地鐵通信系統(tǒng)電磁干擾及處理

于韶潔

【摘 要】在地鐵運(yùn)行過(guò)程中，通信系統(tǒng)是其非常重要的運(yùn)行要素，想要確保地鐵通信系統(tǒng)的正常工作，就必須保證其電磁兼容性，避免電磁干擾對(duì)通信系統(tǒng)的消極影響。本文便從電磁干擾的種類與途徑入手，分析對(duì)通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的原因，再通過(guò)產(chǎn)品選擇、正確接地、干擾屏蔽以及線纜放布等四種方式，研究對(duì)地鐵通信系統(tǒng)中電磁干擾的處理方法。

【關(guān)鍵詞】地鐵 通信系統(tǒng) 電磁干擾 處理

在我國(guó)地鐵工程建設(shè)過(guò)程中，電磁工程是其中非常重要的組成部分，電磁兼容一直以來(lái)都是地鐵建設(shè)中備受關(guān)注的主要問(wèn)題，隨著地鐵工程的發(fā)展與地鐵線路的延長(zhǎng)，換乘站越來(lái)越多，地鐵控制中心中的設(shè)備也逐漸增加，而在長(zhǎng)期以來(lái)的使用過(guò)程中，設(shè)備不可避免的會(huì)出現(xiàn)老化與維修問(wèn)題，對(duì)電磁干擾的抵抗能力會(huì)相應(yīng)降低，所以，地鐵通信系統(tǒng)的電磁干擾問(wèn)題及其處理方法，依然是當(dāng)前相關(guān)領(lǐng)域面臨的主要問(wèn)題。

1電磁干擾的種類與途徑

地鐵中能夠?qū)νㄐ畔到y(tǒng)產(chǎn)生干擾的因素有很多，不僅包含地鐵中的一些電器設(shè)備，還包含自然環(huán)境中的一些干擾因素，如雷電。這些因素都會(huì)以不同的途徑與頻段，對(duì)地鐵通信系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度的干擾，從而導(dǎo)致通信系統(tǒng)無(wú)法正常工作。

1.1電磁干擾種類

從頻率范圍的角度出發(fā)，對(duì)地鐵通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的干擾源，主要有以下幾種：第一，工頻干擾，主要指的是地鐵中的輸電與配電系統(tǒng)，頻率約為50赫茲；第二，射頻與視頻干擾，主要包含地鐵中輸電線路的放電、電力系統(tǒng)與電壓設(shè)備的放電、電動(dòng)機(jī)與內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)、照明設(shè)備放電等，頻率在300千赫到300兆赫之間，波長(zhǎng)從1米到1千米不等；第三，微波干擾，主要包含地鐵中對(duì)講系統(tǒng)與無(wú)線系統(tǒng)，頻率在300兆赫到300吉赫之間，波長(zhǎng)從1毫米到1米不等；第四，雷電，頻率在0赫茲到1吉赫之間[1]。

一般情況下，地鐵中通信設(shè)備的慣性時(shí)間常數(shù)都相對(duì)較大，所以，在日常工作過(guò)程中很容易會(huì)受到電磁干擾，如PLC控制器、信號(hào)終端、傳輸線路、顯示設(shè)備等，都可能發(fā)生電磁干擾現(xiàn)象。

1.2電磁干擾途徑

從傳播途徑的角度出發(fā)，電磁干擾可以分為以下兩種干擾：

（1）傳導(dǎo)干擾。這種干擾方法主要指的是以導(dǎo)電介質(zhì)為基礎(chǔ)，將信號(hào)耦合在兩個(gè)電網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移。電磁干擾信號(hào)在傳輸過(guò)程中，需要擁有相對(duì)完整的電路連接干擾源于敏感器，只有這樣，干擾源才能夠?qū)⒏蓴_信號(hào)傳輸?shù)矫舾衅髦?，從而產(chǎn)生干擾。整個(gè)傳輸電路需要由導(dǎo)線、阻抗、導(dǎo)電裝置以及互感元件等部分組成，舉例來(lái)說(shuō)，在開(kāi)關(guān)電源中，功率器件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作如果頻率過(guò)高，就可能會(huì)造成開(kāi)關(guān)電源中發(fā)生電磁干擾現(xiàn)象，而且這種干擾可以在整個(gè)供電線路中傳播，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行[2]。

