(yīng)用

杜希民

山西煤炭進(jìn)出口集團(tuán)蒲縣萬(wàn)家莊煤業(yè)有限公司，山西臨汾 041204

1 礦山通信的現(xiàn)狀

礦山企業(yè)一般建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)、投入大，在技術(shù)設(shè)備更新方面具有一定的難度，在通信技術(shù)方面受一定時(shí)期內(nèi)的技術(shù)水平制約可能存在著信息通訊孤島現(xiàn)象，影響礦山工作參數(shù)監(jiān)控，電力系統(tǒng)運(yùn)行，人員操作等方面的穩(wěn)定性。礦山所在地井下空間狹小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、噪音大、信息傳輸電磁干擾力強(qiáng)，總體環(huán)境比較惡劣。而在實(shí)際操作中傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中采用銅芯通信電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，材料體積大、信息傳輸速度慢，難以應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，不利于建設(shè)完善的自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)，因此目前對(duì)新型高效信息傳輸系統(tǒng)的建立要求迫切。

2 光纖通信的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

礦山利用光纖通信技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，可以保證礦山供電的穩(wěn)定可靠。光纖通信的信息載體是光導(dǎo)纖維，將信息轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，主要特點(diǎn)有信息容量大，傳輸信息頻帶寬。在頻帶較寬的情況下，在光纖材料中信息傳輸?shù)牡纳⒎浅＝咏静恍枰诮邮斩撕椭修D(zhuǎn)點(diǎn)進(jìn)行幅度調(diào)整。構(gòu)成光纖的主要材料是石英，這種材料來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜，可以降低建設(shè)成本。材料本身的性質(zhì)上看，具有絕緣性好、耐腐蝕的特性，在實(shí)際應(yīng)用中不受電磁干擾的影響。在一根光纜中相鄰的光纖幾乎不存在串?dāng)_現(xiàn)象，靜電與電磁干擾基本不會(huì)影響光纖通信的穩(wěn)定性。在目前的礦山通信中，光纖通信以其投資回報(bào)率高，運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)成為了今后發(fā)展應(yīng)用的主流。

3 具體應(yīng)用分析

3.1 光纖通信技術(shù)基本應(yīng)用

在礦山安全生產(chǎn)工作中，電力供應(yīng)是日常運(yùn)行的基本保證，要求在有很高靈活性與穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，信息傳輸速度快，對(duì)突發(fā)情況反應(yīng)及時(shí)，并且環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，建設(shè)范圍廣。為了滿足電力系統(tǒng)通信的基本要求就必須充分發(fā)揮光纖技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，革新供電運(yùn)行監(jiān)控的信息傳輸系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用光纖技術(shù)，目前光纖技術(shù)已經(jīng)從多模發(fā)展為單模，工作波長(zhǎng)從0.85μm 發(fā)展為1.55μm，傳輸速度計(jì)量方式從Mb/s 進(jìn)步為Gb/s。其中必須了解的是在電力系統(tǒng)應(yīng)用的光纖為特殊光纖，是為適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的光纖材料。為保證電力系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性，主要使用的是光纖復(fù)合地線。這種光纖技術(shù)組合方式是由架空的地線與光纜組成，在功能上大于兩者相加的工作效果。在實(shí)際應(yīng)用中光纜能夠滿足光學(xué)通信的基本要求，同時(shí)也能滿足架空地線機(jī)械和電氣性能需求。對(duì)于礦山開(kāi)采的設(shè)備的供電需求，這種組合接線方式能夠同時(shí)滿足電氣設(shè)備與信息接收設(shè)備的雙重需要。再加上光纖本身具有極強(qiáng)的可靠性和安全性，可以一定程度上減少出現(xiàn)生產(chǎn)安全事故的幾率。光纖通信系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)便，不用使用大型設(shè)備輔助安裝，構(gòu)建系統(tǒng)完成后在運(yùn)行中穩(wěn)定性良好。在這里以單相傳輸?shù)墓饫w通信系統(tǒng)為例，可以了解系統(tǒng)發(fā)射、接收以及廣義信道的基本光纖傳輸方式。

