煤礦無線測溫系統(tǒng)(一種基于物聯(lián)網(wǎng)的煤礦井下高低壓開關(guān)無線測溫系統(tǒng))

概述

煤礦無線測溫系統(tǒng)（Coal Mine Wireless Temperature Monitoring System, CMWTMS）是一種利用現(xiàn)代無線傳感技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對煤礦變電站及電力設(shè)備進(jìn)行實時溫度監(jiān)測的系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用于檢測煤礦變電站中高低壓開關(guān)柜、變壓器、母排、電纜接頭等關(guān)鍵部位的溫度變化，及時發(fā)現(xiàn)過熱故障點，保障電力供應(yīng)的安全可靠。CMWTMS在煤礦安全生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，通過實時監(jiān)測和預(yù)警，有效預(yù)防因電氣設(shè)備過熱引發(fā)的事故，確保煤礦的正常生產(chǎn)和運營。

系統(tǒng)背景

煤礦變電站主要承擔(dān)著全礦井的供電任務(wù)，供電系統(tǒng)的安全可靠是煤礦安全生產(chǎn)的重要保障。然而，傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)大多依賴人工巡檢來排查發(fā)熱故障點，這種方法在惡劣的天氣條件和封閉性強的高壓柜中難以實現(xiàn)有效的溫度檢測。隨著負(fù)荷的增大和安全生產(chǎn)要求的提高，保障電力供應(yīng)的安全可靠成為煤礦安全生產(chǎn)的必要條件。

供電系統(tǒng)存在的問題

通過對大量電力事故的統(tǒng)計分析，引起供電故障的直接原因主要是高低壓開關(guān)柜內(nèi)部觸頭、變壓器、母排、電纜接頭等部件因制作質(zhì)量不良、壓接不緊、材質(zhì)老化、彈簧疲勞銹蝕等原因?qū)е陆佑|電阻增大。在負(fù)荷增加時，這些部位容易出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致燒穿事故。接頭的質(zhì)量好壞，只能在運行中發(fā)現(xiàn)，而且運行時間越長越容易發(fā)生過熱燒穿事故。為了對這些容易發(fā)熱的觸頭、接頭、電力設(shè)備進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，變電所必須安裝無線測溫的預(yù)警系統(tǒng)。

系統(tǒng)構(gòu)成

煤礦無線測溫系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：

1. 溫度傳感器

溫度傳感器安裝在需要監(jiān)測的關(guān)鍵部位，如高低壓開關(guān)柜內(nèi)部觸頭、變壓器、母排、電纜接頭等。這些傳感器能夠?qū)崟r采集溫度數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為無線信號發(fā)送給無線接收終端。

2. 無線接收終端

無線接收終端負(fù)責(zé)接收溫度傳感器發(fā)送的無線信號，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可用格式。終端設(shè)備通常具有數(shù)據(jù)處理和顯示功能，可以實時顯示測得的溫度數(shù)據(jù)。

3. 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)

數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)將無線接收終端采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒氡O(jiān)控平臺。常見的傳輸技術(shù)包括Wi-Fi、LoRa、Zigbee、NB-IoT等。這些技術(shù)能夠確保數(shù)據(jù)的及時傳輸和可靠性。

4. 中央監(jiān)控平臺

中央監(jiān)控平臺是整個系統(tǒng)的管理和控制中心，負(fù)責(zé)接收和處理來自無線接收終端的數(shù)據(jù)。平臺可以實時顯示各監(jiān)測點的溫度數(shù)據(jù)，生成歷史數(shù)據(jù)報表，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和預(yù)警。此外，平臺還支持遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，運維人員可以通過電腦或手機APP隨時隨地查看設(shè)備的運行狀態(tài)。

系統(tǒng)功能

1. 實時監(jiān)測

系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測高低壓開關(guān)柜、變壓器、母排、電纜接頭等關(guān)鍵部位的溫度變化，及時發(fā)現(xiàn)過熱故障點。溫度數(shù)據(jù)通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實時傳輸?shù)街醒氡O(jiān)控平臺，確保數(shù)據(jù)的實時性和準(zhǔn)確性。

2. 歷史數(shù)據(jù)記錄

系統(tǒng)能夠記錄每個監(jiān)測點的溫度歷史數(shù)據(jù)，生成數(shù)據(jù)報表和趨勢圖。這些數(shù)據(jù)有助于分析設(shè)備的運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)潛在的問題，為維護(hù)和管理提供依據(jù)。

3. 預(yù)警與報警

系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)設(shè)的溫度閾值，自動發(fā)出預(yù)警和報警信息。當(dāng)監(jiān)測點的溫度超過設(shè)定的閾值時，系統(tǒng)會立即發(fā)出報警信號，并通過多種方式（如短信、郵件、APP推送）通知運維人員，確保及時處理故障。

4. 數(shù)據(jù)分析

系統(tǒng)能夠?qū)Σ杉降臏囟葦?shù)據(jù)進(jìn)行實時分析，發(fā)現(xiàn)溫度變化的規(guī)律和趨勢，為故障診斷和預(yù)防提供科學(xué)依據(jù)。數(shù)據(jù)分析結(jié)果可以幫助運維人員優(yōu)化設(shè)備的運行和維護(hù)策略，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

