光纤通信技术在矿山供电中的具体应用

杜希民

山西煤炭进出口集团蒲县万家庄煤业有限公司，山西临汾 041204

1 矿山通信的现状

矿山企业一般建设时间长、投入大，在技术设备更新方面具有一定的难度，在通信技术方面受一定时期内的技术水平制约可能存在着信息通讯孤岛现象，影响矿山工作参数监控，电力系统运行，人员操作等方面的稳定性。矿山所在地井下空间狭小、结构复杂、噪音大、信息传输电磁干扰力强，总体环境比较恶劣。而在实际操作中传统通信系统中采用铜芯通信电缆进行数据传输，材料体积大、信息传输速度慢，难以应对突发情况，不利于建设完善的自动化监控管理系统，因此目前对新型高效信息传输系统的建立要求迫切。

2 光纤通信的技术优势

矿山利用光纤通信技术实时监控供电系统的运行状态，可以保证矿山供电的稳定可靠。光纤通信的信息载体是光导纤维，将信息转化为光信号，主要特点有信息容量大，传输信息频带宽。在频带较宽的情况下，在光纤材料中信息传输的的色散非常接近，基本不需要在接收端和中转点进行幅度调整。构成光纤的主要材料是石英，这种材料来源广泛，价格便宜，可以降低建设成本。材料本身的性质上看，具有绝缘性好、耐腐蚀的特性，在实际应用中不受电磁干扰的影响。在一根光缆中相邻的光纤几乎不存在串扰现象，静电与电磁干扰基本不会影响光纤通信的稳定性。在目前的矿山通信中，光纤通信以其投资回报率高，运行稳定性强的优势成为了今后发展应用的主流。

3 具体应用分析

3.1 光纤通信技术基本应用

在矿山安全生产工作中，电力供应是日常运行的基本保证，要求在有很高灵活性与稳定性的基础上，信息传输速度快，对突发情况反应及时，并且环境适应能力强，建设范围广。为了满足电力系统通信的基本要求就必须充分发挥光纤技术的优势，革新供电运行监控的信息传输系统，广泛应用光纤技术，目前光纤技术已经从多模发展为单模，工作波长从0.85μm 发展为1.55μm，传输速度计量方式从Mb/s 进步为Gb/s。其中必须了解的是在电力系统应用的光纤为特殊光纤，是为适应电力系统运行监控专门设计的光纤材料。为保证电力系统通信的稳定性，主要使用的是光纤复合地线。这种光纤技术组合方式是由架空的地线与光缆组成，在功能上大于两者相加的工作效果。在实际应用中光缆能够满足光学通信的基本要求，同时也能满足架空地线机械和电气性能需求。对于矿山开采的设备的供电需求，这种组合接线方式能够同时满足电气设备与信息接收设备的双重需要。再加上光纤本身具有极强的可靠性和安全性，可以一定程度上减少出现生产安全事故的几率。光纤通信系统安装简便，不用使用大型设备辅助安装，构建系统完成后在运行中稳定性良好。在这里以单相传输的光纤通信系统为例，可以了解系统发射、接收以及广义信道的基本光纤传输方式。

3.2 特种光纤技术在矿山供电中的应用

目前，矿山电力监控自动化大部分只用于配电柜、防爆开关、漏电保护和继电保护等相应功能，这些功能基本上都处于独立运行的状态，缺少互联的网络系统。鉴于矿井内部的特殊结构，供电系统建设工程量大，变电所和配电供电服务的主要方向是保证采掘运输的基本通畅。在实际的井下挖掘开采中，受到开采区域地质条件复杂的影响，会出现供电系统故障频发的情况，影响作业进度，降低矿井生产量。而使用特种光纤能够有效地改善矿山供电的状况，将复合地线设置于矿山供电系统中，一方面可以降低供电系统的建设运行成本，提高矿山工作的整体经济效益，另一方面可以为井下机械设备的运行提供稳定的电力供应，建立矿井供电的自动化管理网络系统，合理安排电力资源，保证电力供应的稳定性。

在网络监控系统构建完成后，可以在实时监控中采用最新的以太网络，发挥最新型科技的优势，以太网信息传输快、材料使用寿命长，安装方便并且有很强的兼容性，支持几乎所有流行的网络协议。将以太网络应用于信息监控网络，构建完善的网络信息监控系统。是工业发展自动化、智能化的必然要求，可以实时接收电力供应信息。在电力系统中使用光纤技术进行纵联动差保护可以提高电路短路保护的灵敏度，防止矿井供电短路时出现越级跳闸的情况。此外，光纤技术能够与计算机处理与多媒体显像技术形成配合，实时监测矿井运行各项参数，为提高矿产开采效率提供技术支持。在操作应用中，可以通过将摄像影像进行光信号转化，形成电视信号，就能对矿井内部信息情况进行监控，管理人员在监视系统中切换显像频道，就能充分了解矿井内部情况。如果出现机械故障，系统可以准确地反映工作的故障的具体位置和情况，切断故障部分电源，第一时间通知维修人员，采取快速有针对性的措施，以最短的时间恢复供电，使故障对矿山开采的影响降到最低。

4 结论

矿山企业一般工作、工序多管理难度大，在特殊的开采环境下影响因素非常复杂，对通信系统的可靠性与稳定性提出了更高的要求。矿山工作用电需求量大，需要长距离输电，需要非常稳定的供电系统，一般的传统信息系统已经难以满足面前的需要，需要对电力系统进行革新。而光纤通信技术在矿井开采中使用防火阻燃光缆作为信息传输通道，再加上光纤通信技术本身技术优势，为矿山供电提供了重要保障。在新型通信技术不断发展的情况下，光纤通信技术必将成实际应用的主流，促进我国采矿业的整体技术进步。

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