高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术分析张栖贤

高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术分析张栖贤

张栖贤

内蒙古交控安捷科技有限公司内蒙古呼和浩特市010010

摘要：中国高速铁路虽然近年来随着科学技术的发展而不断发展，取得了一定的进步，但是仍存在一系列的问题，特别是信号系统抗电磁干扰技术的实际应用。作为高速铁路运行的重要部分之一，抗电磁干扰技术的运用效果会对其整体工作有着至关重要的影响。基于此，高速铁路有关部门必须高度重视，加强抗干扰的实际应用效果，才能保障高速铁路的整体质量。

关键词：高速铁路信号系统；抗电磁干扰技术；应用

引言

现阶段随着铁路的飞速发展，铁路运行过程中除了保证运行速度之外，对于信号安全的需求越来越大，信号系统的运用及发展对于抗电磁技术提出了更高的要求，我国现阶段应大力研究及实践高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术，在现存的技术前提下不断创新、优化及升级，保证铁路信号系统的安全运行，提高高速铁路运行的安全性、可靠性及科学性，减少由于高速铁路运行过程中出现电磁干扰现象引发的故障。

1现阶段高速铁路信号系统中存在的电磁干扰类型

强电磁干扰主要是指由于电磁引发的传输通道、系统性能或设备元件等出现的故障及性能下降问题，现阶段的强电磁干扰主要分为雷电电磁干扰及电气化牵引供电系统干扰两部分，其中雷电电磁干扰主要是指大气放电产生的，由两种带异电荷的雷云接近后产生的较为强烈的放电现象，虽然雷云对于铁路信号的影响较小，但雷击产生的放电现象会严重影响铁路信号系统。第二种是电气化牵引供电系统干扰，主要分为牵引电磁干扰及传导性干扰两种，牵引电磁干扰主要是由于铁路沿线强电线产生的电磁影响，使得信号电缆出现感应电，影响线路信号的传输质量，甚至击穿信号电缆绝缘层，导致行车安全无法收到保障；传导性干扰主要是由传导电流产生，牵引电流通过机车、钢轨到地面的传输耦合途径，钢轨中的地中回流、平衡电流及大地迷流等对高速铁路信号设备产生了干扰及影响。

2干扰途径

2.1辐射干扰

在理论分析的基础上，高速铁路信号的辐射干扰是建立在网络干扰原理的基础上的，特别是利用干扰源在空间传输信号。在传输过程中，辐射介质以电磁波的形式传播，还在很大程度上使高速铁路的正常运行受到限制。

2.2传导干扰

与辐射干扰相比，传导干扰受到网络干扰，干扰通过导电介质传输，传播路径小，它主要在敏感期间在干扰源的电路之间传输。利用电磁补偿的方式可以对这一现象进行把控，但是无法从根本上解决。

2.3干扰影响

（1）贯通地线的影响。如果信号电缆的输入点和接地电流处于对称状态，当接地注入点两侧的信号感应电动势的大小相反时，如果信号电缆外皮的小电流影响电动势，感应电动势为0V时，将会导致接触网出现故障；感应电动势超过30V时，这将导致电场耦合被电缆护套屏蔽，从而产生负面影响。（2）电气化影响。在铁路建设过程中，供电系统主要采用回流供电方式，使铁路信号的内容受到干扰。由此产生的不平衡电压将对轨道中的电子设备产生严重的负面影响，这将对铁路信号构成威胁并感应电压。这种现象不仅对铁路信号中的信号传输产生严重的负面影响，还大大增加了信号线绝缘击穿的风险，这样也会对铁路列车的正常运行产生负面影响。

