潘一礦主井提升機(jī)光纖溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

管京城 柏樂(lè)

摘 ?要：對(duì)主井提升機(jī)室外及地下電纜接頭等監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，能實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前溫度，通過(guò)軟件數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)電纜頭的故障趨勢(shì)和溫度變化率分析，歷史數(shù)據(jù)保存與分析，異常數(shù)據(jù)保存與分析，當(dāng)溫度超限時(shí)能及時(shí)告警，并準(zhǔn)確提供電纜的故障部位，同時(shí)PC機(jī)通過(guò)軟件進(jìn)行信號(hào)處理將波長(zhǎng)和溫度顯示出來(lái)。當(dāng)溫度變化時(shí)，光柵將發(fā)生變化從而波長(zhǎng)也發(fā)生變化，由于在一定范圍內(nèi)溫度和波長(zhǎng)成線性關(guān)系，根據(jù)波長(zhǎng)的變化就可以得出變化后的溫度。

關(guān)鍵詞：煤礦提升機(jī);光纖溫度傳感器;在線監(jiān)測(cè);提升設(shè)備溫度

1 系統(tǒng)改造概述及原因

潘一礦主井3#、4#提升機(jī)承擔(dān)著整個(gè)煤礦的提升任務(wù)，決定礦區(qū)的總產(chǎn)量。提升機(jī)系統(tǒng)電機(jī)定子、滾筒軸承現(xiàn)在安裝有8個(gè)熱電偶式溫度傳感器組成的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，存在測(cè)量不準(zhǔn)、易誤報(bào)警等狀況，威脅主井提升系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，建議對(duì)已有監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行升級(jí)改造，用新型光纖光柵溫度傳感器取代原有的熱電偶式傳感器，建立新的光纖溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

另外提升機(jī)供電系統(tǒng)供電負(fù)荷較大，長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中高壓開(kāi)關(guān)柜開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)、變壓器及電纜接頭等重要部位極易出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，對(duì)整個(gè)煤礦將造成大的損失。因此對(duì)于實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)薄弱點(diǎn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)及過(guò)熱的預(yù)警有實(shí)際需求。

2 新系統(tǒng)設(shè)計(jì)介紹

RZ-GXWD 6000系列礦用光纖溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用國(guó)際先進(jìn)的光纖光柵溫度傳感技術(shù)，具有耐高壓、不受電磁干擾、本質(zhì)安全、長(zhǎng)期可靠、易擴(kuò)展等特點(diǎn)。

（1） 主要應(yīng)用范圍。開(kāi)關(guān)柜內(nèi)觸點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè);主變線連接頭溫度監(jiān)測(cè);電纜饋線終端頭溫度監(jiān)測(cè);電纜中間接頭溫度監(jiān)測(cè);電機(jī)進(jìn)線接頭、出風(fēng)口溫度監(jiān)測(cè);電抗器壓線接頭、快開(kāi)壓線接頭處溫度;變壓器進(jìn)線處溫度監(jiān)測(cè)等高壓、高溫、高負(fù)荷點(diǎn)位的在線精確溫度監(jiān)測(cè)。

（2） 工作原理。寬帶大功率泵浦激光器輸出的寬帶光經(jīng)光纜傳輸最后到達(dá)高靈敏光纖溫度傳感器，不同波長(zhǎng)的光經(jīng)光柵反射后返回高精度光譜分析儀解調(diào)模塊解調(diào)出波長(zhǎng)，后經(jīng)智能光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)變成數(shù)字信號(hào)到達(dá)PC機(jī)通過(guò)軟件進(jìn)行信號(hào)處理將波長(zhǎng)和溫度顯示出來(lái)。當(dāng)溫度變化時(shí)，光柵將發(fā)生變化從而波長(zhǎng)也發(fā)生變化，由于在一定范圍內(nèi)溫度和波長(zhǎng)成線性關(guān)系，根據(jù)波長(zhǎng)的變化就可以得出變化后的溫度。

