基于附加直流電源礦用電纜絕緣監視保護的研究

摘 要：依據目前我國煤礦使用的電力電纜的結構形式，分析了煤礦電力電纜絕緣監視的原理，采用附加直流電源的方法，實現煤礦電纜絕緣監視保護。

關鍵詞：煤礦；礦用電力電纜；直流檢測電源

1 引言

煤礦井下供電有其特殊性，都是從地面降壓變電站通過2條或多條礦用高壓電力電纜向井下中央變電所送電，再由井下中央變電所通過礦用高壓雙屏蔽電力電纜向井下各個高壓配電點、配電室以及采區變電所送電，再由采區變電所向采煤機的移動變電站送電，為煤礦生產提供電能。由于礦用高壓電力電纜（雙屏蔽電纜）供電環境的特殊性，煤礦安全規程要求各個配電點或移動變電站的高壓隔爆開關除具有小電流接地保護功能以外，還必須具有高壓礦用電力電纜絕緣監視保護的功能，當饋電電纜在煤礦井下受到巖石塊或其他硬物砸傷損壞時，總是最先破壞高壓電力電纜的屏蔽層和監視芯線層，導致其接地芯線與監視芯線之間短路或斷路故障，針對此問題，采用電纜絕緣監視保護，對電纜的短路或斷路故障提前預警并切除故障線路，對減小引爆積聚的瓦斯、煤塵等易燃物的可能性非常有意義，可大大提高煤礦井下供電的可靠性和安全性。

本文采用裝置自帶DC24電源作為附加直流電源，裝置通過檢測附加的直流信號，實時計算出回路電阻Rd和絕緣電阻Rr，一旦任何一個電阻值超限（下限或上限），保護告警動作，切除故障饋電線路。附加直流信號檢測電路如圖3：

基于以上電路，附加的直流+24V電源信號通過電纜的監視回路取樣電阻R0產生取樣電壓U0，取樣電壓經過去耦、濾波再經多路模擬開關后進入入A/D轉換芯片，保護裝置的CPU快速檢測取樣電壓U0的變化，判斷電纜的絕緣狀態，實現電纜絕緣監視保護。在裝置電路設計中，A/D轉換芯片選用的是AD公司的AD7865AS，它是一款4通道同時采樣、功率低、信號轉換調整速度快的14位轉換芯片，其特點如下：

3 結束語

基于以上電纜絕緣監視的原理，采用DSP2812和AD7865結構，充分利用DSP速度快、運算能力強、硬件資源豐富以及AD7865的特點，研發的礦用隔爆開關用微機保護裝置（GBK-6），不但采樣速度、電纜絕緣監視實時性好、準確度高，而且還提高了保護的可靠性，目前裝置已在雙鴨山東榮一礦成功投運，取得了非常好效果。

參考文獻

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作者簡介：張文瑞（1979-），男，哈爾濱國力電氣有限公司副總工程師，主要從事電力系統繼電保護裝置研發。

滿威（1977-），女，哈爾濱電氣集團阿城繼電器有限責任公司基礎研發部長，主要從事電力系統繼電保護裝置研發。

滿雪（1986-），女，哈爾濱國力電氣有限公司工程師，主要從事電力系統繼電保護裝置研發。