井下电磁干扰特性及智能设备电磁兼容标准研究

摘要

随着煤矿智能化的快速发展,对设备的电磁兼容可靠性提出了更高要求.新型井下安全监控系统在应用中被干扰的问题仍偶有发生,为使智能化矿井的通信、控制设备在井下不受电磁干扰的影响从而可靠工作,调查了多家煤矿,研究了产生干扰的原因,并对主要设备的干扰情况进行现场测试,分析了现场测试数据,总结了煤矿井下电磁环境的特点,提出了井下设备面临的电磁干扰类型和参数:低频干扰、射频辐射耦合的传导干扰、电压跌落与中断、辐射干扰等.变频器的骚扰电压高达90 dBμV,超过了该频段标准限值.在靠近变频器输出的位置高频段辐射干扰场强甚至接近30 V/m,达到辐射抗扰度4级水平;50 Hz工频磁场强度达到了0.19μT,接近危险值.电压跌落和变化在井下电网中频繁出现,通过电源线冲击智能化设备的工作稳定性.基于现场电磁环境的测试结果结合现有智能设备的测试标准,建议系统全面地考虑电磁兼容问题,增加射频场感应的传导抗扰度试验、磁场抗扰度试验、电压跌落试验等作为智能控制设备测试补充.并根据煤矿井下智能设备电磁兼容水平的特性,提出了智能设备电磁兼容标准体系,包括稳态和瞬态的干扰参数和项目,通过使用不同标准的参数组合对整个频段进行覆盖.同时建议瞬态抗扰度试验应考虑井下实际应用场景区域、干扰形式、设备的敏感性来确定试验等级.