井下金属结构等效接收天线的放电火花安全性研究

摘要：

煤矿井下巷道内分布的金属结构可等效为接收天线吸收电磁波能量,并在特定条件下以放电火花形式释放能量,积聚的能量存在点燃爆炸性气体的风险.针对该问题,分析了金属结构等效为接收天线时放电火花点燃瓦斯气体的条件,推导出放电火花作为负载可吸收最大功率的计算表达式,得出瓦斯气体体积分数为8.5％时,金属结构等效为接收天线情况下放电火花不会点燃瓦斯气体的最大允许功率为2.8 W.通过Wireless Insite电磁仿真软件对射频设备不同工作条件下放电火花作为负载可吸收最大功率进行仿真,结果表明:射频设备输出功率越大、射频设备工作频率越小、金属结构距离射频设备越近,负载可吸收最大功率越大,放电火花点燃瓦斯气体的安全隐患越大;射频设备的发射天线与金属结构之间安全距离最小为0.1 m时,金属结构在射频设备工作频率800 MHz以下频段的射频电磁辐射能量下产生的放电火花存在点燃瓦斯气体的可能,金属结构在射频设备工作频率890 MHz以上频段的射频电磁辐射能量下产生的放电火花是本质安全的,不会点燃瓦斯气体.

关键词：矿井无线通信;金属结构;接收天线;放电火花;射频设备;负载最大吸收功率;安全距离

所属期刊栏目：47

分类号：TD655/712(矿山电工)

资助基金：国家自然科学基金资助项目;中央高校基本科研业务费专项资金项目

在线出版日期：2021-10-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：126-130