高压电机智能绝缘在线监测系统在煤炭行业的应用沃伦森电气

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行业工况背景
一、案例概况
这家客户是一家位于山西省的煤炭公司，专门从事具有高度危险性的煤矿开采工作。其主要需求是建立一个智能化的绝缘在线监测分析控制系统，用于监控高压电机的关键设备，如主井/副井提升机、主压风机、主通风机以及瓦斯抽放泵等。这个系统的目的是取代传统的手动摇表检测绝缘方法，以解决现有方法在绝缘退化预警方面的滞后问题，降低防爆区作业的风险，并整合分散的数据。该项目采用了沃伦森（WARENSEN）公司的高压10kV电机绝缘在线监测装置WRS-MTS3系列作为核心技术，实现了对电机绝缘状况的即时监控及故障预警告警功能，从而确保了矿井生产的持续性和安全性。
二、客户核心痛点
监测滞后性：传统人工每周离线检测，无法捕捉绕组老化、受潮等动态劣化过程，曾因绝缘击穿导致主通风机停机 4 小时，影响井下安全；
防爆场景适配难：瓦斯抽放泵机房属防爆区域，人工拆柜检测流程繁琐，存在瓦斯超标风险；
数据无支撑：人工记录数据无法形成连续趋势，缺失极化指数、吸收比等关键指标，运维决策盲目；
多场景安装复杂：6 大机房设备布局差异大，部分机房需新增柜体，部分需嵌入原有控制屏，空间与安全要求矛盾。
三、沃伦森（WARENSEN）解决方案
1. 核心产品配置
以 “精准监测   防爆适配” 为核心，配置 WRS-MTS31 高压电机绝缘在线监测装置（15 台，含 6 台防爆箱）、WRS-MTS3X 高压耦合器（45 台，每电机 3 台）、LXK (C)-φ120 零序电流互感器（15 台），搭配 800?1500?2300mm/800?1000?2300mm 定制柜体（瓦斯机房柜体配防爆玻璃门），满足不同场景需求。
2. 关键技术优势
电机运行时通过零序电流监测对地电流做电机绝缘劣化趋势监测；电机停机时采用直流高压注入法，通过耦合器向电机绕组注入 2500VDC 信号，测量绝缘电阻（1-9999MΩ，误差≤5%），同步计算极化指数与吸收比；具备三重安全防护：断路器机械联锁、电压电流电气检测、10MΩ 高压电阻限流，确保电机通电时监测系统自动退出，断电后即刻启动检测，杜绝高压风险。
3.分场景落地实施
提升机房：主井 / 副井新增 800?1500?2300mm 柜体，与变频器柜间距 1.5m，水平尺校准垂直度（误差≤2mm/m）；
电压电流采样接线：采集电压（PT柜）电流（电机出线柜）信号（柜体在变频器柜室隔壁）；互感器安装：
互感器安装：零序互感器套于三相电缆，采集零序电流信号。
耦合器安装：WRS-MTS3X高压耦合器接电机绕组，实现高低压隔离；电机定子绕组Y型接法用三相。在电机开关柜底部用绝缘板安装3只耦合器，耦合器高压侧与出线并在一起；图为柜后：
瓦斯抽放泵机房安装如图：
注：控制屏前玻璃门为防爆玻璃，柜内内有防爆护罩；
材料立井机房：高压电机智能绝缘监测WRS-MTS31 嵌入控制屏后面板（开孔 150mm?76mm），连接电源（AC220V）及通信线（RS485）；新增 VBG-12P 630A 高压断路器，定制支架适配现场空间，如图：

< p>接线环节严格遵循煤矿标准：电压 / 电流信号线缆（RVV-450/750V 4?1.5mm?）沿原有线槽敷设，与动力电缆间距≥100mm 防干扰；RS485 通信线屏蔽层单端接地，防爆区采用 433MHz 无线传输，避免布线破坏防爆结构。
 
四、安装产品图：

 
五、项目成效
监测效率跃升：从 “每周 1 次人工” 升级为 “实时在线监测”，数据采样间隔≤1s，某瓦斯抽放泵电机绝缘电阻从 800MΩ 降至 500MΩ 时，系统提前 7 天预警，避免故障停机；
安全风险归零：防爆区域实现无接触监测，施工零安全事故，系统通过煤业安全验收；
运维成本优化：减少人工检测工时 60%，避免非计划停机损失（按主通风机停机 1 小时影响 500 吨原煤计算，年降本超 200 万元）；
数据驱动运维：接入煤业 PLC/DCS 系统，生成绝缘趋势图与故障记录，为电机全寿命管理提供数据支撑。
沃伦森（WARENSEN）通过定制化方案，精准解决煤矿中压电机绝缘监测难题，为高危行业电气设备智能化运维提供可复制范例。