3方法研究

3.1故障排查与处理

高速铁路信号系统受到电磁波干扰时，必须要对信号的产生进行深入研究，对电磁波的干扰源进行全面分析，找到干扰设备的椽笔途径，从而使电磁干扰故障的处理工作掌握有效的理论基础。然而，电磁干扰的现象囊括的内容较多，因此在开展作业的过程中必须要利用专业化和现代化的仪器设备对电磁干扰进行测量，再确保测量结果准确性之后，利用专业人员进行理论分析和实践，立足于我国高速铁路发展的实际情况和特点。在开展骚扰源定位的工作中，必须要引起高度重视，不仅要对干扰的传输耦合途径进行综合分析，还有必要有效地研究干扰源的传输方式。最后，工作人员必须要对电磁骚扰源的定位的精准度进行把控，利用实测手段对传输根合途径的工作进行二次排查，从而有效地解决了电磁干扰的故障问题。

3.2电磁信号的补偿设计

有必要使用无功补偿技术，根据实际情况有效控制电磁信号。该装置是一个集成的电磁干扰控制和动态无功补偿装置，由3个MvarFC和3M的SVG组成，无源滤波器和有源滤波器结合在一起。不仅可以有效抑制外部电磁信号的干扰，还可以聚合已经分散的铁路电磁信号，从而可以准确地完成传输信号。最后，相应地，提高了牵引供电系统的功率因数。在运行功率因数＞0.95的时候，保证了系统的安全稳定运行。

3.3建筑物自然屏蔽

在大多数的建筑物当中，电气都会和金属构件形成连接，从而使建筑物的初级屏蔽网的应用效果可以达到标准。为了形成柱与墙之间的电气系统，必须在建筑物的屏蔽过程中有效地使用法拉第电磁屏蔽笼，以提高建筑物系统的稳定性，对高速铁路信号系统的干扰构成了约束。

3.4电源线屏蔽

在实际应用过程中，必须使用金属屏蔽电缆保证机房的所有电源线和信号线。利用钢管对其进行有效屏蔽，从而使接地的工作可以顺利开展。为了保障抗干扰的工作，应当在两端和防雷区界面进行抗干扰处理，从而保障屏蔽电线的实际应用效果。需要注意的是，如果低频电磁干扰的现象较为严重，那么必须要在金属管内进行屏蔽电线的安装工作，以降低可能会带来的不利影响。

3.5设备的屏蔽

用于高速铁路的数据处理仪器和微电子设备将限制电磁脉冲的干扰。在此基础上，必须关闭连续金属层并将电源线和信号线连接到器件。采用屏蔽电缆和穿孔金属管进行有效的屏蔽，从而保障电气接触的科学性，利用完整的屏蔽体系对高速铁路信号系统的干扰进行有效把控。最后，要特别注意的是，为了对暂态过电压进行有效的防护工作，必须要将压敏电阻运用在电线源经过电子仪器的过程中，因此，组件可以与设备的屏蔽系统集成，以保证高速铁路信号系统的抗干扰能力。鉴于我国屏蔽系统的发展现状，一般会使用二极管和仪器进行相互连接，以使对干扰的抑制作用发挥最大价值。

3.6敏感设备分析

不仅需要分析受干扰信号系统的电磁干扰程度，还需要构建免疫模型，以有效研究受干扰信号系统的干扰程度。然后掌握信号系统故障的原因，为高速铁路信号系统的故障排查工作提供有效理论基础。

4高速铁路信号系统抗电磁干扰技术的注意事项

在抗电磁干扰故障的处理过程中应从整体角度出发，高速动车组在运行过程中采用动力分散式的牵引方式，将强电设备分散安装在全列车地板下，将大量信息采集、控制类弱电设备安装在车上，大范围的对电线电缆进行布线等措施均会复杂化电磁环境，此时通过联合接地技术、屏蔽技术及滤波技术的使用将干扰设备电磁故障问题解决。

结束语

随着我国经济的快速发展和社会需求的不断提高，高速铁路的发展近年来取得了较快的进展。现如今，如何提高高速铁路系统的电磁干扰技术，不仅得到了社会的广泛关注，还成为我国高速铁路发展过程中需要解决的重要问题。基于此，我国的高速铁路部门应当对其引起高度重视，结合现代化的科技水平，对高速铁路系统的抗电磁干扰技术进行优化使其更加先进。

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