Anwendung eines drahtlosen Temperaturmesswarnsystems in unterirdischen Umspannwerken von Kohlebergwerken

Als Energiekern der unterirdischen Kohlebergbauproduktion übernimmt das Umspannwerk die entscheidende Aufgabe, elektrische Energie an verschiedene unterirdische Systeme zu übertragen. Traditionell stützten sich Stromversorgungssysteme in Umspannwerken hauptsächlich auf manuelle Temperaturkontrollen oder Infrarot-Wärmebildinspektionen, um Fehler zu erkennen. Allerdings hinterlassen manuelle Inspektionen in geschlossenen, schmalen Hochspannungsschaltschränken und unter rauen Umgebungsbedingungen und komplexen Betriebsumgebungen häufig tote Winkel, sodass keine kontinuierliche Temperaturüberwachung in Echtzeit möglich ist. Angesichts der kontinuierlichen Zunahme der elektrischen Lasten im Untergrund ist die Gewährleistung des sicheren und zuverlässigen Betriebs von Stromversorgungssystemen für die sichere Produktion von Kohlebergwerken zur obersten Priorität geworden.

1. Gefahrenanalyse und Schwachstellen des Stromversorgungssystems

Durch die statistische Analyse von Betriebsunfällen im Stromnetz konzentrieren sich die direkten Ursachen für Ausfälle in der Hoch- und Niederspannungsverteilung häufig auf mehrere Schlüsselkomponenten:

● Kritische Heizpunkte: Interne stationäre Kontakte, bewegliche Kontakte, Transformatorleitungen, Sammelschienenverbindungen und Kabelverbindungen in Hoch- und Niederspannungsschaltanlagen.

● Fehlerauslöser: Während des langfristigen Gerätebetriebs steigt der Kontaktwiderstand aufgrund schlechter anfänglicher Fertigungsqualität, lockerer Crimpung, alternder Betriebsmaterialien oder langfristiger hitzebedingter Ermüdung und Korrosion der Federn allmählich an.

● Teufelskreis: Wenn der Laststrom ansteigt, entsteht durch einen zu hohen Kontaktwiderstand eine große Wärmemenge, die zu einem starken Temperaturanstieg führt. Ohne rechtzeitige Vorwarnung kann dies leicht zu Gelenkdurchbrüchen, Gerätezerstörungen und sogar großflächigen Stromausfällen führen.

Solche Überhitzungsgefahren weisen versteckte und plötzliche Eigenschaften auf, sodass sie durch routinemäßige Wartungsabschaltungen oder tägliche Inspektionen nur schwer im Voraus entdeckt werden können.

2. Lösungen für drahtlose Temperaturmesssysteme

Um eine Echtzeitverfolgung und -überwachung von Hochrisiko-Heizkontakten, -Verbindungen und kritischen elektrischen Geräten zu erreichen, müssen Umspannwerke hochzuverlässige Warnsysteme zur drahtlosen Temperaturmessung einsetzen. Die Gesamtsystemarchitektur und das Funktionsprinzip lauten wie folgt:

● Front-End-Präzisionserfassung: An jedem Überwachungspunkt, der besondere Aufmerksamkeit erfordert, wie z. B. Schaltanlagenkontakten und Kabelverbindungen, sind spezielle drahtlose Temperatursensoren installiert. Die Sensoren erfassen in Echtzeit Betriebstemperaturen auf Geräteoberflächen und übertragen die Daten drahtlos.

● Zentralisierte Back-End-Verarbeitung: Drahtlose Empfangsterminals sind für den Empfang der von jedem Sensor gesendeten drahtlosen Signale verantwortlich und führen die Datendemodulation und -konvertierung durch. Anschließend werden die Daten an den Temperaturmessplatz übertragen oder über ein Panel in Echtzeit angezeigt.

● Intelligenter Warnschutz: Die Systemsoftware führt eine wetterunabhängige Speicherung, Trendanalyse und Übertemperaturalarme für alle Überwachungspunkte durch. Sobald ein ungewöhnlicher Temperaturanstieg den Schwellenwert erreicht, gibt das System sofort eine Warnung aus und fordert das Wartungspersonal auf, frühzeitig einzugreifen und Unfälle zu verhindern, die noch in den Kinderschuhen stecken.

Der Einsatz dieses drahtlosen Temperaturmesssystems löst effektiv die Probleme schwieriger Temperaturmessungen und verzögerter Inspektionen in geschlossenen Hochspannungsräumen und verbessert umfassend das intelligente Betriebs- und Wartungsniveau sowie die Sicherheitsgarantiefähigkeit von Umspannwerken in Kohlebergwerken.