馈电状态传感器的研究

　　引言

　　目前国内外研制开发了一些馈电状态传感器，这些馈电状态传感器大多数是基于光纤、电压互感器或采用霍耳器件的馈电状态传感器。日本、欧洲等国家研制并应用了煤矿光纤电压传感器;在国内，镇江中煤电子有限公司开发的KGT8馈电状态传感器;煤炭科学研究总院常州自动化研究所研制的KGT23矿用本安型馈电状态传感器;三恒自动化仪表有限公司开发的KGT9型矿用机电设备馈电状态传感器;长春东煤高技术开发公司开发的KJ19-31型机电设备馈电状态传感器等。这些馈电状态传感器在煤炭安全生产中发挥着重要作用。

　　然而，由于现有馈电状态传感器除进行防爆、防尘、防潮外，均没有进一步针对煤矿井下特殊条件进行研究，存在着难以维护、灵敏度低、可靠性差、系统复杂、造价高等问题，严重地制约了这些馈电状态传感器的推广应用。

　　因此，有必要针对现有矿井安全监控系统存在的功能复杂、可靠性差、成本高、不能与现有安全生产的检测仪器很好的配合运行、使用维护不当等问题，以及针对煤矿井下的特殊情况，研究可靠性高、便于维护、经济型馈电状态传感器具有重要意义。

　　1、馈电状态传感器方案的选择

　　根据矿井监控系统对断电及馈电状态检测的要求，可以将对断电及馈电状态检测的方式分为两种，一种是直接接触式检测馈电状态，一种是间接非接触式检测馈电状态。直接式是指在电气上与负荷设备直接联系，从供电网络上直接获取信号，如用电压互感器、电流互感器检测有无信号输出等。间接式是指在电气上与负荷设备不发生直接联系，如电磁感应原理、霍尔原理、测温原理、测磁原理、光电原理、接近(电感)原理等。直接接触式又可根据检测馈电状态的工作原理可以分为电压互感器电压传感器等。间接非接触式又可以根据检测馈电状态的工作原理可以分为光纤电压传感器，电磁感应电压传感器，霍耳电压传感器，电容原理电压传感器等。

　　根据电压互感器原理、电流互感器原理做成的这些直接接触式的电压检测方法，其优点是设备结构简单，缺点是与被检测电压直接接触。然而对于井下所用的电缆来说，若是采用这种直接接触式方法来检测电缆的馈电状态，就必须去除井下电缆的绝缘外皮，这必然给井下的安全生产带来隐患，违反《煤矿安全规程》，所以这种检测电压的方法不适合对井下馈电状态的检测。

　　在间接非接触式电压传感器中，光纤电压传感器虽然具有抗电磁干扰能力强、耐恶劣环境、绝缘性能好、体积小、质量轻、灵敏度高等优点，但是这种传感器成本很高、结构复杂、不便维护等缺点，因此制约了这种传感器在矿井监控系统中的应用;电磁感应原理和霍耳原理电压传感器是通过检测磁场的有无状态来检测电流(或电压)的有无，当没有电流存在时，也就没有磁场。对于井下电缆馈电状态的检测来说，我们不但要检测有电流时的馈电状态，同时也要检测无电流时的馈电状态。因此这种类型的电压传感器不适合用作井下电缆馈电状态的检测。