電磁干擾對鐵路信號的影響研究

王蓓

（蘭州交通大學(xué)鐵道學(xué)院實(shí)踐教學(xué)辦公室，甘肅 蘭州 730000）

任何信號設(shè)備都會受到雷電和較大牽引電流帶來的威脅，鐵路信號設(shè)備是保障鐵路安全運(yùn)行、提高運(yùn)輸效率的重要基礎(chǔ)設(shè)施。鐵路信號設(shè)施設(shè)備以前應(yīng)用的一些機(jī)電產(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整體進(jìn)行考慮。鐵路上的信號設(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，我國針對防雷技術(shù)的不斷發(fā)展，整個信號防雷設(shè)備工作逐步受到重視。鐵路信號設(shè)備能夠正常運(yùn)行關(guān)系到整個鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?，研究雷電和較大牽引電流對信號系統(tǒng)的影響具有較大的意義。

1 鐵路信號的重要性

在整個鐵路系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，鐵路信號的正常運(yùn)行可以保證整個鐵路系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定，在當(dāng)前鐵路系統(tǒng)的不斷發(fā)展中，很多先進(jìn)的精密儀器被應(yīng)用到鐵路的運(yùn)行系統(tǒng)中，但是也存在很多安全隱患，如雷擊對鐵路系統(tǒng)的影響，還有鐵路系統(tǒng)內(nèi)部各個用電工具之間的滋擾，產(chǎn)生的一些電磁場都會對信號系統(tǒng)的運(yùn)行造成很大影響。鐵路運(yùn)行系統(tǒng)自身的信號控制和自我保護(hù)系統(tǒng)比較完善，不會受到外界的干擾，也不會影響到鐵路的運(yùn)行。對鐵路信號的安全隱患進(jìn)行研究，是當(dāng)前需要關(guān)注的一項重要問題。

2 電磁干擾對鐵路信號的危害性

電磁干擾對鐵路信號有著較大的危害，電磁干擾會使鐵路信號出現(xiàn)紊亂，導(dǎo)致運(yùn)行的火車接收不到正確的信號，從而引發(fā)各種安全隱患。1）雷電對鐵路信號的干擾。鐵路整體的占地面積較大，很容易受到直擊雷的襲擊，我國鐵路設(shè)備電子化的程度越來越高，但是整體的抗干擾能力越來越差，而且很多的建筑物都是采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建造的，建筑物在電氣方面是連通的，為防雷提供了一定的條件。2）牽引電流對信號的干擾，鐵路沿線的強(qiáng)電磁會會產(chǎn)生感應(yīng)電，導(dǎo)致線路信號傳輸?shù)馁|(zhì)量下降，會導(dǎo)致信號的絕緣層被擊穿，危及到行車的安全性。電磁干擾鐵路信號存在的危害主要體現(xiàn)在：一是鐵路信號無法及時發(fā)送，導(dǎo)致司機(jī)不能判斷是否需要?？浚瑫l(fā)嚴(yán)重的交通混亂；二是電磁干擾會導(dǎo)致列車走向岔路，會導(dǎo)致鐵路信號紊亂，不能發(fā)出正確的指令，會導(dǎo)致鐵路交通的癱瘓。可見電磁干擾對鐵路信號的影響是較大的。

3 電磁干擾對鐵路信號的影響分析

3.1 電磁干擾對鐵路信號的影響

3.1.1 牽引供電對鐵路信號的影響

牽引供電系統(tǒng)的干擾主要包括牽引傳導(dǎo)和牽引電磁干擾，傳導(dǎo)干擾主要是由電流的不平衡引起的，也是導(dǎo)致鐵路信號受到影響的最重要因素，其中連接信號設(shè)備和牽引電流軌道的阻抗力較大，變壓器的線圈會存在不對稱的現(xiàn)象，導(dǎo)致軌道的電流不平衡，另外電磁干擾會導(dǎo)致鐵路沿線出現(xiàn)高負(fù)載線路，產(chǎn)生的電磁波會影響到鐵路信號的傳輸質(zhì)量，因此對于鐵路接地方式的選擇一定要科學(xué)合理。

3.1.2 雷電對鐵路信號的干擾

在大氣中兩種不同的電荷云接近時，會產(chǎn)生較大的電力保護(hù)，然后產(chǎn)生閃電。其中雷擊對鐵路信號的影響是相對比較大的，直接雷擊會直接作用于鐵路信號傳輸系統(tǒng)，其造成的危害比較嚴(yán)重。另外感應(yīng)雷電是通過形成較大的磁場脈沖導(dǎo)致電路中最敏感部分的脈沖，對信號造成破壞。

3.2 電磁干擾控制技術(shù)

3.2.1 對電磁的屏蔽

對電磁的屏蔽主要是通過對一些輻射和干擾及時隔斷，能夠有效抑制電磁對信號造成的干擾，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，對一些交變磁場和變電磁場進(jìn)行屏蔽，防止對鐵路信號造成影響。通常采用的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鐵路信號的影響。對電場進(jìn)行屏蔽的方式主要是采用金屬體材料和接地方式，

3.2.2 濾波技術(shù)

濾波技術(shù)在對電磁信號的阻隔中起到十分重要的作用，也是一項比較重要的技術(shù)，主要是利用濾波器對電磁干擾進(jìn)行全面過濾，濾波器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。一是進(jìn)行設(shè)備內(nèi)部的隔離，由于各項設(shè)備器件體積較小，很容易造成電路之間的相互干擾，需要對不同類型的電路進(jìn)行隔離，通過對互聯(lián)線進(jìn)行濾波，能夠達(dá)到隔離的效果。二是對電纜進(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，濾波的特性相對較好，能夠?qū)a(chǎn)生的高頻電磁及時過濾掉，確保鐵路信號不會受到干擾，而且具有較好的接地效果，能夠保證射頻阻抗。

4 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前鐵路事業(yè)的快速發(fā)展中，鐵路運(yùn)輸已成為當(dāng)前比較關(guān)注的一個重要問題，在鐵路系統(tǒng)中應(yīng)用到很多先進(jìn)的高科技電子設(shè)備。鐵路系統(tǒng)面對的電磁環(huán)境比較復(fù)雜，而且覆蓋的范圍比較廣泛，其中很多精密設(shè)備儀器容易受到電磁信號的干擾，造成電纜的燒損，引起較大的危害，需要根據(jù)鐵路信號存在的情況，采取有效的措施對電磁干擾抑制。