基于信息融合的矿用电缆状态检修方法

贾焕福

(龙煤矿山建设有限责任公司23工程处，黑龙江 鹤岗 154100)

将智能化技术运用于矿山作业，能够在一定程度上推动无人矿山建设发展，保证矿山供电安全性、稳定性和灵敏性。目前，矿用电缆检修和故障维修中存在着一定的问题，无法满足现代化发展需要。

1 基于信息融合的矿用电缆状态检修流程

针对具体工作需求，设置了一个系统性实时运行参数监测系统，其主要包括分布式光纤测温、护套接地电流监测和局部放电监测三个重要组成部分。每个子系统中都有较为独立的分布式传感器，借助物联网技术，将所有传感器进行有效连接。整个系统中的所有数据都可在网络中传输和存储，为后期相关工作顺利开展奠定良好基础。如果能够将模糊数学引入数据处理中，可对系统信息进行在线监测和判断。将D-S证据理论融入其中，可实现故障判断的目的。

分布式光纤测温应结合具体工作需求，为每个测温点设置报警值、平均值，提供差温、定温、平均温度等报警方式。测温光纤处理时，需按照一定顺序，将其紧密缠绕在绝缘屏蔽外侧，以最大程度保证其发挥积极作用。若想实现对电缆沿线点温度实时化监测，可利用电缆表面测温结果，对其进行反推导处理。系统中设置了电缆保护接地电流方式，加强对该方面数据的检测，可有效判断被测电缆外绝缘状态，充分发挥电流互感器作用，完成电缆接地电流信号监测。针对局部放电监测工作，可利用电磁耦合法。

2 模糊理论参数信息融合

矿用电缆故障性质和运行参数之间表现出了较为明显的模糊性关系，在对相关内容进行分析时，需要综合考虑各方面不同影响因素。要结合模糊数学方式，对被测设备运行状态、运行参数进行有效监测。

电缆故障现象和故障类型之间，并不是一种绝对隶属性关系。已知故障现象集为X，将R判定为模糊变换矩，结合固定公式，便可得出故障状态集Y。之后，工作人员只需结合具体工作需求，分析故障发生原因、影响范围、主要表现等内容，根据故障处理规则，判断电缆故障类型。但是，井下电缆工作环境相对较为复杂，要综合考虑各方面影响因素，在确保工作人员生命安全基础上，开展检测工作。针对模糊变矩阵初始值，要进行综合考虑，实际工作中，还需要对其进行不断优化和调整，直到电缆故障类型和现象完全相符。

3 基于信息融合的D-S证据理论决策融合

虽然模糊诊断规则应用到具体工作中能够产生一定积极作用，但这种检修方法多被应用于独立状态故障问题，需对数据融合方式进行升级改造，充分发挥D-S证据理论重要作用，扩大其使用范围，有效提升工作效率。

3.1 识别框架和证据体

应用证据理论的最终目的是为准确监测电缆运行中的各种问题，将其作为一个集合，为后期工作顺利开展创造良好条件。具体来看，主要利用模糊数据方式完成对故障模式集合的展示。将其表示为K={A1，A2，A3…，Ad}，{A1，A2…，Ad}，并将其定位互斥子集。识别框架的证据体主要包括护套接地电流、局部放电信息等。

3.2 基本信度分配

开展状态检修时，既要考虑初步融合结果对决策目标的影响，还要综合考虑过往经验和专家指导意见，将其有效融合，进一步提升矿用电缆状态检修质量。检修人员开展具体工作时，一般是根据相关经验，结合具体工作状况，完成对证据源信任度权重系统的调整。证据体客观权重受初步融合子网络诊断能力、范围、工作要求等多方面影响，应综合考虑各种影响因素。

有效借助证据组合规则，完成对识别框架中各种故障类型的信任分配。将信度最大准则融入其中，能够在一定程度上有效提升准确性。可将“融合信度函数和两信度函数之差>设定阈值，不确定度<设定阈值”贯穿在诊断结果判定工作中，如果发现其不符合上述工作准则，则可判定该诊断结果可信度较低。将这些数据运用到检测工作中，可能会对后期工作产生影响，应借助多种不同检测方式，完成电缆状态检测。如果检测中出现任何不合理数据，应借助大数据系统及时记录，更新和调整数据库系统中相关信息，使其发挥积极作用。

4 实际应用效果

为检测信息融合矿用电缆状态维修方法实用性，将其运用于某地区煤矿井下中央变电所高压进线电缆中，对其进行状态检测和故障预测。

采集电缆温度时，发现其工作温度恒定保持在5℃左右。护套接地方面，电流稳定保持在5 μA，局部放电量为3 pC。进行数据分析时，将矩阵R分别对应电缆表面温度、护套接地电源、互补放电量三个具体数据。为准确求出矩阵R值，需借助隶属度函数，根据具体工作需求，选择较为合适的隶属度函数。从模糊理论角度出发，对隶属度值进行判断，如果矿用电缆保持正常运行状态，监测参数也会保持在正常范围内，出现轻微浮动状态。如果其发生较大故障问题，则会出现较大范围浮动。

综合调查数据分析可知，如果发现矿用电缆值大于其正常运行状态，则基本上可以判定实时监测数据已完成对矿用电缆工作状态的诊断。如果发现被测电缆处于潮湿、干燥等特殊环境中，该结论还可能发生一定变化。此条件下，光纤温度仪会将电缆表面温度作为主要取值，温度数据采集经常受到外界环境影响，导致数据分析出现较大偏差，利用监测数据还可能导致数据误差。为解决这些问题，需有效结合D-S证据理论，进一步提升数据检测和诊断精准度。

5 结语

将D-S证据理论和模糊理论进行有效结合，提出一种构建在信息化系统基础上的矿用电缆状态检修方式。将该检修方式运用到具体工作中，能够在一定程度上有效解决检修质量不佳、错误频发等问题，推动相关工作的顺利开展。