文摘：本文介紹了礦山高壓動力電纜絕緣故障監測系統的應用，分析了煤礦高壓供電系統作為高風險行業的特殊要求，供電系統高壓電纜在線監測供電系統的絕緣狀況，實現了預警、故障定位和接地選線功能。它是供電管理的重要技術手段，闡述了系統的特點和先進性，實踐表明，在系統應用中，企業機電管理人員的電力系統監管水平得到了提高，企業的經濟效益和社會效益得到了提高。

關鍵字：電纜絕緣；預警；故障定位；接地選線；

神東保德煤礦是由原保德縣東關鎮煤礦和橋頭煤礦技術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基地。井田南北向長14.0km，東向寬度為5.7km，面積為55.898公里2。由于生產系統的特點，高壓動力電纜廣泛應用于井上和井下。電纜的運行直接影響煤礦的生產。一旦發生電纜故障，勢必造成生產系統事故，如采礦生產、礦山通風、排水、壓風等，造成煤礦重大生產經濟損失、人員傷亡等次生災害。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，小電流接地系統和絕緣監測裝置廣泛應用于煤礦上下高壓供電系統，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高壓電纜故障發生前，自動改造保德煤礦供電裝置，形成預警系統，提前采取措施消除隱患，避免突發短路導致大面積停電。此外，它還可以快速準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的設計方案。

1高壓電纜絕緣故障系統設計

保德煤礦高壓動力電纜故障預警監測系統主要包括：地面遠程主機(云服務)、如圖1所示，系統采集單元和各種監控裝置(包括高頻傳感器)的結構。

圖1系統結構圖

1．1.地面遠程主機

地面遠程主機設置在礦山調度指揮中心，調度指揮中心設置控制站，通過控制站集中控制和監控地下所有高壓電纜系統相關設備。控制站分為硬件和軟件兩部分：

①硬件設備：工業控制計算機、顯示器等；

②軟件：監控、控制組態軟件。

地面遠程主機采用基于B/S的系統管理軟件，采用局域網方式與監控裝置進行通信，配置裝置的參數設置值，通過上位機通信實現遠程服務。該系統還配備了云訪問功能，可以通過任何網絡計算機檢查電纜在線監控系統的運行、設備運行和線路報警信息。煤礦高壓動力電纜絕緣故障監測系統采用全網絡設計，為每個設備分配不同的IP地址。一個設備可以實時在線檢測16條交聯聚乙烯或橡膠套管高壓動力電纜。該系統可以在設定的時間段內連續檢測

1．2系統采集單元

保德煤礦選擇在線監控井下1號中央變電站、2號變電站、三（下）盤區泵房變電站、康孫62連巷變電站、五盤區井下泵房變電站、集中巷變電站6個變電站15段母線及其母線下三芯電纜。系統監控模式為站內集中監控，在變電站低壓側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測的橡膠電纜主體上，負責監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通信網絡

系統主站通信網絡采用內部以太網通道或光纖通道通信；系統主站和系統云采用保德煤礦綜合分站5g光纖網絡通信。

2利用故障系統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中，將有開關、保護電器和其他關鍵部件。開關柜的作用是確保煤礦高壓動力系統的整個電路正常工作。當煤礦高壓動力系統出現明顯異常時，通過拉動開關柜來保護煤礦高壓動力系統。

2．2檢查煤礦高壓動力系統的變壓器

電力變壓器是一種利用電磁感應原理改變交流電壓的設備。它主要由主線圈、次線圈和鐵芯組成。目前，變壓器應用廣泛，煤礦高壓動力系統中有許多變壓器。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的電壓，減少電力運輸過程中的損耗。但變壓器改造不當，會影響變壓器的散熱功能。為了使煤礦高壓動力系統長期運行，一些工作人員會對變壓器進行不科學的改造。這種變化似乎并不wan全符合要求。當電壓升高時，盡管損耗降低，但產生的熱量也更快，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不當而過熱，進一步檢查故障。此外，為了解決煤礦高壓動力系統的故障問題，還需要加強對煤礦高壓動力系統維護知識的宣傳，促進煤礦高壓動力系統用戶更深入地了解和檢查煤礦高壓動力系統的常見故障。煤礦高壓動力系統的內部部件比較脆弱，一旦發生故障需要及時修復。一般而言，只要煤礦高壓動力系統的核心部件沒有問題，其它問題就可以很好地解決。一旦設備核心出現問題，我們需要花費大量時間找出問題所在的部件。設備的更換和維護往往更加復雜。在維護煤礦高壓動力系統的同時，嚴重影響用戶體驗。為此，我們普遍運用煤礦高壓動力系統的知識和故障診斷技巧，做好煤礦高壓動力系統變壓器的檢查工作，及時發現可能出現的故障。

2．3檢查高壓動力電纜絕緣故障系統的工作狀態

高壓動力電纜絕緣故障系統及故障處理也是目前煤礦高壓動力系統維修中亟待解決的問題。隨著大數據時代的到來，我國煤礦高壓動力系統也不例外，幾乎所有行業都在努力將智能技術植入其中。智能控制技術在這方面有很大的發揮空間。一是通過智能控制，自動控制開關電機，減少人工操作，無需系統執行任務即可停止工作，達到節電的目的。二是利用智能控制系統調節電機功率，避免了大功率運行時產生的各種噪聲和有害物質，減少了安全隱患和負面影響。智能系統在處理故障時，當然也是非常有益的。故障系統是煤礦高壓動力系統的重要組成部分。一是加大資金投入，確保故障系統正常運行；目前已對故障系統進行資源配置。然而，目前我國對煤礦高壓動力系統的故障系統重視不夠，在安裝、使用、維護和管理故障系統方面仍存在諸多問題。許多系統和設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事故，國家還應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，下一步各有關部門要大力推進高壓動力電纜絕緣故障系統，加大對高壓動力電纜絕緣故障系統的支持力度，建設相關煤礦高壓動力系統。做好煤礦高壓動力系統變壓器設備故障排除工作，處理一些故障現象，提高煤礦高壓動力系統的可靠性，保證電力供應，為煤礦高壓動力系統創造更大效益。

3絕緣監測及絕緣故障定位產品

4技術參數

5結論

保德煤礦高壓動力電纜絕緣故障監測系統的成功應用是實現狀態維護的手段之一。該系統檢測運行電壓下電纜的絕緣狀態，真實反映電纜的絕緣水平。在自動連續監測狀態下，監測系統利用云服務功能，將電纜故障預警信息上傳到多用戶的云空間，提高設備管理人員的遠程監控能力，使礦山機電負責人能夠實時了解變電站電纜的運行狀態信息，確定電纜的運行狀態，實現故障前的實時預警、選線和測距，實現電纜的大規模維護。

參考文獻:

[1]王曉彪．電力電纜故障診斷與檢測技術分析[J].電子制作，2016(18)．

[2]于洋，楊伊璇．電力電纜的故障診斷與檢測技術[J]．黑龍江科技信息，2015(36)．

[3］安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.6版；

[4］安科瑞IT系統絕緣監測故障定位裝置及監控系統（中英文）2020.01版