高铁电力远动终端抗干扰的施工技术研究分析

中铁十二局集团电气化工程有限公司 黄光辉

高铁电力远动终端抗干扰的施工技术研究分析

中铁十二局集团电气化工程有限公司 黄光辉

随着经济不断发展，科学技术水平提高，电子产品广泛的应用到人们生活中的方方面面，人们对于电力的需求增加，传统的供电系统已不能满足人们的需要。在高速铁路中电力远动终端抗干扰系统可有效解决高铁中的用电需求，提升电力线路改造。高铁电力远动终端抗干扰系统可以对各种因素的干扰进行防御，提升电力系统的远动系统，促进高铁稳定运转。

高铁；电力远动；终端抗干扰；施工技术；研究分析

我国在经济实力提升的同时，对铁路工程建设也越来越重视，通过铁路交通运输服务的不断完善，才能更好的促进我国的经济发展和科技进步。在高速铁路工程建设中，铁路的供电系统的作用突出，对铁路的运输和发展发挥重要的意义。但传统的铁路供电系统已经不能满足人们日益增长的用电需求，也不能满足高铁运输发展的需要。我国采用现代化先进的计算机自动化及通信技术，对电力供电及牵引供电系统进行监控，发现在铁路运输途中，有各种因素对铁路的供电系统和电力远动系统进行干扰，阻碍了铁路运输发展。电力远动监控系统的主要依据是远动终端的抗干扰系统，使监控具有一定的可靠性。

1.高铁电力远动终端抗干扰系统的组成

1.1 车站监控系统

车站监控系统主要是由高低压监控系统共同组成，其中低压监控系统主要对车站变压器输出的电压及电流进行监控，包括检测输出的电压值和具体输出的电流值，对于输出电流的故障录波，对低压配电盘中的低压断路器进行有效控制[1]。而高压监控系统主要对车站变压器具体输入的电压和实际输入的电流进行监控，包含有检测输入的电压值和具体输入的电流值，以及线路上高压断路器进行控制。

1.2 配电监控系统

配电监控系统主要对高铁的变电所和配电所中的直流电源以及高压设备进行监控，一般采用两种方式对其实施监控。第一，变电所或配电所中高压设备的二次保护安装主要采用微机保护装置，对于高压设备采用微机控制，监控操作人员根据微机装置对高压设备具体电压的整定值进行保护。第二，变电所或配电所中高压设备的安装方式根据二次保护装置或传统继电器的保护装置进行安装，并安装相应的微机监测装置，给远动系统提供数据接口，但对微机的控制能力较低，难以使电力系统发挥其作用。

1.3 通讯通道

通讯通道的作用主要是将车站监控系统和变电所或配电所收集的信息传送到调度中心，调度中心向车站监控系统及变电所或配电所下达遥控指令，主要是发挥传输作用。在铁路内部一般会通过公网来进行通讯，通讯设备一般选用调制解调器，运营成本较低，但调制解调器的通讯速度较慢，难以满足铁路部门通讯需求。

1.4 调度中心

调度中心是通过通讯通道，将车站监控系统及变电所或配电所所收集的大量信息进行存储，对收集的信息中包含的数据进行分析和处理，并保存留档。铁路局的工作人员及水电站调度人员通过调度中心对车站的监控系统及变电所或配电所的现场设备进行远程操控。

2.高铁电力远动终端抗干扰系统的重要意义

高铁供电系统的供电环境较为恶劣，在运行中存在诸多干扰因素，使电力系统受到干扰，电流处于及其不稳定的状态。高铁电力远动系统的插件主要是由电子元器件组成，对于雷电导致的感应过电压和抗雷电的能力十分有限，容易受雷电感应过电压的干扰，使远动系统发出错误的指示信号，导致电子元器件遭受损失，远动终端的抗干扰功能也会对远动系统中信号干扰发出错误的操作，对高铁的正常运行造成影响，严重会导致事故的发生[2]。因此对于高铁电力远动设备进行防护，对电力远动终端系统的干扰原因进行深入的分析，能有效降低雷电造成的冲击，提升远动终端的抗干扰性能，确保远动监控系统的正常运转，可靠性提高，减少安全隐患的发生。

3.高铁电力远动终端抗干扰系统的施工技术

3.1 监控屏蔽技术

高铁电力远动监控系统中的干扰因素除了电压干扰，还存在电力远动终端FTU，一般在贯通线和自闭线馈线中的配电终端，主要是接触网中电压负荷的变化和频繁的干扰，导致外部干扰无法有效消除，对屏蔽的要求较高。其中高压设备和远动终端系统的输入和输出模式，需要采用铠装电缆，将电缆钢铠两端接地，才能保障降低耦合感应的电压值[3]。其次，对于变电站或配电站，中继站所采用的电力设备应设置相应的屏蔽层和感应器，避免高频干扰元素对远动终端设备的干扰。最后，在远动终端系统中，输入端安装耐高压小电容，能有效抑制外部的高频干扰。

