[发明专利]一种矿用低压电缆绝缘监测装置及方法

说明书

本发明公开了一种矿用低压电缆绝缘监测装置及方法，该监测装置包括电流监测模块和数据处理监控模块，所述电流监测模块包括电流传感器和A/D转换模块，所述数据处理监控模块包括第一数据处理模块、第二数据处理模块和计算机模块；该监测方法包括：步骤一、矿用低压电缆接地电流数字信号的采集；步骤二、接地电流数字信号的去噪；步骤三、接地电流中基波电流分量和五次谐波电流分量的提取；步骤四、矿井低压电缆绝缘状态的判断。本发明设计合理且使用操作简便、使用效果好，能简便、快速、准确地对矿用低压电缆绝缘状态进行监测，避免矿用低压电缆绝缘状态检测不准确而造成安全事故，提高煤矿安全性，实用性强。

技术领域

本发明属于矿井低压电缆绝缘状态监测技术领域，尤其是涉及一种矿用低压电缆绝缘监测装置及方法。

背景技术

煤矿井下动力用电均由电缆供电，井下巷道狭小、阴暗潮湿，会发生落顶和岩石塌陷事故使得电缆在运行中易发生短路、绝缘状态，进而引发瓦斯煤尘爆炸、设备烧毁给井下供电以及生产安全带来极大威胁。目前井下电缆检修依旧采用计划检修方式，即定期对电缆进行预防性试验以及日常的维护、巡视。在井下，对于最常发生的机械损伤故障，检修人员可通过日常巡检发现。对于绝缘受潮与绝缘老化，因其是绝缘内部发生的物理、化学变化一般用肉眼无法观察，特别是绝缘老化的过程持续较久不易被发现，针对此类故障可通过监测电缆绝缘老化过程中某一个状态参量的变化来反映其绝缘劣化的程度。

常用的状态参量有介质损耗角tanδ、直流成分、电缆对地绝缘参数、电缆表面温度、局部放电量。其中直流成分、局部放电量普遍应用于高压电缆绝缘的监测；电缆表面温度参数的获取是通过分散布置在电缆外护套层或金属套内的光纤光栅传感器对温度进行连续在线监测，鉴于井下动力电缆运行过程中移动较频繁，对光纤光栅传感器的维护带来不利，成本较高导致该方法在井下的推广受阻；电缆的介质损耗角tanδ是反映其绝缘介质性能的一个重要指标。该值可直接反应电缆绝缘介质损耗的大小。实际中tanδ值越小越好。目前市场上已有多种专用的数字式介损测量仪。介损法对于普遍性缺陷可以很好的反映，而对于局部的老化缺陷则不会引起tanδ值的变化；电缆对地绝缘参数的变化可通过其接地线电流直观反映，当井下低压电缆老化或受潮时，接地线电流会增大。该方法在应用过程中当出现负荷不对称时，接地线上电流互感器提取出的电流包含负荷电流和电缆绝缘劣化引起的电流两种，实际中电流互感器励磁阻抗特性不一致，使得接地线上会出现不平衡电流对监测结果带来误差。

因此，目前市面上还未出现一套针对矿用低压电缆绝缘监测设备，判断矿用低压电缆是否存在绝缘状态，监测效率高，成本低，且安全性和可靠性高，解决现有的电缆绝缘监测方法不同程度地存在适应性差、监测效率低和监测准确度低等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种矿用低压电缆绝缘监测装置，其结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能简便、快速、准确地对矿用低压电缆绝缘状态进行监测，避免矿用低压电缆绝缘状态检测不准确而造成安全事故，提高煤矿安全性，实用性强。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种矿用低压电缆绝缘监测装置，其特征在于：包括多个分别对多条矿井低压电缆的绝缘状态分别进行监测的电流监测模块和与所述电流监测模块相接的数据处理监控模块，所述电流监测模块包括电流传感器和与电流传感器输出端相接的A/D转换模块，所述数据处理监控模块包括第一数据处理模块、第二数据处理模块和计算机模块，所述第一数据处理模块包括第一微控制器以及与第一微控制器相接的第一SRAM存储器和第一Flash存储器，所述第二数据处理模块包括第二微控制器以及与第二微控制器相接的第二SRAM存储器和第二Flash存储器，所述计算机模块为计算机，所述计算机的输出端接有报警器和显示屏，所述第一微控制器与第二微控制器相接且进行数据通信，所述第二微控制器与计算机进行数据通信。

上述的矿用低压电缆绝缘监测装置，其特征在于：第一微控制器为TMS320VC5501的DSP微控制器，第二微控制器为AT91RM9120的ARM9微控制器。