電磁干擾對(duì)鐵路信號(hào)的影響研究

李永昊 高征威

摘要：我國鐵路的覆蓋面積逐年增加，加之信息技術(shù)水平的提升，使得與鐵路相關(guān)的電氣設(shè)備增多，當(dāng)電氣設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較為復(fù)雜的電磁環(huán)境，其電磁性較強(qiáng)，對(duì)鐵路信號(hào)的影響極大?；诖耍疚闹饕治隽藦?qiáng)電磁干擾對(duì)鐵路信號(hào)的影響，以期提升鐵路系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：電磁干擾；鐵路信號(hào)；影響研究

引言

任何信號(hào)設(shè)備都會(huì)受到雷電和較大牽引電流帶來的威脅，鐵路信號(hào)設(shè)備是保障鐵路安全運(yùn)行和提高運(yùn)輸效率的重要基礎(chǔ)設(shè)施。鐵路信號(hào)設(shè)施設(shè)備以前應(yīng)用的一些機(jī)電產(chǎn)品，該類產(chǎn)品的絕緣程度較高，抵抗雷擊的能力較強(qiáng)，但是沒有將防雷作為一個(gè)整體進(jìn)行考慮。鐵路上的信號(hào)設(shè)施設(shè)備都是分散在鐵路沿線，很容易受到雷電天氣的影響，我國針對(duì)防雷技術(shù)的不斷發(fā)展和深入，整個(gè)信號(hào)防雷設(shè)備工作逐步受到重視。對(duì)于鐵路信號(hào)設(shè)備能夠正常運(yùn)行也關(guān)系到整個(gè)鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?，研究雷電和較大牽引電流對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的影響具有較大的意義。

1信號(hào)設(shè)備的關(guān)鍵作用

鐵路信號(hào)設(shè)備是組織和指揮列車運(yùn)行，保證行車安全，提高運(yùn)輸效率，傳遞控制、狀態(tài)信息，是鐵路主要技術(shù)裝備之一。鐵路信號(hào)裝備水平是鐵路現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。鐵路信號(hào)設(shè)備主要包括轉(zhuǎn)轍機(jī)、信號(hào)機(jī)、軌道電路、電源屏、信號(hào)繼電器等，其產(chǎn)品質(zhì)量和運(yùn)行可靠性直接影響信號(hào)系統(tǒng)效能的發(fā)揮。列車的安全穩(wěn)定運(yùn)行需要車、機(jī)、工、電、輛各系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合，而這其中信號(hào)設(shè)備狀態(tài)的可靠穩(wěn)定是保證列車運(yùn)行安全的重要因素。隨著鐵路信號(hào)技術(shù)的發(fā)展，大量的電子產(chǎn)品和精密元件被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場信號(hào)設(shè)備。這些設(shè)備提高了鐵路信號(hào)系統(tǒng)的可靠性，使現(xiàn)場職工的檢維修工作效率大大提高，但是由于電子設(shè)備受電磁感應(yīng)的作用，也增加了相關(guān)設(shè)備的故障率。精密元件的損毀會(huì)直接導(dǎo)致信號(hào)設(shè)備故障，從而影響列車運(yùn)行效率甚至導(dǎo)致列車運(yùn)行事故。只有降低電磁干擾對(duì)鐵路信號(hào)的影響，建立健全完善的故障-安全機(jī)制，才能保證列車安全穩(wěn)定運(yùn)行。鐵路信號(hào)設(shè)備的關(guān)鍵性也就不言而喻了，尤其是在我國高速鐵路快速發(fā)展的今天，信號(hào)設(shè)備故障將會(huì)造成巨大的損失，因此，必須重視信號(hào)設(shè)備對(duì)列車運(yùn)行的影響。

2雷電電磁干擾對(duì)鐵路信號(hào)的影響

雷電是一種自然現(xiàn)象，是人們所不可控的，其產(chǎn)生的原因是大氣放電所致。由于雷電種類不同，放電程度不同，因而其產(chǎn)生的電磁干擾也大不相同，雖然雷電與地面之間距離較遠(yuǎn)，但是隨著次數(shù)的累計(jì)，對(duì)于鐵路信號(hào)還是會(huì)造成或大或小的影響，此種電磁主要分為以下兩種。

2.1直擊雷

此種雷電主要是在被保護(hù)物上放電，具有極大的破壞性，而鐵路信號(hào)系統(tǒng)就是被保護(hù)物，當(dāng)出現(xiàn)直擊雷時(shí)，鐵路信息系統(tǒng)設(shè)備及其相關(guān)設(shè)備會(huì)受到嚴(yán)重的損害，甚至?xí)?duì)鐵路工作人員的生命造成威脅。另外，因?yàn)殍F路占地面積較大，所以鐵路信號(hào)系統(tǒng)的主要設(shè)備都集中在站內(nèi)信號(hào)機(jī)械樓中。為了避免信號(hào)機(jī)械樓受到雷擊，其樓頂都會(huì)架設(shè)避雷針，在某種程度上能夠抵抗雷電的侵襲，確保鐵路信號(hào)系統(tǒng)能夠有效運(yùn)行。但是由于電子化程度加深，鐵路信號(hào)系統(tǒng)的抗干擾能力逐漸降低，避雷針已經(jīng)不能夠有效保護(hù)其不受損。

