8月18日,国务院特贴专家郭春平发明、山西全安新技术开发有限公司(下称山西全安公司)设计创造的“5G智能远方漏电试验装置”在全国首个获得由安标国家矿用产品安全标志中心颁发的矿用产品安全标志证书。这是这一拥有中国和美国专利的国家知识产权密集型电气安全产品,首次获得进入井下5G网络的“通行证”。此前,该装置已获得有关认证单位颁发的防爆合格证。
《煤矿井下低压检漏保护装置的安装、运行、维护与检修细则》第十九条规定:运行中的检漏保护装置,每月至少做一次远方人工漏电跳闸试验。为了落实该规定,科学技术部从2020年开始把郭春平发明的拥有中国和美国专利“一种煤矿远方漏电试验方法及设备”列为国家重点研发项目。不带5G通信的智能远方漏电试验装置于2020年在国内外首获矿用安全标志证书及防爆合格证书,并已在山西焦煤双柳及水峪、潞安常村及五矿、华阳新景等煤矿推广应用。
疫情下,山西全安公司销售收入断崖式减少。面对经济困难,该公司没有停工停产,反而“逆势创新”,投入大量资金,实施“发明驱动战略”。郭春平带领团队开始研发“5G智能远方漏电试验装置及系统”,并获得2023年度中央引导地方科技发展资金支持。经过两年多的努力,升级版的“5G智能远方漏电试验装置及系统”取得阶段性成果。2023年4月,“5G智能远方漏电试验装置及系统”,成功试验接入了山西寿阳新元煤矿井下5G网络,并按《煤矿安全规程》要求完成了智能远方漏电试验。这是5G智能技术在井下工业控制系统应用的又一次进步。新元煤矿在国内外第一次将5G技术应用于井下,主要是在视频监控及数据处理方面的应用。像这样通过云计算中心、5G网络进行井下抗违章技术试验,在国内外还是第一次。到2024年8月18日,安标国家矿用产品安全标志中心有限公司正式对“5G智能远方漏电试验装置”颁发矿用产品安全标志证书。
“5G智能远方漏电试验装置及系统”属于井下智能控制技术范畴,其原理是:“地面终端”通过“抗违章云系统”控制“井下动力设备”进行远方漏电试验。在地面通过调度台(或手机)发出远方漏电试验指令,经过“抗违章云系统”平台的“抗违章软件”处理,通过5G服务器、井下5G传输环网、井下5G基站,把5G无线信号传输到“5G智能远方漏电试验装置”。经智能处理,其继电器动作将安全临界试验电阻接入660V或1140V电网,其馈电开关的漏电保护装置动作,馈电开关跳闸,“5G智能远方漏电试验系统”将馈电开关的“跳闸时间”等状态信号转化为5G信号传输到地面“抗违章云系统”平台,经其“抗违章软件”处理,并通知手机等有关终端。而传统井下自动控制技术简单原理是:“地面调度”通过“井下分站”控制“井下动力设备”。由于“井下分站”所能应用的软件很少,要在井下应用人工智能技术十分困难,甚至不可能。“抗违章云系统”可以方便调用多种先进的人工智能软件,实现井下违章行为识别及违章预控,彻底杜绝违章带电作业。
“5G智能远方漏电试验装置及系统”不仅可与5G连接,也可与4G和WiFi6等多种无线和有线网络连接,也可与未来的6G网络连接。远方漏电试验装置一般安装在线路末端,需要敷设很长通讯电缆才能实现有线网络通信,把远方漏电试验结果、动作时间、接地电阻、电压等电气参数传输到地面,维护管理成本很高,很难长期稳定可靠地应用。“漏电保护5G智能试验技术”就不必敷设通信电缆,即可把远方漏电试验电气参数传输到地面,不仅达到安全质量标准化关于电气设备必须将电气参数传输到井上调度中心的要求,还能减人提效。该系统由于具有瓦斯超限闭锁不能试验、接地极悬空接触不好闭锁不能试验及断相闭锁不能试验功能,所以不必到达井下试验现场,在地面用电脑、手机远程操作,就能进行安全可靠的漏电保护智能试验。该系统使用方便,安全可靠,试验时无需开盖、验电、放电,无需违章临时搭接试验电阻,可省去漏电试验人员繁琐耗时的准备工作,能及时、快速、准确、安全地完成原本繁琐、耗时、不安全试验工作。可以通过软件设置,智能选择漏电试验日期及时间而进行自动试验,确保在井下不生产时进行漏电试验以免影响生产,并将试验结果传到地面调度中心电脑及手机上。还能试验漏电保护的纵向和横向选择性以及防越级跳闸的可靠性。
山西全安公司是发明创造型企业,是全国“最具创新能力”十佳中小企业及“安全生产科技创新型企业”,是“国家知识产权优势企业”称号。所发明的“5G智能远方漏电试验装置及系统”获5项中国、美国及“一带一路”8国专利,包括“抗违章软件”“接地极悬空闭锁技术”“隔爆外壳传输5G/4G/WiFi6无线信号技术”等,至少填补了10项国际技术空白。试验成功的“抗违章云系统”控制技术,为煤矿井下设备应用5G网络实现无线化控制提供重要经验及数据,以实例证明了地面的5G终端设备同样可以应用于井下。如果全面推广应用,繁多的井下控制电缆及井下分站将会极大地减少,无线智能传感器将大大增加,并成为井下的“主角”。
该项井下智能控制技术试验成功,及5G智能远方漏电试验装置在全世界隔爆设备领域第一次获得“安全标志”这张“通行证”,对于国内外智能矿山建设意义十分重大。
郭春平简介郭春平,国务院特殊津贴安全专家,电气正高级工程师,北京大学国家发展研究院高级工商管理硕士,第十一、十二届全国工商联执委,第十一、十二届山西省政协委员,全国工商联科技装备商会副会长,山西省总商会荣誉会长,山西省光彩事业促进会理事会副会长,山西名人联合会副会长,山西省委联系的高级专家,山西省智库专家,山西省新兴产业领军人物,中国发明协会会员。山西全安新技术开发有限公司董事长。