矿用电缆工频电磁波能量辐射特性研究

周雨阳¹，刘坤²，吴茂晗³

1. 合肥工业大学电子科学与应用物理学院2. 兖矿集团有限公司信息化中心3. 北京邮电大学自动化学院

摘 要：矿用电缆的工频电磁干扰是影响井下无线通信可靠性的重要因素之一。由于工频电磁波波长远大于矿井巷道尺寸,工频电磁波在矿井巷道中无法进行有效的电磁场能量转换,不能采用自由空间电磁波电磁耦合传播方程来研究矿用电缆工频电磁波能量辐射特性。针对该问题,建立了基于短偶极子的矿用电缆工频电磁波能量辐射模型,推导了短偶极子的磁场和电场表达式;采用有限元法和有限差分法,通过数值计算分析了矿井巷道不同位置的矿用电缆辐射电场强度。结果表明:与电缆在同一高度的各点电场强度随着各点与电缆间距离增大而逐渐减小;与电缆在不同高度且与巷顶平行的各点电场强度随着各点与电缆间距离增大而逐渐减小,且电场强度比与电缆在同一高度的对应位置各点电场强度小;与电缆同侧的各点电场强度随着各点与电缆间距离增大而逐渐减小;与电缆不同侧的各点电场强度小于与电缆同侧的各点电场强度,且受各点与电缆间距离的影响较小。

关键词：矿用电缆;工频电磁波;能量辐射;短偶极子;电场强度;