基于信息融合的礦用電纜狀態檢修方法

賈煥福

(龍煤礦山建設有限責任公司23工程處，黑龍江 鶴崗 154100)

將智能化技術運用于礦山作業，能夠在一定程度上推動無人礦山建設發展，保證礦山供電安全性、穩定性和靈敏性。目前，礦用電纜檢修和故障維修中存在著一定的問題，無法滿足現代化發展需要。

1 基于信息融合的礦用電纜狀態檢修流程

針對具體工作需求，設置了一個系統性實時運行參數監測系統，其主要包括分布式光纖測溫、護套接地電流監測和局部放電監測三個重要組成部分。每個子系統中都有較為獨立的分布式傳感器，借助物聯網技術，將所有傳感器進行有效連接。整個系統中的所有數據都可在網絡中傳輸和存儲，為后期相關工作順利開展奠定良好基礎。如果能夠將模糊數學引入數據處理中，可對系統信息進行在線監測和判斷。將D-S證據理論融入其中，可實現故障判斷的目的。

分布式光纖測溫應結合具體工作需求，為每個測溫點設置報警值、平均值，提供差溫、定溫、平均溫度等報警方式。測溫光纖處理時，需按照一定順序，將其緊密纏繞在絕緣屏蔽外側，以最大程度保證其發揮積極作用。若想實現對電纜沿線點溫度實時化監測，可利用電纜表面測溫結果，對其進行反推導處理。系統中設置了電纜保護接地電流方式，加強對該方面數據的檢測，可有效判斷被測電纜外絕緣狀態，充分發揮電流互感器作用，完成電纜接地電流信號監測。針對局部放電監測工作，可利用電磁耦合法。

2 模糊理論參數信息融合

礦用電纜故障性質和運行參數之間表現出了較為明顯的模糊性關系，在對相關內容進行分析時，需要綜合考慮各方面不同影響因素。要結合模糊數學方式，對被測設備運行狀態、運行參數進行有效監測。

電纜故障現象和故障類型之間，并不是一種絕對隸屬性關系。已知故障現象集為X，將R判定為模糊變換矩，結合固定公式，便可得出故障狀態集Y。之后，工作人員只需結合具體工作需求，分析故障發生原因、影響范圍、主要表現等內容，根據故障處理規則，判斷電纜故障類型。但是，井下電纜工作環境相對較為復雜，要綜合考慮各方面影響因素，在確保工作人員生命安全基礎上，開展檢測工作。針對模糊變矩陣初始值，要進行綜合考慮，實際工作中，還需要對其進行不斷優化和調整，直到電纜故障類型和現象完全相符。

3 基于信息融合的D-S證據理論決策融合

雖然模糊診斷規則應用到具體工作中能夠產生一定積極作用，但這種檢修方法多被應用于獨立狀態故障問題，需對數據融合方式進行升級改造，充分發揮D-S證據理論重要作用，擴大其使用范圍，有效提升工作效率。

3.1 識別框架和證據體

應用證據理論的最終目的是為準確監測電纜運行中的各種問題，將其作為一個集合，為后期工作順利開展創造良好條件。具體來看，主要利用模糊數據方式完成對故障模式集合的展示。將其表示為K={A1，A2，A3…，Ad}，{A1，A2…，Ad}，并將其定位互斥子集。識別框架的證據體主要包括護套接地電流、局部放電信息等。

3.2 基本信度分配

開展狀態檢修時，既要考慮初步融合結果對決策目標的影響，還要綜合考慮過往經驗和專家指導意見，將其有效融合，進一步提升礦用電纜狀態檢修質量。檢修人員開展具體工作時，一般是根據相關經驗，結合具體工作狀況，完成對證據源信任度權重系統的調整。證據體客觀權重受初步融合子網絡診斷能力、范圍、工作要求等多方面影響，應綜合考慮各種影響因素。

有效借助證據組合規則，完成對識別框架中各種故障類型的信任分配。將信度最大準則融入其中，能夠在一定程度上有效提升準確性。可將“融合信度函數和兩信度函數之差>設定閾值，不確定度<設定閾值”貫穿在診斷結果判定工作中，如果發現其不符合上述工作準則，則可判定該診斷結果可信度較低。將這些數據運用到檢測工作中，可能會對后期工作產生影響，應借助多種不同檢測方式，完成電纜狀態檢測。如果檢測中出現任何不合理數據，應借助大數據系統及時記錄，更新和調整數據庫系統中相關信息，使其發揮積極作用。

4 實際應用效果

為檢測信息融合礦用電纜狀態維修方法實用性，將其運用于某地區煤礦井下中央變電所高壓進線電纜中，對其進行狀態檢測和故障預測。

采集電纜溫度時，發現其工作溫度恒定保持在5℃左右。護套接地方面，電流穩定保持在5 μA，局部放電量為3 pC。進行數據分析時，將矩陣R分別對應電纜表面溫度、護套接地電源、互補放電量三個具體數據。為準確求出矩陣R值，需借助隸屬度函數，根據具體工作需求，選擇較為合適的隸屬度函數。從模糊理論角度出發，對隸屬度值進行判斷，如果礦用電纜保持正常運行狀態，監測參數也會保持在正常范圍內，出現輕微浮動狀態。如果其發生較大故障問題，則會出現較大范圍浮動。

綜合調查數據分析可知，如果發現礦用電纜值大于其正常運行狀態，則基本上可以判定實時監測數據已完成對礦用電纜工作狀態的診斷。如果發現被測電纜處于潮濕、干燥等特殊環境中，該結論還可能發生一定變化。此條件下，光纖溫度儀會將電纜表面溫度作為主要取值，溫度數據采集經常受到外界環境影響，導致數據分析出現較大偏差，利用監測數據還可能導致數據誤差。為解決這些問題，需有效結合D-S證據理論，進一步提升數據檢測和診斷精準度。

5 結語

將D-S證據理論和模糊理論進行有效結合，提出一種構建在信息化系統基礎上的礦用電纜狀態檢修方式。將該檢修方式運用到具體工作中，能夠在一定程度上有效解決檢修質量不佳、錯誤頻發等問題，推動相關工作的順利開展。