动力电缆对监测信号电缆串扰的不确定性分析

　　在煤矿井下，由于空间狭小、大型机电设备相对集中，动力电缆与监测信号电缆间的距离较近。当两者并行铺设时，动力电缆上的浪涌骚扰或谐波骚扰会在监测信号电缆上产生感应电压和感应电流，可能覆盖原本传感器传输的监控信号，导致信息失真，严重时甚至威胁电气设备和人员的安全。
 

　　由于矿井下电磁环境复杂及空间条件特殊，输入参数存在很大的不确定性。传统的串扰计算研究大多基于确定性输入参数，而针对不确定性输入参数的串扰分析显得尤为必要。
 

　　首先，为了有效削弱串扰的影响，在矿井监测等涉及重要人身及设备安全的领域中，多采用屏蔽电缆实现数据传输。然而，随着煤矿井下电磁环境和屏蔽信号电缆结构的复杂化，屏蔽信号电缆串扰响应中变量的不确定性总是存在。因此，固定变量对串扰的影响规律分析显得不够全面。
 

　　针对上述问题，已有研究应用时域有限差分方法(FDTD)求解传输线串扰模型，并建立了屏蔽电缆传输线的串扰模型。通过该方法，可以计算屏蔽电缆的转移阻抗和电感电容矩阵，进而分析串扰响应。此外，研究还考虑了矿井下浪涌、谐波骚扰的来源与数学表达式，以及动力电缆与监测信号电缆的布局情况及其分类。
 

　　在不确定性分析方面，研究基于随机配点法(SC)和多项式混沌展开法(PCE)构建了动力电缆对监测信号电缆串扰响应的不确定度量化模型。通过该模型，对串扰的不确定度进行了量化分析，得到了监测信号电缆首末端电压幅值的95%置信区间、均值和标准差等统计量。此外，应用结合多项式混沌展开法的方差分解法，研究了监测信号电缆的串扰响应对不确定性输入参数的敏感度，验证了参数敏感度结论的正确性。
 

　　综上所述，研究矿井动力电缆对监测信号电缆串扰的不确定性分析，不仅可以为煤矿井下动力电缆与监测信号电缆的布局设计提供参考，还可以为串扰防护措施的制定提供科学依据。随着技术的发展，未来还需要进一步探索更高效、准确的串扰不确定性分析方法，以保障矿井安全监控系统的正常运行，确保矿井作业人员和电气设备的安全。