丁秀全

【摘要】監(jiān)控系統(tǒng)的一個基本功能是對礦井中的瓦斯進行檢測和斷電，檢測結果可以通過地上設備直接觀察到，饋電設備用來反映瓦斯斷電后的反饋信息，國家規(guī)定，為保證礦井安全問題，礦井監(jiān)測系統(tǒng)必須具備饋電監(jiān)測功能，目前我國礦井高壓饋電檢測確實存在著許多亟待解決的問題，為保證礦井安全生產，必須著手解決這些問題，排除高壓饋電監(jiān)測故障。

【關鍵詞】高壓饋電；檢測問題；解決對策

0.前言

煤礦安全規(guī)程中對何時設置饋電狀態(tài)傳感器做出了明確的規(guī)定，設置傳感器的目的是對井下瓦斯進行實時監(jiān)控，一旦瓦斯超限或者其他設備出現(xiàn)故障，饋電開關的狀態(tài)就可以及時反饋到地面，當饋電開關狀態(tài)出現(xiàn)問題時采取措施切斷電源，目前高壓開關監(jiān)測方法較少，本文介紹的方法經實踐證明較為有效，對礦井安全生產意義重大。

1.高壓饋電狀態(tài)檢測的現(xiàn)狀

國內目前普遍使用的饋電監(jiān)控方法有兩種，一種是在開關負荷一側安裝饋電傳感器，將饋電傳感器接到電纜上，通過電纜與地面連接對地下進行饋電監(jiān)控，礦井中的工作環(huán)境相當復雜，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，無法適應長期的工作，因此不具備高可靠性，同時此種傳感器的電壓檢測范圍較低，不可以高于1140伏，所以只能檢測部分電纜，對屏蔽電纜不適用；還有一種是依靠將電壓轉變成電流來進行饋電檢測，通常借助的工具是電壓轉換模塊，但是同第一種方法一樣，其使用范圍也較小，國內的轉換模塊進行電壓轉換的最大限度是1140伏，而且安裝工序非常復雜，要在多處同時取電，檢測的電纜類型也有很大的局限性，以目前的技術還不可以檢測三項電纜，顯然這種饋電狀態(tài)檢測方法的實用性不夠好。事實上，礦井中高壓開關使用的都是屏蔽高壓電纜，其最高電壓高達6000伏，上述兩種方法都不適用，高壓饋電狀態(tài)檢測存在著很棘手的問題，急需探尋新的解決辦法。

2.檢測系統(tǒng)的抗干擾分析

隨著計算機技術、電子技術的快速發(fā)展以及同傳感器技術的結合，高壓饋電檢測保護已經進入現(xiàn)代化技術時代，智能裝置在礦井中安全生產中應用廣泛，同時擔當著保護電氣設備安全的重要角色，由于保護對象為6000伏高壓設備，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)出的信號會對檢測保護系統(tǒng)造成巨大的影響，嚴重時可能引起重大事故。

信號干擾的來源，干擾信號是指除對生產有利的信號以外的那些可能影響保護裝置正常工作的信號，其來源有幾個方面：一是來自外界，壓板、開關觸點、饋電器觸點等通過連接電纜進入保護裝置，當操作高壓饋電開關時供電參數(shù)發(fā)生改變，受到電磁信號的干擾；二是來自裝置內部，例如高頻控制信號對其他部件電信號回路的干擾，其中接地不良是產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引起對保護系統(tǒng)的干擾。

3.我國礦井下供電系統(tǒng)的特點

煤礦安全規(guī)程中說明，井下的變壓器不可以將中性點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)生觸點對人體的危害也較小，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電氣設備供電，煤礦井下電纜數(shù)量較多，稍不注意就會引起生產事故，當出現(xiàn)故障后如不及時采取有效的補救措施會對經濟效益造成巨大損失。

針對高壓饋電的結構和工作環(huán)境，可采用專門的系統(tǒng)對其進行分析，以獲得可靠的數(shù)據，從而快速掌握可能存在的故障，針對高壓饋電狀態(tài)檢測中的問題本文主要介紹的一種專家系統(tǒng)方法。