（2）輻射干擾。這種干擾指的是干擾源利用空間的方式，將信號(hào)耦合在兩個(gè)電網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)移，干擾源的導(dǎo)線可以轉(zhuǎn)化成輻射天線，如當(dāng)高頻電流流經(jīng)干擾源的外殼時(shí)，外殼便成為了輻射天線，將電磁干擾向周圍輻射。在無(wú)線通信系統(tǒng)中，設(shè)備以空間為基礎(chǔ)向周圍傳播輻射能量，在強(qiáng)度與諧波達(dá)到一定程度的時(shí)候，就可能干擾一部分電子設(shè)備，舉例來(lái)說(shuō)，在地鐵控制室中，如果在使用無(wú)線對(duì)講機(jī)的情況下向控制工作臺(tái)靠近，顯示屏幕上就會(huì)出現(xiàn)“雪花”，這便是無(wú)線信號(hào)所產(chǎn)生的輻射干擾[3]。

2對(duì)電磁干擾進(jìn)行處理的方法

從上述分析我們不難看出，想要對(duì)地鐵通信設(shè)備產(chǎn)生干擾，干擾源、敏感器以及耦合方式三個(gè)要素缺一不可，如果對(duì)其中的某個(gè)因素進(jìn)行抑制或者消除，就能夠?qū)㈦姶鸥蓴_有效降低，甚至消除，因此本文提出以下四個(gè)對(duì)電磁干擾進(jìn)行處理的方法：

2.1合理選擇電磁產(chǎn)品

在對(duì)地鐵通信設(shè)備進(jìn)行選擇的過(guò)程中，要優(yōu)先考慮產(chǎn)品的抗干擾能力，特別是抗外部干擾能力，如在選擇監(jiān)控系統(tǒng)的過(guò)程中，可以選擇具有強(qiáng)大隔離性能的產(chǎn)品。另外，在選擇產(chǎn)品時(shí)，還需要對(duì)產(chǎn)品的抗干擾指標(biāo)充分了解，包括共模擬與差模擬制比，產(chǎn)品還需要具備良好的耐壓性能，可以在電廠強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度都相對(duì)較大的環(huán)境中正常運(yùn)行。

2.2系統(tǒng)接地方式正確

由于系統(tǒng)的實(shí)際情況不同，在接地方式的選擇上也需要有針對(duì)性，只有這樣，才能夠盡可能的降低因接地問(wèn)題對(duì)系統(tǒng)造成的干擾，與此同時(shí)，接地點(diǎn)的數(shù)量與位置也需要進(jìn)行有針對(duì)性的考慮。一般情況下，小信號(hào)與敏感信號(hào)在接地過(guò)程中應(yīng)該盡可能和大信號(hào)與不敏感信號(hào)分開(kāi)，以避免后者對(duì)前者的干擾，另外，系統(tǒng)設(shè)備中的一些金屬構(gòu)件，在安裝過(guò)程中，一定要接地，避免其產(chǎn)生輻射干擾。

2.3利用屏蔽防止輻射

屏蔽這種方法主要適用于輻射干擾，能夠在干擾信號(hào)到達(dá)敏感器對(duì)其進(jìn)行衰減，對(duì)空間中的電磁干擾有非常明顯的抑制作用，也能夠約束屏蔽網(wǎng)中的干擾信號(hào)，主要可以分為電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁等三種屏蔽方式[4]。其中，電場(chǎng)屏蔽在材料的選擇上要具有較高的導(dǎo)電能力，并將其良好接地，同時(shí)，接地的地點(diǎn)與形狀都要具有合理性，將屏蔽體直接接地是比較好的方法。而磁場(chǎng)屏蔽一般適用于低頻磁場(chǎng)與直流磁場(chǎng)，屏蔽效果相對(duì)較差。

2.4注意線纜合理布放

對(duì)電纜以及布線方式進(jìn)行合理選擇，也是一種非常有效的抗電磁干擾措施。對(duì)于電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，對(duì)其造成干擾的主要原因是線間耦合，從干擾頻率的角度來(lái)看，可以分為高頻與低頻兩種。想要對(duì)這種電磁干擾進(jìn)行移植，就需要在其走線的過(guò)程中，將耦合量盡可能減小。可以運(yùn)用金屬保護(hù)、分插槽孔、分設(shè)豎井等方式，降低強(qiáng)電系統(tǒng)對(duì)弱電系統(tǒng)的干擾。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地鐵作為一種方便現(xiàn)代化交通工具，而通信系統(tǒng)是其運(yùn)行過(guò)程中不容忽視的組成部分，關(guān)系到地鐵的安全運(yùn)行，因此，需要運(yùn)用合理選擇電磁產(chǎn)品、系統(tǒng)接地方式正確、利用屏蔽防止輻射、注意線纜合理布放等有針對(duì)性的方法對(duì)通信系統(tǒng)中的電磁干擾進(jìn)行抑制，從而確保地鐵運(yùn)行安全。

參考文獻(xiàn)：

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