3 與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段的對(duì)比（表1）

4 溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成

系統(tǒng)各部分功能描述：（1）光纖光柵溫度傳感器：布置待測(cè)裝置內(nèi)，采集溫度信號(hào)。（2）傳輸光纜：將溫度傳感器信號(hào)傳到控制室內(nèi)的光纖光柵解調(diào)儀。（3）光纖光柵信號(hào)解調(diào)儀：對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，提供現(xiàn)場(chǎng)溫度的實(shí)時(shí)信息。（4）系統(tǒng)軟件：給整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行提供軟件支持。

5 主井提升機(jī)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)分布

主井提升機(jī)系統(tǒng)共設(shè)置110個(gè)光纖溫度在線監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)，分布如下。（1）變壓器部分：5樓4#絞車(chē)勵(lì)磁變壓器一臺(tái)、4#絞車(chē)主變壓器一臺(tái)，各設(shè)6個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)布設(shè)于進(jìn)、出線壓接處;7樓至8樓夾層3#絞車(chē)用變壓器一臺(tái)，設(shè)置3個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)布設(shè)于進(jìn)線壓接處。共計(jì)15個(gè)變壓器在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)。（2）快開(kāi)部分：7樓至8樓夾層快開(kāi)裝置三臺(tái)，各設(shè)2個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)布設(shè)于進(jìn)、出線壓接處。共計(jì)6個(gè)快開(kāi)溫度在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)。（3）電抗器部分：7樓電抗器兩臺(tái)，1#、2#電抗器，各設(shè)置2個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)布設(shè)于進(jìn)、出線壓接處。共計(jì)4個(gè)電抗器溫度在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)。（4）環(huán)境溫度部分：7樓至8樓夾層，3#、4#絞車(chē)電機(jī)出風(fēng)口，各設(shè)置1個(gè)測(cè)點(diǎn)、測(cè)點(diǎn)布設(shè)于反映電機(jī)出風(fēng)口實(shí)際溫度的部位。共計(jì)2個(gè)環(huán)境溫度在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)。（5）電機(jī)進(jìn)線部分：3#直流電機(jī)進(jìn)線處，設(shè)置2個(gè)測(cè)點(diǎn);4#交流電機(jī)進(jìn)線處，設(shè)置3個(gè)測(cè)點(diǎn)。共計(jì)5個(gè)電機(jī)進(jìn)線溫度在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)。（6）高壓開(kāi)關(guān)柜部分：對(duì)3樓KYN58-12型開(kāi)關(guān)柜，+AH1進(jìn)線628、+AH2動(dòng)力變壓器1、+AH3整流變壓器1、+AH4整流變壓器2、+AH5勵(lì)磁變壓器1、+AH6互感變壓器、+AH7母聯(lián)、+AH8進(jìn)線及母聯(lián)617、+AH9互感器、+AH10動(dòng)力變壓器2、+AH11整流變壓器3、+AH13勵(lì)磁變壓器2、+AH14進(jìn)線606，每臺(tái)開(kāi)關(guān)柜各設(shè)置6個(gè)測(cè)點(diǎn)，布設(shè)在進(jìn)線母排與上靜觸點(diǎn)連接處及下靜觸點(diǎn)。共計(jì)78個(gè)高壓開(kāi)關(guān)柜溫度在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

6 設(shè)計(jì)完成后預(yù)期成果

主井提升機(jī)及供電設(shè)備溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)完成后，能夠在線監(jiān)測(cè)提升機(jī)及供電設(shè)備溫度，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問(wèn)題，確保提升機(jī)正常、高效運(yùn)轉(zhuǎn)。本套設(shè)備在淮南礦業(yè)集團(tuán)只有在潘一礦主提升系統(tǒng)中使用，運(yùn)轉(zhuǎn)多月后，現(xiàn)在安全狀況良好，減少了檢修巡視時(shí)間，避免了因超溫引起的絞車(chē)事故，真正為我礦礦井提煤起到了重大作用。建議把本套系統(tǒng)在淮南礦業(yè)集團(tuán)各個(gè)礦推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]趙勇.光纖光柵及其傳感技術(shù)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007.

[2]孫強(qiáng).光纖通信系統(tǒng)及其應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.