4.解決饋電開關操作狀態(tài)問題的專用系統(tǒng)

4.1饋電開關狀態(tài)的檢測方法

在礦井特定的工作環(huán)境中，饋電開關故障類型有過載、短路、斷相、漏氣等，針對這些問題可采用專家系統(tǒng)，高壓饋電開關狀態(tài)檢測要根據饋電開關的特殊性質進行，一般可采取門限法，具體做法是：首先設定預期范圍，即設定最大值和最小值，這些數(shù)值可以根據饋電開關的型號和實際工作環(huán)境選取，檢測的數(shù)值只要在預期范圍內即可以斷定其工作正常，門限值可以是具體數(shù)值也可以是某種狀態(tài)，根據門限值可以對開關狀態(tài)進行較為準確的提前預判。

高壓饋電開關狀態(tài)的監(jiān)測結果，即各類數(shù)據（原始數(shù)據、實時數(shù)據）和結果（中間結果、最終結果）都在地面數(shù)據庫中儲存，作為該種設備在當時所處環(huán)境中的工作狀態(tài)記錄，同時利用先進的手段判斷設備的目前工作狀態(tài)和未來一段時間的工作情況，對可能出現(xiàn)的故障做出預判。

4.2檢測、分析高壓饋電開關狀態(tài)的實現(xiàn)過程

高壓饋電開關狀態(tài)分析以模式識別為基礎，建立特征模型，將所選參數(shù)歸納成一般性結論，把設備目前的狀態(tài)同以往正常狀態(tài)時的參數(shù)進行對比識別，識別方式有很多種，本文主要介紹時間序列分析方法。

饋電開關有多種保護動作，需要對多個信號進行同時檢測，同時還要對數(shù)據間的關系進行分析，包括故障所屬類型和實時狀態(tài)，另外還要結合以往數(shù)據庫中的歷史參數(shù)記錄全面分析，想要獲得準確的故障檢測結果，采用人工智能方式較為可靠。在高壓開關狀態(tài)監(jiān)測的過程中要將搜集到的各類信息作為依據，把獲得的數(shù)值信息、開關信息、指令信息按照關聯(lián)的緊密程度劃分為三種，即無關聯(lián)、一般關聯(lián)和密切的關聯(lián)，然后利用數(shù)據信息作為比較模型，每周拿來與實時監(jiān)測結果對比分析，這樣可以直觀的了解高壓饋電開關動態(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，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)測點一項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信息；高壓饋電開關數(shù)據一項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系。完成系統(tǒng)監(jiān)測的實現(xiàn)要預先規(guī)劃好可能對檢測進程產生影響的因素，如特例的處理、狀態(tài)開關切換、故障隔離措施、指令操作、高壓饋電系統(tǒng)重組、系統(tǒng)的及時恢復等。

4.3專家系統(tǒng)在高壓饋電狀態(tài)監(jiān)測中的局限

本身我們是希望在高壓饋電開關狀態(tài)監(jiān)測中采集到所有有利于故障分析的數(shù)據，但是由于工作環(huán)境的原因，人工智能獲取信息的結果會隨著啟動規(guī)則和監(jiān)測點位置的變化而變化，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)測點正常運行的，所以在監(jiān)測時可以將監(jiān)測點分組，把主要的高壓饋電開關狀態(tài)監(jiān)測點單分一組，即把監(jiān)測活動分成幾個周期，把每個周期中即將監(jiān)測的開關設備進行模塊化處理，對需要重點監(jiān)測的點進行重點分析，不過從整體效果看，專家系統(tǒng)是可以對高壓饋電開關狀態(tài)的故障位置、產生原因作出準確、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煤礦安全生產的意義是重大的。

5.結語

我國煤礦開采中使用大量的高壓饋電開關，一旦這些開關發(fā)生故障就會給安全生產帶來巨大的影響，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)建立實時數(shù)據監(jiān)測和儲存，運用科學的分析方法對開關狀態(tài)進行判斷，可以快速的解決饋電開關故障問題，而且保存下來的數(shù)據庫對解決生產中出現(xiàn)的類似故障極為有利，為煤礦井下安全生產提供了可靠的保障。[科]

【參考文獻】

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