3.2 特種光纖技術(shù)在礦山供電中的應(yīng)用

目前，礦山電力監(jiān)控自動(dòng)化大部分只用于配電柜、防爆開(kāi)關(guān)、漏電保護(hù)和繼電保護(hù)等相應(yīng)功能，這些功能基本上都處于獨(dú)立運(yùn)行的狀態(tài)，缺少互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。鑒于礦井內(nèi)部的特殊結(jié)構(gòu)，供電系統(tǒng)建設(shè)工程量大，變電所和配電供電服務(wù)的主要方向是保證采掘運(yùn)輸?shù)幕就〞?。在?shí)際的井下挖掘開(kāi)采中，受到開(kāi)采區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜的影響，會(huì)出現(xiàn)供電系統(tǒng)故障頻發(fā)的情況，影響作業(yè)進(jìn)度，降低礦井生產(chǎn)量。而使用特種光纖能夠有效地改善礦山供電的狀況，將復(fù)合地線設(shè)置于礦山供電系統(tǒng)中，一方面可以降低供電系統(tǒng)的建設(shè)運(yùn)行成本，提高礦山工作的整體經(jīng)濟(jì)效益，另一方面可以為井下機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，建立礦井供電的自動(dòng)化管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，合理安排電力資源，保證電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。

在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建完成后，可以在實(shí)時(shí)監(jiān)控中采用最新的以太網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮最新型科技的優(yōu)勢(shì)，以太網(wǎng)信息傳輸快、材料使用壽命長(zhǎng)，安裝方便并且有很強(qiáng)的兼容性，支持幾乎所有流行的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。將以太網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于信息監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)信息監(jiān)控系統(tǒng)。是工業(yè)發(fā)展自動(dòng)化、智能化的必然要求，可以實(shí)時(shí)接收電力供應(yīng)信息。在電力系統(tǒng)中使用光纖技術(shù)進(jìn)行縱聯(lián)動(dòng)差保護(hù)可以提高電路短路保護(hù)的靈敏度，防止礦井供電短路時(shí)出現(xiàn)越級(jí)跳閘的情況。此外，光纖技術(shù)能夠與計(jì)算機(jī)處理與多媒體顯像技術(shù)形成配合，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦井運(yùn)行各項(xiàng)參數(shù)，為提高礦產(chǎn)開(kāi)采效率提供技術(shù)支持。在操作應(yīng)用中，可以通過(guò)將攝像影像進(jìn)行光信號(hào)轉(zhuǎn)化，形成電視信號(hào)，就能對(duì)礦井內(nèi)部信息情況進(jìn)行監(jiān)控，管理人員在監(jiān)視系統(tǒng)中切換顯像頻道，就能充分了解礦井內(nèi)部情況。如果出現(xiàn)機(jī)械故障，系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地反映工作的故障的具體位置和情況，切斷故障部分電源，第一時(shí)間通知維修人員，采取快速有針對(duì)性的措施，以最短的時(shí)間恢復(fù)供電，使故障對(duì)礦山開(kāi)采的影響降到最低。

4 結(jié)論

礦山企業(yè)一般工作、工序多管理難度大，在特殊的開(kāi)采環(huán)境下影響因素非常復(fù)雜，對(duì)通信系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性提出了更高的要求。礦山工作用電需求量大，需要長(zhǎng)距離輸電，需要非常穩(wěn)定的供電系統(tǒng)，一般的傳統(tǒng)信息系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足面前的需要，需要對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行革新。而光纖通信技術(shù)在礦井開(kāi)采中使用防火阻燃光纜作為信息傳輸通道，再加上光纖通信技術(shù)本身技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為礦山供電提供了重要保障。在新型通信技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，光纖通信技術(shù)必將成實(shí)際應(yīng)用的主流，促進(jìn)我國(guó)采礦業(yè)的整體技術(shù)進(jìn)步。

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