NIOSH

Vertrag # 200-2010-36005
Anfangsdatum 9/13/2010
Endtermin 6/13/2012
Forschungskonzept

In diesem Vertrag wird die Eignung der derzeitigen Kommunikationsmethoden für Stromleitungen (die in nicht bergbaulichen Anwendungen verwendet werden) für die unterirdische Kommunikation von Kohlengruben unter Verwendung von Stromverteilungsleitern als Systemrückgrat bewertet.

Themenbereich
  • Notfallkommunikation und -verfolgung

Vertragsstatus und Auswirkungen

Dieser Vertrag ist abgeschlossen. Um eine Kopie des Abschlussberichts zu erhalten, senden Sie eine Anfrage an [email protected]

Stromkabel sind in der Regel die robustesten Leiter in unterirdischen Minen. Daher kann die Verwendung von Power Line Carrier (PLC) -Techniken möglicherweise die Fähigkeit eines Kommunikationssystems verbessern, ein unerwünschtes Ereignis wie eine Minenexplosion oder einen Brand zu überleben. SPS-Kommunikationssysteme verwenden Stromverteilungskabel für die Sprach- und Datenübertragung. In diesem Vertrag wurde die Eignung dieses Ansatzes für unterirdische Kohleminen-Stromversorgungssysteme bewertet. Da Stromkabel Teil der vorhandenen Mineninfrastruktur sind, sollte ihre Verwendung im Vergleich zu Nicht-SPS-Kommunikationssystemen zu Kosteneinsparungen bei Ausrüstung und Installation führen. Mögliche Probleme sind jedoch Frequenz- (Bandbreiten-) Einschränkungen, Rauschen des Stromversorgungssystems und Hochspannungssicherheitsprobleme.

Dieser Auftrag bestätigte die technische Machbarkeit des Einsatzes von SPS-Techniken für die Sprach- und Datenkommunikation über unterirdische Minenstromversorgungssysteme, indem ein experimentelles SPS-Kommunikationssystem entworfen und gebaut und In-Mine-Tests durchgeführt wurden. Das getestete System unterscheidet sich etwas von SPS-Systemen in Nicht-Mining-Anwendungen darin, dass Signale eher auf Erdungsleitern des Minenstromnetzes als auf einzelnen Phasenleitern der Stromleitung übertragen werden. Diese Änderung war auf Sicherheitsbedenken im Zusammenhang mit der Kopplung an Hochspannungsleiter zurückzuführen.

Die im Rahmen dieses Vertrags durchgeführten Untersuchungen erzielten letztendlich eine zuverlässige Kommunikation mit 6 kb / s Datenraten über 5.000 Fuß eines unter Spannung stehenden 12,4-kV-Minenstromverteilungskabels bei Spreizspektrum-Mittenfrequenzen von 0,75 bis 4 MHz, hatten jedoch nur begrenzten Erfolg bei einer Verwendung von über 10.000 Fuß Kabel eine Datenrate von 8 kb / s und eine Mittenfrequenz von 2 MHz.

Trotz der Systemüberlebensfähigkeit und der Kostenvorteile der Infrastruktur für die SPS-Kommunikation ist es unwahrscheinlich, dass der Privatsektor diese Technologie kommerzialisiert, da derzeit kein ausreichender regulatorischer oder Marktdruck besteht, um dies zu tun. Die im Rahmen dieses Vertrags durchgeführten Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass SPS eine technisch tragfähige Option für zukünftige Systeme ist, die auf kostengünstigere primäre (normale) Kommunikationssysteme für kleine Minen und Notfall-Systeme mit hoher Überlebensfähigkeit für größere Minen abzielen.