2.2感應(yīng)雷

此種雷電不會(huì)直接在被保護(hù)物上放電，但是在其放電過程中，會(huì)有巨大的磁場產(chǎn)生，這就使得其附近所存在的導(dǎo)體生成較強(qiáng)的電磁脈沖，而此次電磁脈沖會(huì)沿著導(dǎo)體的走向進(jìn)行傳導(dǎo)，并且在傳導(dǎo)過程中，會(huì)使其經(jīng)過電路中的元件靈敏度大大降低。目前，在我國現(xiàn)有的鐵路信號(hào)系統(tǒng)中，電器元件具有較高的集成度，當(dāng)出現(xiàn)感應(yīng)雷電時(shí)，其所帶的電磁脈沖會(huì)嚴(yán)重影響到鐵路系統(tǒng)的信息傳導(dǎo)，致使后果不堪設(shè)想。除此之外，鐵路中的鋼軌是感應(yīng)雷最佳的傳遞載體，若是鋼軌中存有較大的電流，那么與鋼軌處于連接狀態(tài)中的信號(hào)設(shè)備會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如果過于嚴(yán)重，會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞，甚至發(fā)生安全事故。

3電磁干擾控制技術(shù)

3.1 對(duì)電磁的屏蔽

對(duì)電磁的屏蔽主要是通過對(duì)一些輻射和騷然及時(shí)隔斷，能夠有效抑制電磁對(duì)信號(hào)造成的干擾，通常的做法是將容易受到干擾的區(qū)域進(jìn)行包圍，將容易受到干擾的區(qū)域進(jìn)行隔離。一是靜電屏蔽，防止靜電場和磁場的影響，二是電磁屏蔽方法，對(duì)一些交變磁場和變電磁場進(jìn)行屏蔽，防止對(duì)鐵路信號(hào)造成影響。通常采用一端接地的方式需要采取措施限制保護(hù)層上的過壓電，同時(shí)安裝保護(hù)器，防止電纜的保護(hù)層被擊穿。雙端接地的方式主要是在鐵路沿線埋設(shè)通信電纜，能夠屏蔽牽引電流和外界一些電流的干擾，電纜的屏蔽層需要雙端接地，能夠有效阻擋電流對(duì)鐵路信號(hào)的影響。對(duì)電場進(jìn)行屏蔽的方式主要是采用金屬體材料和接地方式，

3.2濾波技術(shù)

濾波技術(shù)在對(duì)電磁信號(hào)的阻隔中起到十分重要的作用，也是一項(xiàng)比較重要的技術(shù)，主要是利用濾波器對(duì)電磁干擾進(jìn)行全面過濾，濾波器也是分為高通濾波器和低通濾波器，其中低通濾波器在防電磁干擾中被廣泛應(yīng)用，同時(shí)濾波器還可以根據(jù)銅帶進(jìn)行區(qū)分，分為寬帶和窄帶，窄帶濾波器的應(yīng)用比較廣泛。濾波器主要能夠保持電子設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲不會(huì)泄露，通過選擇性的阻攔或者是分流有害的電磁波，能夠降低進(jìn)入到保護(hù)電子器件中的有害噪聲信號(hào)。一是進(jìn)行設(shè)備內(nèi)部的隔離，由于各項(xiàng)設(shè)備器件體積較小，很容易造成電路之間的相互干擾，就需要對(duì)不同類型的電路進(jìn)行隔離，通過對(duì)互聯(lián)線進(jìn)行濾波，能夠達(dá)到隔離的效果。二是對(duì)電纜進(jìn)行濾波，電纜是接收干擾和輻射干擾最有效的天線，需要對(duì)電纜采取屏蔽和濾波的方式，在一定程度上能夠減少電磁干擾，通過在屏蔽電纜的兩端使用濾波器，其電磁的輻射強(qiáng)度會(huì)減小。濾波器通常是做成連接器的形狀，在安裝的過程中可以進(jìn)行互換，濾波的特性相對(duì)較好，能夠?qū)a(chǎn)生的高頻電磁及時(shí)過濾掉，確保鐵路信號(hào)不會(huì)受到干擾，而且具有較好的接地效果，能夠保證射頻阻抗。

結(jié)語：

列車的安全運(yùn)行需要鐵路各系統(tǒng)的全面配合，任何一個(gè)部門的疏忽都有可能影響列車的正常穩(wěn)定運(yùn)行。電磁干擾作為新出現(xiàn)的，干擾鐵路信號(hào)設(shè)備正常工作的影響因素，它的特點(diǎn)是作用范圍廣，造成的危害大。本篇文章就電磁干擾對(duì)鐵路信號(hào)的影響進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，詳細(xì)介紹了影響鐵路信號(hào)安全運(yùn)行的幾種電磁干擾方式。在此基礎(chǔ)上做出一些建設(shè)性的意見，為解決電磁干擾提供思路。通過這些研究使這個(gè)問題受到相關(guān)從業(yè)人員的重視，從而更好的解決電磁干擾對(duì)鐵路信號(hào)影響的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪振海.電氣化供電系統(tǒng)電磁干擾對(duì)鐵路信號(hào)產(chǎn)生的影響及對(duì)策[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2018（09）：55-58.

[2]任韜.牽引供電系統(tǒng)對(duì)鐵路信號(hào)系統(tǒng)的電磁干擾分析[J].通信電源技術(shù)，2018，35（09）：265-266.