潘一礦主井提升機光纖溫度在線監測系統設計

管京城 柏樂

摘 ?要：對主井提升機室外及地下電纜接頭等監測點的溫度進行實時在線監測，能實時顯示當前溫度，通過軟件數據分析預測電纜頭的故障趨勢和溫度變化率分析，歷史數據保存與分析，異常數據保存與分析，當溫度超限時能及時告警，并準確提供電纜的故障部位，同時PC機通過軟件進行信號處理將波長和溫度顯示出來。當溫度變化時，光柵將發生變化從而波長也發生變化，由于在一定范圍內溫度和波長成線性關系，根據波長的變化就可以得出變化后的溫度。

關鍵詞：煤礦提升機;光纖溫度傳感器;在線監測;提升設備溫度

1 系統改造概述及原因

潘一礦主井3#、4#提升機承擔著整個煤礦的提升任務，決定礦區的總產量。提升機系統電機定子、滾筒軸承現在安裝有8個熱電偶式溫度傳感器組成的溫度監測系統，存在測量不準、易誤報警等狀況，威脅主井提升系統的正常運轉，建議對已有監測點進行升級改造，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測系統。

另外提升機供電系統供電負荷較大，長期運行過程中高壓開關柜開關觸點、變壓器及電纜接頭等重要部位極易出現過熱現象，如果不能及時發現，對整個煤礦將造成大的損失。因此對于實現供電系統薄弱點實時在線監測及過熱的預警有實際需求。

2 新系統設計介紹

RZ-GXWD 6000系列礦用光纖溫度在線監測系統采用國際先進的光纖光柵溫度傳感技術，具有耐高壓、不受電磁干擾、本質安全、長期可靠、易擴展等特點。

（1） 主要應用范圍。開關柜內觸點溫度監測;主變線連接頭溫度監測;電纜饋線終端頭溫度監測;電纜中間接頭溫度監測;電機進線接頭、出風口溫度監測;電抗器壓線接頭、快開壓線接頭處溫度;變壓器進線處溫度監測等高壓、高溫、高負荷點位的在線精確溫度監測。

（2） 工作原理。寬帶大功率泵浦激光器輸出的寬帶光經光纜傳輸最后到達高靈敏光纖溫度傳感器，不同波長的光經光柵反射后返回高精度光譜分析儀解調模塊解調出波長，后經智能光電轉換系統變成數字信號到達PC機通過軟件進行信號處理將波長和溫度顯示出來。當溫度變化時，光柵將發生變化從而波長也發生變化，由于在一定范圍內溫度和波長成線性關系，根據波長的變化就可以得出變化后的溫度。

3 與傳統監測手段的對比（表1）

4 溫度在線監測系統組成

系統各部分功能描述：（1）光纖光柵溫度傳感器：布置待測裝置內，采集溫度信號。（2）傳輸光纜：將溫度傳感器信號傳到控制室內的光纖光柵解調儀。（3）光纖光柵信號解調儀：對溫度信號進行解調，提供現場溫度的實時信息。（4）系統軟件：給整個系統的運行提供軟件支持。

5 主井提升機系統監測測點分布

主井提升機系統共設置110個光纖溫度在線監測測點，分布如下。（1）變壓器部分：5樓4#絞車勵磁變壓器一臺、4#絞車主變壓器一臺，各設6個測點，測點布設于進、出線壓接處;7樓至8樓夾層3#絞車用變壓器一臺，設置3個測點，測點布設于進線壓接處。共計15個變壓器在線監測點。（2）快開部分：7樓至8樓夾層快開裝置三臺，各設2個測點，測點布設于進、出線壓接處。共計6個快開溫度在線監測點。（3）電抗器部分：7樓電抗器兩臺，1#、2#電抗器，各設置2個測點，測點布設于進、出線壓接處。共計4個電抗器溫度在線監測點。（4）環境溫度部分：7樓至8樓夾層，3#、4#絞車電機出風口，各設置1個測點、測點布設于反映電機出風口實際溫度的部位。共計2個環境溫度在線監測點。（5）電機進線部分：3#直流電機進線處，設置2個測點;4#交流電機進線處，設置3個測點。共計5個電機進線溫度在線監測點。（6）高壓開關柜部分：對3樓KYN58-12型開關柜，+AH1進線628、+AH2動力變壓器1、+AH3整流變壓器1、+AH4整流變壓器2、+AH5勵磁變壓器1、+AH6互感變壓器、+AH7母聯、+AH8進線及母聯617、+AH9互感器、+AH10動力變壓器2、+AH11整流變壓器3、+AH13勵磁變壓器2、+AH14進線606，每臺開關柜各設置6個測點，布設在進線母排與上靜觸點連接處及下靜觸點。共計78個高壓開關柜溫度在線監測點。

6 設計完成后預期成果

主井提升機及供電設備溫度在線監測系統完成后，能夠在線監測提升機及供電設備溫度，能夠及時發現并處理問題，確保提升機正常、高效運轉。本套設備在淮南礦業集團只有在潘一礦主提升系統中使用，運轉多月后，現在安全狀況良好，減少了檢修巡視時間，避免了因超溫引起的絞車事故，真正為我礦礦井提煤起到了重大作用。建議把本套系統在淮南礦業集團各個礦推廣應用。

參考文獻

[1]趙勇.光纖光柵及其傳感技術[M].北京：國防工業出版社，2007.

[2]孫強.光纖通信系統及其應用[M].北京：清華大學出版社，2004.