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引 言

井下無線通訊是現(xiàn)代化煤炭生產(chǎn)中的首要環(huán)節(jié)之一，特殊是近年來隨著煤炭生產(chǎn)技能的不斷發(fā)展和生產(chǎn)管理程度的不斷進(jìn)步，對信息技能以及井下無線通訊提出了越來越高的請求，智能化、寬帶化、綜合化已成為井下無線通訊發(fā)展的必由之路。但是，電磁干擾是井下無線通訊突出的制約因素，尤其我國煤炭生產(chǎn)重要是采納長壁式采掘方法，這就帶來了井下電磁環(huán)境的繁雜性、多變性。

2 電磁干擾的形成

井下無線通訊的電磁干擾噪聲重要可分為兩大類，即：自然噪聲和工業(yè)噪聲。自然噪聲包含：天電噪聲、大氣噪聲和宇宙噪聲，重要包含雷電、大氣的熱輻射和來自宇宙的射電輻射等。工業(yè)噪聲是指工業(yè)部門所使用的各類電器裝置及裝備運(yùn)行時(shí)所發(fā)生的電磁噪聲。因?yàn)�，這些裝置及裝備只要用電運(yùn)行，就會(huì)發(fā)生電流或電壓的突變，也就成為噪聲的產(chǎn)生源。這類噪聲進(jìn)入了運(yùn)行中的通訊體系就變成烈?擾噪聲。電磁干擾噪聲對通訊體系的傳布道路重要有兩種，一種是電磁波輻射，另一種是沿金屬導(dǎo)體傳導(dǎo)。礦井里的重要干擾源是工業(yè)噪聲，重要包含電力電纜、變壓器、可控硅裝置和電火花等。在大中型礦井中，電力電纜線路不但很長，而且分支很多。

(1) 電力電纜的電磁干擾

電力電纜的電磁干擾可以分為三類，即：脈沖的、周期性的和起伏的。按頻譜的情勢，可將干擾分為離散頻譜和持續(xù)頻譜兩類。電力網(wǎng)中電壓不是嚴(yán)峻維持恒定，其振幅繚繞著平均振幅不斷地高下波動(dòng)，而頻率也在必定范疇內(nèi)變革。供電網(wǎng)中電壓的大變革產(chǎn)生在大動(dòng)力裝備接入的時(shí)刻，但供電電壓波動(dòng)的頻譜是窄帶的，而且在必定的光陰間隔內(nèi)供電電壓的頻譜可以覺得是離散的。電力網(wǎng)的另外一個(gè)最首要的特性就是電壓變革時(shí)，高次分量的頻譜極其豐厚。而且變壓器由于其鐵芯磁化曲線的非線性，也使之成為非線性裝備，因此輸送到變壓器的各種頻率的振蕩(電力網(wǎng)電壓的諧波)就形成了一個(gè)各組合分量的無限級數(shù)。由于某些高次分量的電平急劇增加，組合頻率就和某些諧波的頻率雷同。起始振蕩的整個(gè)諧波形成組合，但其重要部分是1、3、5、7次諧波。

電力電纜形成干擾的機(jī)理是由于電纜的漏磁場引起的感應(yīng)輻射造成的。雖然電纜在任一截面上、任一時(shí)刻的電流之和總是等于零，但是由于電纜芯線間有必定的距離，由各芯線建立起來的電場和磁場，并未在電纜內(nèi)完整抵消，因而滲透至電纜周圍空間。在三相電力體系中，任一時(shí)刻電纜一根芯線中的電流，其大小等于另外二根芯線中的電流之和，而電流方向正好相反，因而三相體系可用雙線體系來等效。這種線路的電場和磁場強(qiáng)度，可用下列表現(xiàn)：

磁場程度切向分量

磁場程度徑向分量

電場只有軸向分量

式中：I——線路中的電流，α——線間距離的一半，γ——由線路中心點(diǎn)到察看點(diǎn)間的距離，μ——空間導(dǎo)磁系數(shù)，ω——電流的角頻率。

脈沖干擾和起伏干擾都屬于具有持續(xù)頻譜的干擾。脈沖干擾形成于電力網(wǎng)中產(chǎn)生換接(即交換電流從正值變成負(fù)值的瞬間)的時(shí)候。換接脈沖干擾的繼續(xù)光陰在0.1～1ms的范疇內(nèi)波動(dòng)。在變換操作不正確、不快捷的時(shí)候，就會(huì)呈現(xiàn)各種不同繼續(xù)光陰的脈沖群，所以換接脈沖干擾可以覺得是單獨(dú)的和互不相關(guān)的。

