井下照明配电房智慧系统方案：构建地下空间安全用电的"数字中枢"

文章由山东华科信息技术有限公司提供

在矿山、地铁、隧道等地下工程中，照明配电房作为动力源与照明系统的核心节点，其运行稳定性直接关系到作业安全与效率。传统井下配电房存在环境监测滞后、设备维护被动、能源管理粗放等问题。智慧系统方案通过物联网、人工智能与电力技术的深度融合，为地下空间构建起安全、智能、高效的用电管理体系。

 

一、系统架构：三位一体的智能体系

该方案由感知层、传输层、平台层与应用层构成，形成闭环管理链条：

1. 感知层：多维度数据采集

 

环境监测模块：部署温湿度、可燃气体、粉尘浓度传感器，实时监测井下易燃易爆环境。

设备状态监测：集成智能电表、局部放电传感器、断路器触点温度监测装置，实现电能质量与设备健康的实时诊断。

照明控制单元：采用Zigbee协议的智能灯具，支持亮度调节与故障自检，解决传统照明维护困难的问题。

2. 传输层：可靠通信保障

针对井下金属屏蔽环境，采用光纤与无线Mesh结合的混合组网方案。关键数据通过工业以太网传输，普通监测数据采用LoRa扩频技术，确保信号覆盖无死角。

 

3. 平台层：智能分析与决策

边缘计算节点部署于配电房内，实现数据预处理与本地决策。云端平台运用机器学习算法，构建设备健康指数（EHI）模型，预测电缆绝缘老化、断路器机械故障等潜在风险。

 

二、核心技术优势：安全与效率的双重提升

1. 主动式安全防护

 

环境异常联动：当粉尘浓度超过预设阈值时，系统自动启动通风设备并降低照明亮度，减少电火花引发爆炸的风险。

电气火灾预警：通过局部放电监测与弧光保护装置，提前发现电缆接头过热、绝缘击穿等隐患。

2. 精细化能源管理

 

分时分区控制：根据作业班次自动调整照明区域，避免"长明灯"现象。

电能质量优化：通过无功补偿与谐波治理，将配电房功率因数提升，减少线路损耗。

3. 智能化运维模式

预测性维护：基于设备运行数据生成维护工单，将计划检修转变为状态检修。三、典型应用场景：从矿山到城市的地下空间

1. 矿山领域

在井下中央配电房部署系统，实时监测高压开关柜局放信号与电缆温度。当检测到异常放电时，自动切断故障回路并启动备用电源，确保提升机、排水泵等关键设备持续运行。

 

2. 轨道交通

地铁区间配电房采用防爆型传感器，监测接触网温度与站台照明状态。系统与综合监控平台（ISCS）对接，实现火灾模式下的应急照明联动。

 

3. 市政隧道

针对潮湿环境设计IP68防护等级的监测终端，通过光纤测温技术监测电缆中间接头温度。

四、技术演进方向：迈向地下空间能源互联网

1. 数字孪生技术应用

构建配电房三维模型，实时映射设备状态与环境参数。通过仿真推演优化设备布局，提升空间利用率。

 

2. 新能源接入适配

开发支持光伏储能系统接入的智慧能源管理模块，实现井下柴油发电机与储能电池的智能切换。

 

3. 5G+AI融合创新

利用5G网络低时延特性，实现井下设备远程操控。AI算法实现配电房视频监控与设备状态的联动分析，自动识别未佩戴安全帽等违规行为。

 

在地下空间开发深度不断增加的背景下，井下照明配电房智慧系统方案正从单一监控工具转变为地下能源互联网的核心节点。这项融合物联网、边缘计算与人工智能的创新方案，不仅筑牢了地下作业的安全防线，更推动着地下空间利用向更智能、更绿色的方向持续演进。