基于附加直流电源矿用电缆绝缘监视保护的研究

基于附加直流电源矿用电缆绝缘监视保护的研究

作者：张文瑞 满威 满雪

来源：《科技创新与应用》2013年第22期

摘 要：依据目前我国煤矿使用的电力电缆的结构形式，分析了煤矿电力电缆绝缘监视的原理，采用附加直流电源的方法，实现煤矿电缆绝缘监视保护。 关键词：煤矿；矿用电力电缆；直流检测电源 1 引言

煤矿井下供电有其特殊性，都是从地面降压变电站通过2条或多条矿用高压电力电缆向井下中央变电所送电，再由井下中央变电所通过矿用高压双屏蔽电力电缆向井下各个高压配电点、配电室以及采区变电所送电，再由采区变电所向采煤机的移动变电站送电，为煤矿生产提供电能。由于矿用高压电力电缆（双屏蔽电缆）供电环境的特殊性，煤矿安全规程要求各个配电点或移动变电站的高压隔爆开关除具有小电流接地保护功能以外，还必须具有高压矿用电力电缆绝缘监视保护的功能，当馈电电缆在煤矿井下受到岩石块或其他硬物砸伤损坏时，总是最先破坏高压电力电缆的屏蔽层和监视芯线层，导致其接地芯线与监视芯线之间短路或断路故障，针对此问题，采用电缆绝缘监视保护，对电缆的短路或断路故障提前预警并切除故障线路，对减小引爆积聚的瓦斯、煤尘等易燃物的可能性非常有意义，可大大提高煤矿井下供电的可靠性和安全性。

本文采用装置自带DC24电源作为附加直流电源，装置通过检测附加的直流信号，实时计算出回路电阻Rd和绝缘电阻Rr，一旦任何一个电阻值超限（下限或上限），保护告警动作，切除故障馈电线路。附加直流信号检测电路如图3：

基于以上电路，附加的直流+24V电源信号通过电缆的监视回路取样电阻R0产生取样电压U0，取样电压经过去耦、滤波再经多路模拟开关后进入入A/D转换芯片，保护装置的CPU快速检测取样电压U0的变化，判断电缆的绝缘状态，实现电缆绝缘监视保护。在装置电路设计中，A/D转换芯片选用的是AD公司的AD7865AS，它是一款4通道同时采样、功率低、信号转换调整速度快的14位转换芯片，其特点如下： 3 结束语

基于以上电缆绝缘监视的原理，采用DSP2812和AD7865结构，充分利用DSP速度快、运算能力强、硬件资源丰富以及AD7865的特点，研发的矿用隔爆开关用微机保护装置

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

（GBK-6），不但采样速度、电缆绝缘监视实时性好、准确度高，而且还提高了保护的可靠性，目前装置已在双鸭山东荣一矿成功投运，取得了非常好效果。 参考文献

[1]许正亚.变压器及中低压网络数字式保护[M].北京：中国水利水电出版社，2004. [2]佟为明，李中伟，赵志衡.基于DSP和单片机双CPU结构的电动机综合保护器[J].低压电器，2005（8）.

[3]刘忠富.高压防爆开关微机综合保护系统的研究[D].太原：太原理工大学，2003. [4]陈兴文.基于DSP的矿用隔爆型高压开关智能保护[J].煤矿机电，2008（4）. [5]徐科军，张瀚，陈智渊.TMS320X281X原理与应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.

作者简介：张文瑞（1979-），男，哈尔滨国力电气有限公司副总工程师，主要从事电力系统继电保护装置研发。

满威（1977-），女，哈尔滨电气集团阿城继电器有限责任公司基础研发部长，主要从事电力系统继电保护装置研发。

满雪（1986-），女，哈尔滨国力电气有限公司工程师，主要从事电力系统继电保护装置研发。