[发明专利]一种煤矿无线电能传输系统电磁场安全测试装置

说明书

本发明涉及无线电能传输系统安全测试技术领域，尤其涉及一种煤矿无线电能传输系统电磁场安全测试装置，测试装置包括实验腔、瓦斯供给装置、气压调节装置和泄爆管；所述实验腔密封且实验腔外壁向内凹陷，形成至少一对关于实验腔的腔体中心轴线对称的线圈放置凹槽，线圈放置凹槽底部及侧壁铺设有隔热冷却层；所述瓦斯供给装置用于向实验腔内输送瓦斯；所述气压调节装置用于调整实验腔内的气压；所述泄爆管一端连通所述实验腔，另一端与大气连通，该装置不限定于具体结构的无线电能传输系统，并有效隔绝了煤矿无线电能传输系统中高温和电弧火花放电等诱发瓦斯爆炸的因素，用于研究高频时变电磁场对煤矿瓦斯安全性的影响。

技术领域

本发明涉及无线电能传输系统安全测试技术领域，尤其涉及一种煤矿无线电能传输系统电磁场安全测试装置。

背景技术

由于煤矿电气灾害伤亡大，隐患高，而煤矿无线电能传输系统能有效解决传统煤矿有线传输的安全隐患，极具发展前景。

如何将无线电能传输系统安全地应用在煤矿井下成为目前面临的最主要的瓶颈问题。无线充电技术可以有效解决传统有线式充电存在的器件磨损、接触不良、人工操作等问题而可以避免因此产生的火花危险。

但是无线电能传输系统应用于煤矿井下，其带来三大新的安全性问题，分别是：

问题1：电磁场在瓦斯环境中进行传播，会对瓦斯环境产生安全性影响，对于无线电能传输系统，其传输媒介是依靠空间时变的电磁场，无线电能传输系统两线圈之间的高频时变电磁场，可能会直接引发瓦斯爆炸；

问题2：无线电能传输系统线圈匝间可能会有放电火花；在高频电磁场辐射范围之内存在异物时，异物缺口处可能会有电弧放电火花，电火花会导致瓦斯爆炸；

问题3：无线电能传输系统线圈在工作时会不断自身产热，热量达到一定数值时，可能会引起瓦斯爆炸。

在高频电磁场辐射范围之内存在异物时，异物中会在电磁场影响下产生涡流，使异物发热，进而导致爆炸。目前国家标准3836.1-2010虽有提及煤矿井下射频功率不能超过6W，但是研究发现，该标准更适用于通信领域，同时射频信号广泛散布于矿井环境中，而无线电能传输系统属于电能传输系统，该系统的电磁场辐射范围相比于通信设备小得多，随着传播距离的增加，无线电能传输系统的电磁场数值急剧下降，因而，该国家标准是否适用于煤矿下的无线电能传输系统存在质疑，对于上述的三个问题，当研究问题一时，问题二以及问题三容易带来干扰，因此，亟需一种只研究电磁场这唯一安全因素而排除高温和电弧火花等其他因素的无线电能传输系统在瓦斯环境中的电磁场安全测试装置。

发明内容

发明目的：本发明旨在提出一种煤矿无线电能传输系统电磁场安全测试装置，该装置能够排除高温和电弧火花等其他因素，模拟出只存在高频时变电磁场这唯一参数的煤矿环境，进而测试模拟出的煤矿环境下高频时变电磁场对瓦斯安全性的影响。

发明内容：为实现上述目的，本发明提出以下技术方案：

一种煤矿无线电能传输系统电磁场安全测试装置，所述装置包括：实验腔、瓦斯供给装置、气压调节装置和泄爆管；

所述实验腔密封且实验腔外壁向内凹陷，形成至少一对关于实验腔的腔体中心轴线对称的线圈放置凹槽，线圈放置凹槽底部及侧壁铺设有隔热冷却层；

所述瓦斯供给装置用于向实验腔内输送瓦斯；

所述气压调节装置用于调整实验腔内的气压；

所述泄爆管一端连通所述实验腔，另一端与大气连通。

本发明所提出的煤矿无线电能传输系统电磁场安全测试装置中，实验腔上设置有成对的线圈放置凹槽，用于放置待测试无线电能传输系统的发射线圈和接收线圈，采用凹槽结构，是为了使发射线圈和接收线圈产生的电磁场能够在实验腔内充分分布。线圈放置凹槽底部及侧壁铺设有隔热冷却层，是为了隔绝线圈产生的高温对实验腔内环境的影响。