3.2 电力系统的接地设计技术

3.2.1 一次系统接地

一次系统接地设置主要是对雷电的防护。首先需要建立适合的接地系统，确保设备的安全运行，对断路器柜接地的位置增加接地极的数量、接地扁铁，以及相应的接地网络互接线，从而减小接地网中的瞬变电位差，提升二次设备的电磁兼容，有效降低远动终端的干扰。

3.2.2 二次系统接地

二次系统接地主要包括两个方面。第一，安全接地系统的设计。这种技术的设计主要是采用多铜线软线，具有良好的导电性和可靠性，可以与安全接地网及一次设备的接地系统共同使用，有效避免工作人员因绝缘损坏或设备绝缘件降低而导致的触电或漏电的危险，保障工作人员的安全。第二，对电子设备的控制系统给予明确的电力值，具有一定的保护作用。在运行终端有效防止换电流而形成的干扰，在高压柜和低压柜中一般选用的材料为钢筋板，其自身具备屏蔽系统，可以采用接地设计技术。

3.2.3 远动系统接地

远动系统主要是依据网络监控技术对其进行操作，电力远动终端系统主要采用FTU和RTU,即远动控制系统中变电所或配电所对远动监控设置的终端系统，是电力远动终端系统中的基本环节[4]。高铁车站中变电所或配电所对其实际运行状态进行模拟，对其进行监控的同时还将收集的模拟和状态量传输到远动调度中心。由于FTU、RTU以及微机电源地和数字地并没有与相应机壳进行相连，降低了电源线与设备机壳的分布电容，其抗干扰性能增强，能有效提高远动监控系统的可靠性和安全性。其次，在接地中应按照循环底线的分布原则，避免强信号和弱信号的同时出现，防止信号受外界环境的影响及噪音影响，在实际走线中安装必要的保护装置，避开数、地和模。

3.3 隔离技术

高铁电力远动终端系统中安装必要的隔离装置，增强其抗干扰性能，具体的隔离措施主要有以下几点：

（1）高铁电力远动终端中重要的组成部分为电源，电源对检测系统的可靠性具有直接影响，因此采用隔离变压器能有效防止电源的干扰。采用初级变压器和次级的寄生电容，所产生的耦合对电源的高频噪声采取隔离措施，对变压器的初级和次级中间采取屏蔽层进行隔离，有效降低电容的分布情况，增加抗共模干扰性能。

（2）电力远动监控系统主要是为了控制电力变压器的分接头断路器和负荷开关，实现开关量的输出。由于断路器和负荷开关都处于强电回路的表层，因此需要采取光电隔离技术来降低外界元素的干扰，其中包括电力远动终端中FTU和RTU所产生的干扰，能够有效防止电力监控系统的错误判断，确保信号的收集和采样具备准确性。

（3）FTU和RTU在具体电路板布线时，能有效对强信号及弱信号电缆进行隔离，使信号电缆和电力电缆有效隔开，防止互感反应的发生。当通信线路需要与电力电缆相交，或需要进出高铁的变电站或配电站时，应采用钢管对其进行敷设。

（4）由于光电耦合器对于输入阻抗较小，干扰源内阻较大，能有效避免发生相互干扰的现象。输入和输出回路的电容分布情况较小，绝缘电阻较大，因此在回路的一侧发生的干扰现象利用光电耦合器传到回路的另一侧的可能性较小，可以避免干扰元素从过程通道传输到主CPU中。

4.结语

综上所述，高铁电力远动终端抗干扰系统具备一定的安全性和可靠性，能有效保障高铁运输的正常运行。高铁在运行中供电系统所处的环境非常恶劣，其中存在较多的干扰因素，使电力系统在运行过程中受到干扰信号的影响出现不稳定的现象，从而导致错误的判断和操作，可能会出现严重的事故。高铁电力远动终端抗干扰施工技术能有效对行车中的干扰因素进行屏蔽和隔离，克服传统高铁远动终端系统中抗干扰性能较低的现象，保障高铁的安全运行。

[1]陈建中.高速铁路10kV电力远动终端抗干扰施工技术的探讨[J].科技创新导报,2010,04:86.

[2]张卫红,胡大良,周钢.铁路分散式电力远动终端的设计与应用[J].电气技术,2014,12:117-119.

[3]韩林.建立在局域网上全分布式电力远动终端的构成及其应用[J].福建电力与电工,1997,03:12-14.

[4]张涛.浅析铁路电力系统的特殊性以及抗干扰优化措施[J]. 科技与企业,2012,24:335.