5. 遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理

系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，運維人員可以通過電腦或手機APP隨時隨地查看設(shè)備的運行狀態(tài)，進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和維護(hù)。這種遠(yuǎn)程管理方式提高了運維效率，減少了現(xiàn)場巡檢的工作量。

6. 設(shè)備管理

系統(tǒng)能夠管理各個監(jiān)測點的設(shè)備信息，包括設(shè)備的運行狀態(tài)、故障信息、地理位置、產(chǎn)品身份標(biāo)識等。這些信息便于在發(fā)生報警后快速定位問題設(shè)備，提高應(yīng)急響應(yīng)速度。

7. 維護(hù)記錄

系統(tǒng)可以記錄每次維護(hù)的詳細(xì)信息，包括維護(hù)時間、現(xiàn)場圖片、維護(hù)內(nèi)容及結(jié)果等。這些記錄有助于評估維護(hù)質(zhì)量和設(shè)備的健康狀況，為優(yōu)化維護(hù)計劃提供數(shù)據(jù)支持。

應(yīng)用場景

煤礦無線測溫系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于煤礦變電站及電力設(shè)備的溫度監(jiān)測，具體包括以下幾個方面：

1. 高低壓開關(guān)柜

高低壓開關(guān)柜是煤礦變電站的核心設(shè)備，其內(nèi)部觸頭、母排、電纜接頭等部位容易因接觸不良導(dǎo)致過熱。通過安裝無線溫度傳感器，可以實時監(jiān)測這些部位的溫度變化，及時發(fā)現(xiàn)過熱故障點，保障開關(guān)柜的安全運行。

2. 變壓器

變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備，其內(nèi)部繞組、鐵芯等部位容易因過載或故障導(dǎo)致過熱。通過安裝無線溫度傳感器，可以實時監(jiān)測變壓器的溫度變化，及時發(fā)現(xiàn)過熱故障點，保障變壓器的安全運行。

3. 母排

母排是連接高低壓開關(guān)柜和變壓器的重要部件，其接頭部位容易因接觸不良導(dǎo)致過熱。通過安裝無線溫度傳感器，可以實時監(jiān)測母排接頭的溫度變化，及時發(fā)現(xiàn)過熱故障點，保障母排的安全運行。

4. 電纜接頭

電纜接頭是連接電氣設(shè)備的重要部位，其接頭部位容易因接觸不良導(dǎo)致過熱。通過安裝無線溫度傳感器，可以實時監(jiān)測電纜接頭的溫度變化，及時發(fā)現(xiàn)過熱故障點，保障電纜的安全運行。

系統(tǒng)優(yōu)勢

1. 實時監(jiān)測

系統(tǒng)能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備進(jìn)行24小時不間斷的實時監(jiān)測，確保任何時候都能及時發(fā)現(xiàn)電氣隱患。這種全天候的監(jiān)測能力顯著提高了用電安全性和能效管理水平。

2. 數(shù)據(jù)分析

系統(tǒng)通過對大量數(shù)據(jù)的分析，提供有關(guān)電氣安全隱患和設(shè)備狀態(tài)的詳細(xì)報告，幫助用戶更好地進(jìn)行電氣安全管理。數(shù)據(jù)分析結(jié)果可以用于優(yōu)化資源配置、制定應(yīng)急預(yù)案、提高用電安全性和能效管理水平。

3. 信息共享

系統(tǒng)建立統(tǒng)一的電氣安全監(jiān)測平臺，實現(xiàn)多部門之間的信息共享，提高了各部門之間的協(xié)作效率。這種信息共享機制有助于形成合力，共同應(yīng)對電氣安全隱患，提高應(yīng)急響應(yīng)速度和處置效果。

4. 智能控制

系統(tǒng)可以根據(jù)電氣風(fēng)險等級，自動調(diào)整監(jiān)測措施，實現(xiàn)精準(zhǔn)定位和及時救援。這種智能控制機制提高了電氣安全管理的精準(zhǔn)性和有效性，減少了不必要的資源浪費。

5. 多元共治

通過建立多元共治機制，充分發(fā)揮社會力量的作用，共同維護(hù)用電安全。政府、企業(yè)、社區(qū)、居民等多方參與，共同構(gòu)建用電安全網(wǎng)絡(luò)，形成全社會共同關(guān)注和支持用電安全的良好氛圍。

結(jié)論

煤礦無線測溫系統(tǒng)作為現(xiàn)代電氣安全管理的重要工具，對于提高煤礦變電站及電力設(shè)備的用電安全性和能效管理水平具有重要意義。通過實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析、信息共享、智能控制和多元共治等機制，無線測溫系統(tǒng)為煤礦提供了全面的電氣安全管理解決方案，推動了用電安全和能效管理的智能化、科學(xué)化發(fā)展。隨著物聯(lián)網(wǎng)和無線傳感技術(shù)的不斷進(jìn)步，煤礦無線測溫系統(tǒng)將在未來的電氣安全管理中發(fā)揮更加重要的作用，為煤礦的安全生產(chǎn)提供有力支持。