井下变电所从设备定时巡检到设备故障超前处置的转变,是实现煤矿井下无人值守情况下供电安全的必然要求。本论文针对井下供电设备故障超前处置实施中的问题进行研究,为煤矿自动化及减人提效提供技术支持。本文设计井下供电设备故障超前处置系统,是在无线网络支撑下,处置人员在日常巡检或一旦接到设备异常报警信息后应迅速行动,在移动过程和现场检查处置过程中动态接受设备的相关信息,如设备异常状态的发展趋势等,从而保障处置人员安全及高效处置设备异常状态;系统同时对处置人员行为进行跟踪,从而确保设备异常处置及时到位、方法正确。论文首先对高压开关柜内外电磁场的耦合和散射进行了研究。在格林函数法及传输线法的基础上,建立了高压开关柜缝隙的等效源模型和电路模型,给出了计算传输效能的方法;分析了电磁波的频率、高压开关柜及缝隙的形状参数、源点和场点位置对传输性能的影响。解决数据从高压柜中无线传输问题后,本文对宏观定向、微观随机的分布式鲁棒路由算法进行设计与实现。通过求解以最大化全网络吞吐量为目标的非线性优化数学问题获得算法的发送概率,提高通信的可靠性,从而保证了数据可靠传递到处置人员。为了解决传输网络中数据不均衡性,本文将压缩感知理论应用到数据传输过程中。针对供电设备图像高压缩比的需求,提出了一种基于ISD的改进算法,该算法对高压缩比的数据显示出良好的重构性能,从而保证了处置人员能在有限带宽情况下,及时获得供电设备的有关数据及重要视频信息。为了提高井下基于无线网络的人员定位问题,本文利用酉不变范数,推导了基于电磁信号强度的极大似然定位法的误差上界。提出基于该误差上界的能够提高定位精度的定位算法,从而在技术层面上对处置人员行走路径进行更加精细的监督,促使处置人员处置到位,保证供电设备异常得以及时处置。