矿用电缆局放在线监测：构建矿山电力安全新防线

文章由山东华科信息技术有限公司提供

在矿山电力系统中，矿用电缆作为能源传输的核心载体，其绝缘状态的稳定性直接关系到生产安全与作业效率。局部放电作为绝缘劣化的早期信号，通过非侵入式在线监测技术实现精准捕捉，已成为预防电缆故障、延长设备寿命的关键技术路径。本文聚焦矿用电缆局放在线监测的技术原理与实践价值，解析其在矿山特殊环境下的应用逻辑。

矿用电缆长期运行于潮湿、高温、机械振动等复杂环境，绝缘老化或机械损伤易引发局部放电现象。该现象虽未形成贯穿性故障，但会加速绝缘劣化进程，甚至引发短路或火灾风险。暂态地电压法（TEV）作为核心技术原理，通过检测电缆表面与接地系统间的瞬态电压脉冲实现非侵入式监测——当电缆内部发生局放时，高频电磁脉冲沿电缆表面传播，在设备外壳或接地线上产生瞬态地电压信号，TEV传感器通过电容耦合方式捕捉该信号，经带通滤波与数字解调处理后，提取放电幅值、频次及相位特征，结合机器学习算法构建放电模式库，实现故障类型识别与健康状态评估。

监测系统采用“分布式传感器-边缘计算-云端诊断”三级架构：井下感知层部署电容耦合传感器阵列，在电缆接头、弯折处等关键部位构建监测网络；边缘计算终端集成防爆型处理器，实时处理传感器数据，通过自适应阈值算法抑制工频干扰及邻近设备电磁噪声；云端平台融合温度、湿度、负荷电流等多维参数，运用小波变换与时频分析算法，动态绘制绝缘状态趋势曲线，提前预警潜在故障风险。系统支持多协议数据接口，可与矿山综合自动化平台无缝对接，实现跨系统数据融合与业务协同。

技术优势体现在三方面：其一，非侵入式设计避免对运行设备造成干扰，安装维护成本降低；其二，TEV技术具有高灵敏度特性，可捕捉皮安级微弱放电信号；其三，模块化架构支持灵活扩展，单套系统可管理多路监测通道。实际应用中，系统通过持续监测局放强度、频次及相位分布，提前预警绝缘老化风险，将非计划停机时间减少，检修成本降低，同时延长设备使用寿命。

随着物联网与人工智能技术的融合，该技术正朝着智能化、集成化方向演进。通过构建电缆绝缘状态数字孪生模型，结合设备运行参数与环境数据，系统可实现故障概率精准预测与维护策略智能推荐。未来，结合AR增强现实技术，将支持现场巡检人员快速定位故障点，推动矿山电力运维从“被动响应”向“主动预防”转型。

矿用电缆局放在线监测以暂态地电压法为核心，通过构建“早发现、早处置”的监测预警体系，有效提升矿山供电系统的安全性与可靠性。这一技术不仅为矿山安全生产提供了关键技术支撑，更为电力行业数字化转型注入了新动能，成为构建新型矿山电力系统的核心能力。随着技术迭代与标准完善，其应用价值将持续释放，为矿山智能化升级注入持久动力。