浅谈接地技术在轨道交通电磁兼容系统中的应用

浅谈接地技术在轨道交通电磁兼容系统中的应用

王旭

中车长春轨道客车股份有限公司 吉林省长春市 130000

摘要：经济不断发展，科学技术水平提高，城市化建设速度加快，城市轨道建设产业也获得了较大的发展空间，在城市轨道交通发展中，相关设备使用集成度以及复杂性在逐渐增加，设备使用电磁环境也越来越复杂，在设备受到干扰之后，发出错误指令，会造成安全事故的发生，对其具有直接性影响。基于这一情况轨道交通建设需要解决其电磁兼容问题，以此保证轨道交通顺利发展。本文通过对接地技术在轨道交通电磁兼容系统中的应用进行分析，针对其中的兼容问题，提出接地技术的具体应用措施，对轨道交通建设具有重要作用。

关键词：接地技术；轨道交通；电磁兼容系统；应用

现阶段，科学技术水平不断提高，在数字化信息背景下，一些新技术的研发对电子设备的发展意义显著，例如集成电路技术或者是微电子技术，这种技术的使用促进电子设备的高灵敏度、快速以及高频等，但与此同时，其也造成了交通设备内部电磁环境逐渐复杂化，经常出现的内部电磁干扰问题。城市轨道交通的发展主要是满足人们现代化生活的需求，促进交通的自动化、信息化和智能化，但交通设备中存在的集成电路电磁干扰问题，会造成交通故障，不利于人们的生命财产安全，降低事故发生率，需要积极开展接地技术的实际应用。

1. 接地技术具体类型分析

1. 单点与多点接地方式分析

首先是单点接地方式，主要是指在整个电路系统中，将其当做一个点，设备中的所有接地需要连接在这一点上，安装安全接地螺栓，实施单点接地的主要目的是防止多数的电路单元在实际串联过程中产生阻抗电路性耦合，避免工频和其他杂散电流产生信号线干扰，但这种接地方式只能在功率、机壳以及接往大地的接地线实现安全连接，没有较大的适用范围，对使用频率具有一定限制，并且地线的截面以及地线的长度比值需要保证大于0.83^[1]。

多点接地方式，是将较大的导体作为接地系统中的信号回路，之后各个子系统中的接地线长度需要尽可能的就近接线，保证各个系统中的接地引线能够尽量的缩短长度，地线较短情况向下能够降低子系统中的地电位，并且在地线长度与工作波长较为相似时，地线上的电流与电压会以驻波的形式分布，地线在这一过程中成为了辐射天线。多点接地在使用过程中，需要注意各个子系统与接地平面的连接点需要在相应频段上考虑任意两点之间的阻抗，保证其处于较低数值中，区别多点接地与单点接地。

2. 浮地形式与混合接地形式分析

浮地形式的接地主要是指电路地与大地之间并不存在导体连接，在这种接地方式会产生静电效应，产生静电积累，并且静电会击穿以及散发强烈的电磁干扰，浮地形式接地不会受到大地电性能影响，但是极易受到寄生电容影响，因此，在实际使用过程中需要保证接地方式的绝缘电阻范围、信号频率以及寄生电容范围^[2]。

混合接地形式使用范围是在工作频率为1-30MHz范围内的设备，在工作信号波长大于接地线长度，数值为20倍时，需要选择单点接线方式，反之需要选择多点接地方式。混合式的接地方式主要分为并联以及串联两种，其混合形成低频信号接地，单点以及多点接地会组成堵塞高频混合信号接地，在处于高低频共同存在情况下，高频区域可以选择多点信号接地，低频部分结合自身特点使用串联与并联结合的混合低频信号接地。

3. 独立形式与公共接地形式分析

使用独立式接地形式具有较高的要求，经常使用直流接大地方式，这一接地方式准确性较高，并且具备稳定性，防止不同系统在接地引入不同电位，造成设备以及人身事故， 保证接地装置以及接地体距离等按照严格规范设计。信息处理设备的使用时作为独立引外接地，在外引接地入口与地网之间使用放电器，防止电击事故出现。

共用接地方式主要是指在工作地以及保护地需要共同使用一种接地装置，接地装置使用通常情况实施建筑物的基础钢筋地网，共用接地系统使用过程中需要保证实现全屏蔽式的电位均衡^[3]。

2. 关于装置屏柜接地方式分析

1. 单点接地布局分析

单点装置接地的方式满足使用需求 ，主要使用的电路种类具有差异性，例如低电平信号电路以及高电平功率电路，实现电磁系统运行稳定性，需要保证人身财产安全，在机壳接安全地后能够更加有效的防止机壳带电问题的出现。

2. 屏柜接地布局分析

在轨道交通设备使用中，通常情况下是多装置组合系统，将其安装到同一面的屏柜中，将公共接地板安装到屏柜之中，并且实际接地时需要重视信号地线的使用，选择绝缘铜纹线，这一过程中不能混合所使用的其他接地线。

3. 系统接地布局分析

多屏柜组装过程中，逐渐形成一个系统，但多屏柜较多的情况会产生较多地线，针对这一问题，使用并行两条半环形接地母线，在系统接地过程中，要重视连接接大地母线以及接地体，主要使用的是焊接形式^[4]。

3. 系统使用接地技术的关注点

接地技术实际使用过程中，相关技术人员需要不断提升自身的素质水平，积极学习新型接地技术专业知识，不断培训技术人员，积极引进专业技术性人才，遵守电磁电容系统应用制度，保证系统可以正常运行。结合实际情况，构建安全管理制度，明确规章机制动机，综合性分析系统差异性接地类型引起的故障，选择最为合适的接地技术

^[5]。

总结：

在电磁兼容系统中，使用一种接地方式难以实现较好的电磁兼容效果，现阶段，科学技术不断发展，人们越来越重视电磁兼容问题，接地设计合理性对设备使用以及人身安全具有重要作用。基于这一情况，需要加强电磁兼容系统的研究，保证接地方式的正确性以及合理性，对运行安全也具有重要意义，保证系统的稳定性。

参考文献：

[1]陈波, 余俊, 王延哲. 轨道交通电磁兼容标准制定历史探析[J]. 铁道标准设计, 2019, 63(04):178-188.

[2]熊武斌, 宋毅, 郭明飞. 浅谈接地在电磁兼容实际应用[J]. 内燃机与配件, 2018, No.262(10):224-225.

[3]宋晓栋. 浅谈接地技术在电子电气设备运行中的应用[J]. 电子制作, 2017, 000(014):27-28.

[4]麻志平[1]. 浅谈电子电路设计中的接地技术[J]. 今古传奇:文化评论, 2018, 000(006):0125-0125.

[5]王小坡. 电磁兼容系统中的接地研究[J]. 工程技术(引文版), 2016(12):00257-00257.