煤矿用产品电磁兼容测试技术研究

煤矿用产品电磁兼容测试技术研究

罗曦

中煤科工集团常州研究院有限公司 江苏省常州市 213015

摘要：新时代的发展过程中，电子技术的也得到了快速的发展，煤矿中使用的电器设备也变得多样化，在目前阶段煤矿使用的电子设备的发展方向具有更新颖更独特的发展特点，再加上煤矿行业的开采过程具有着自己独特的恶劣电磁干扰环境，导致了很多设备在电磁环境复杂情况下难以实现长时间的工作，甚至引起安全生产事故。所以现阶段，煤矿产品的使用就要充分考虑其电磁兼容性，就电磁兼容测试工作来说，它是基于无线电抗干扰的技术基础上延伸出来的，具有一定的创新性和实用性。本文结合了煤矿用产品的电磁兼容测试技术进行了一定的探究，希望为我国煤矿事业的发展做出有效贡献。

0.引言

电磁兼容技术简称为EMC，它不仅是研究电磁干扰和抗干扰的技术，同时还涉及到其他自然干扰源和核电磁脉冲的实验。电磁兼容技术主要针对电磁干扰源和电磁传播途径以及电子设备的抗干扰能力进行研究。近年来，由于我国煤炭事业的高效高产，以及国家安监

部门对煤炭行业的安全技术推广和监督，采煤和运输等设备的使用就越发严格，而且煤矿生产中还要使用多种监测监控设备，这就使得煤矿企业要对使用设备的电磁兼容性进行测试，保证煤矿井下组成设备正常有效运行，而又不影响开采工作进度，所以开展矿用产品的电磁兼容测试是一项非常重要的安全生产工作。

1.煤矿监控系统的组成及试验点选取

在煤矿的监控系统中，通常是由主机、分站、传感器、电源箱和电缆等多个设备组合而成，监控系统的主机和传输接口设置在地面的调度机房内，而分站一般安装在开采区变电所或者掘进工作面风机处，主电源安装在分站旁，传感器安装在工作面和掘进面的各个工作区域和设备上。监控系统的传输接口与分站的距离要大于10千米，而传感器和分站的距离要大于2千米，以此来保证煤矿井下的设备在有限的条件下能够正常规避电磁环境，不对此环境中的任何事物构成电磁环境干扰。井下主要设备和系统的测试都应该满足相关标准规定的电磁干扰限值，同时要根据抗扰度的限制要求进行测量。分站是煤矿监控系统的关键设施，在分站的检测工作中，要通过总线与主机端口连接，还要通过传感器和执行器等相互关联，同时要保持矿用本安电源的连接，在测试过程中任何一个环节处理不当都会发生电磁干扰情况。电磁兼容问题可以同时具备三个条件，第一个是干扰源，在监控设备使用过程中产生的干扰电路或者设备既称为干扰源；第二个是敏感源，指的是在干扰源情况生成的时候，受到

影响的设备叫做敏感源；第三个是路径，既是在干扰源产生过程中将电磁干扰能量传输到敏感源的路径。测试的主要依据就是根据这三个方面，结合煤矿监控系统中实际使用的设备和使用环境，制定煤矿安全监控系统电磁兼容实验的测试部位和等级。

2.煤矿监控系统的电磁兼容要求

在煤矿日常开采工作中，监控系统的电磁兼容是按照煤矿整体安全监控系统技术要求进行规定的，监控系统理应通过GB/T17626.3规定射频电磁场辐射抗扰度实验、GB/T17626.4规定电快速瞬变脉冲群抗扰度实验以及GB/T17626.5规定的浪涌抗扰度实验，同时实验过程中保证可以进行稳定的传输、采集、运算和报警断电功能，并且模拟输入传输处理的误差和系统最大巡检周期、最大传输距离、最大监控容量都应该能够满足电磁兼容的要求。电磁兼容测试在开展过程中要能够实现了解产品的设计、开发和生产，通过使用和维护整个使用时限，对在用设备的电磁兼容起到一定的保护作用。

3.电磁兼容测试过程

3.1电快速瞬变脉冲群

煤矿开采过程中采煤机和传送机等大型机电设备的启停过程会导致架线电机车对矿井监控器和通信元器件设备的电源、控制线和传输信号上产生的脉冲电磁干扰，即称为电快速瞬变脉冲群。此种试验是对耦合到电子设备电源线、控制线以及信号线上多数快速瞬变脉冲组成的脉冲群组试验。

3.2静电放电

静电放电测试是为了防止煤矿的监测监控系统运行过程中，设备产生静电而引起瓦斯和粉尘爆炸，要优先对井下电气设备配备防静电设施，通常使用的是塑料外壳和绝缘电阻外壳等，这种外壳的绝缘电阻不能大于1*10^9Ω，由于井下工作过程中会伴有潮湿和淋水情况，在工作过程中没有必要对静电放电再进行更多要求，静电放电试验主要是针对井上设备进行的试验。

3.3辐射电磁场

射频电磁场主要体现在通信的透地、泄露和感应形态下矿井区域无线通讯设备产生辐射电磁场干扰煤矿监控系统和通信电子设备的正常工作。所以辐射电磁场的试验就是围绕电子设备的抗人为产生连续电磁场的辐射能力测试。同时，在矿用设备中架线电机车和大型设备启停时也会产生一定的辐射干扰，但是这种干扰表现为传导干扰，可以将其按照电快速瞬元脉冲考虑，同理，我们用于抵抗连续电磁辐射干扰的措施也同样可以减少跨用架线电机车和大型设备启停产生的辐射干扰影响。

4.电磁兼容测试等级

通过设备抗扰度促使来测试各种在用设备的电磁干扰承受能力，当设备收到电磁干扰时性能下降的等级可以分为四个等级，第一等级是EUT在工作时完全正常，第二等级是EUT在工作时指标和功能都出现一定的偏离，但是干扰去除后可以自动恢复正常工作，第三等级是指EUT工作指标在收到电磁干扰后不能够自主恢复，只能够通过人工操作将其复位才能恢复正常的工作状态，第四种是在测试过程中EUT元件彻底损坏，导致数据丢失和软件故障等问题的发生。通过对施加电磁干扰强度进行试验等级的判断，随着等级的不断提高，EMC试验结果可以主动标明其试验等级和试验性能。

5.结语

目前我国煤矿井下电磁兼容的各项研究已经趋于成熟，通过对煤矿用产品电磁辐射的测试我们可以看出，在煤矿井下电磁环境特殊的情况下，我们可以通过对设备使用类别的区分开展不同的电磁干扰测试，在测试后对发现的问题及时进行调整，避免发生由于电磁干扰引发安全生产隐患。在保证矿用设备使用完好的情况下降低监控系统中电磁干扰的情况发生几率，不断提升煤矿事业的安全生产稳定性。

参考文献

1. 王艺华.煤矿井下甚高频电磁干扰分布的分析[J].电信科学,2002（2）：1112.

2. 孙继平.矿井监控与通信设备电磁兼容性实验的严酷等级[J].煤炭科学学技术,1999,27（6）：23-25

3. 陈世钢,王崇英,姚带月.GB/T17626.5-2006电磁兼容实验和测量技术 浪涌抗扰度实验[S].北京：中国标准出版社.

4. 杨继深.电磁兼容技术之产品研发与认证[M].北京：电子工业出版社,2005.

5. 钱振宇.脉冲群抗扰度实验的重复性和可比性[J].安全与电磁兼容,2002（5）