矿井低压电缆绝缘在线监测探讨

煤矿井下长期以来采用基于零序电压的绝缘监测装置和基于功率方向的漏电保护装置。前者在电网三相绝缘对称下降后，不能反映其变化；后者只有在电缆发生漏电后才发出跳闸信号，不能在单相接地故障发生前对电网的绝缘水平做出准确的预测。针对其不足，本文采用基于附加低频电源检测的电缆绝缘参数在线监测方法。采用该方法不仅可以实现对每一分支电缆对地绝缘参数的在线监测，还可实现电网的选择性保护。
　　
　　附加低频电源法的基本原理是在三相交流电网中附加一个低频电源信号。低频电源经三相电抗器进入电网，再由电网的对地电容、绝缘电阻入地，构成低频电流回路，通过对各低频电流信号进行处理与计算，即可求得各条支路电缆的绝缘电阻情况，从而实现在线监测。
　　
　　对低频信号而言三相电抗器和线路阻抗引入的电抗值极小，与低压电网的绝缘阻抗相比，可以忽略不计。故可得到如图1所示的等效电路。

　　
　　任一支路的绝缘参数可用如下公式计算：

　　
　　式（1）即可等效为以下两式：

　　
　　由式（2），式（3）得：

　　
　　当电网绝缘参数对称时：

　　
　　式中：U为低频电压值；ω为角频率；θ为相位角；Ii为第i支路低频电流值；Ri为第i支路绝缘电阻总值；Ci为第i支路对地电容总值；RiA,RiB,RiC分别为i支路的A相，B相，C相绝缘电阻值。