(2) 接觸網(wǎng)的電磁干擾

另一種強(qiáng)盛的工業(yè)干擾源就是礦井中電力機(jī)車的接觸網(wǎng)。接觸網(wǎng)的電磁干擾除了具有電力電纜的電磁干擾的所有特征外，還具有隨機(jī)性脈沖的特征。接觸網(wǎng)發(fā)生的脈沖干擾是一些振幅和繼續(xù)光陰都帶有隨機(jī)性的、經(jīng)常反復(fù)的大脈沖群。接觸網(wǎng)的地線是電力機(jī)車的軌道鋼軌，由于鋼軌直接接觸巷道的巖石，所以有宏大的雜散電流流散到周圍的巖層中，這些電流的交變分量就形成烈?擾。和起因于換接的脈沖干擾相反，由接觸網(wǎng)所發(fā)生的脈沖干擾，不能覺得是單獨(dú)的和互不相關(guān)的。受電弓與滑接饋電線間、電機(jī)車直流電機(jī)的電刷與整流子之間、車輪與軌道間、在軌道的接合處以及掛鉤之間都會(huì)發(fā)生大批的電火花�；鸹ㄌ厥獯蟮奶幩�是在采區(qū)裝車點(diǎn)，因?yàn)樵谘b車點(diǎn)鋼軌常常被煤所填平，加之車輪與鋼軌之間的輾壓，發(fā)生大批的煤末，而這些煤末就是形成火花的要害因素之一。這些電火花干擾的頻譜相當(dāng)寬，而這些干擾的電平與頻譜取決于電火花的能量，即電機(jī)車的電壓等級、負(fù)載電流大小、接觸網(wǎng)敷設(shè)狀態(tài)等。

3 電磁干擾的實(shí)測

近兩年，先后對三個(gè)大型礦井的井下電磁干擾進(jìn)行了實(shí)地測試，這三個(gè)礦井的大致情形是：西曲礦：年產(chǎn)300萬噸，井下機(jī)車500V，礦車載重量5噸，井型為平峒；馬蘭礦：年產(chǎn)400萬噸，井下機(jī)車500V，礦車載重量5噸，井型為豎井；西銘礦：年產(chǎn)400萬噸，井下機(jī)車250V，礦車載重量3噸(上程度)，井型為平峒。采納Protek3200場強(qiáng)測試儀進(jìn)行測試。測試地位為，西曲礦：中央變電所、南北聯(lián)絡(luò)巷；馬蘭礦：中央變電所、一號卸載坑；西銘礦：上程度井口、縱深1700m、4000m、8000m共四處。測試方法為：窄帶調(diào)頻N-MF，步距25kHz。

4 結(jié)論

不同礦VHF電磁干擾電平散布規(guī)律是不同的。這重要取決于干擾源的多少、強(qiáng)度及巷道部署情勢，具體包含：電機(jī)車臺(tái)數(shù)、功率、電力機(jī)車的接觸網(wǎng)與受電弓狀況，鋼軌敷設(shè)情形，變壓器臺(tái)數(shù)、容量，是否有可控硅整流裝置，晉升機(jī)的拖動(dòng)裝置，上下壓電力電纜的長度等。同一個(gè)礦在20～168 MHz的頻率范疇內(nèi)，不同測量點(diǎn)的VHF電磁干擾電平散布規(guī)律基礎(chǔ)是雷同的。所以說一個(gè)礦，在同一個(gè)程度上的綜合VHF電磁干擾散布規(guī)律只有一種，它不隨地點(diǎn)而顯明變革。

20～120MHz頻段內(nèi)：電磁干擾的頻譜功率密度最大；低干擾電平的頻點(diǎn)最少。

148～152MHz頻段內(nèi)：電磁干擾的頻譜功率密度較��；低干擾電平的頻點(diǎn)稍多。

164～168MHz頻段內(nèi)：電磁干擾的頻譜功率密度顯明降落，與上二個(gè)頻段相比，為最�。坏透蓴_電平的頻率，顯明增添，尤其在165.5MHz以上明顯增多。三個(gè)不同頻段的散布規(guī)律有差別，這重要是多種干擾源頻譜疊加的成果。

對于我國的絕大多數(shù)礦井來說，由于運(yùn)行在煤炭生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中的用電裝備型號雜、數(shù)量多，而且因開采方法抉擇的井下金屬導(dǎo)體、管線的敷設(shè)范疇廣、布局繁，加上井下巷道壁和采掘環(huán)境巖石壁的繁雜性，僅用數(shù)學(xué)的方式是盤算不出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來，唯有采用現(xiàn)場測量的方式才是可行的。