电磁干扰对铁路信号的影响探究

熊声海

摘要：近些年我国铁路行业发展较快，高铁等铁路运输形式已经成为当下人们中长途出行的主要交通工具，因此对于铁路系统的安全性以及工作可靠性要求极高。铁路信号作为整个铁路系统重要组成部分，其可靠性受到多方面因素影响。此次首先就牵引供电系统中存在的电磁干扰影响铁路信号的方式进行分析。随后详细阐述该牵引供电系统对于铁路信号系统的主要干扰形式，并针对性提出相关应对措施。

关键词：电磁干扰；铁路信号；应对措施

随着现代化铁路技术的发展，铁路信号技术也得到了较快发展。基于计算机联锁系统以及区间无绝缘移频自动闭塞系统是常用的铁路牵引供电系统，而实际该两个系统极易受到各种牵引供电系统的干扰，最终对设备的正常运行等造成影响。故此次就不同角度展开分析，探讨干扰信号影响铁路系统的方式以及形式，并针对性提出相关应对措施，保障铁路信号设备的可靠、稳定运行。

1.牵引供电系统电磁干扰影响途径分析

通常所说的电磁干扰其实质为一种常见电磁现象，其可以造成设备以及相关系统等工况性能大大降低，辐射干扰以及传导干扰是电磁干扰的两种主要形式。辐射干扰主要是将干扰源基于空间来对电网络产生干扰，而传导干扰的形式则主要是基于导电介质从而对电网络产生干扰。此外，对于辐射干扰而言，辐射途径主要为基于辐射介质，利用电磁波的形式来进行传播，参照电磁场的传播规律等使得相关干扰信号可以在空间内进行发射，从而对电子设备等造成辐射干扰；牵引电流会对整个车组带来电磁噪声，相关干扰信号传播至车组内部相关电子元件以及一些信号设备等并产生影响。而基于传导干扰时，干扰信号传导路径主要基于敏感器件、导电构件以及电容、电阻等元器件，干扰信号基于连接电路从而对敏感器件产生影响，最终降低其工况性能。如下图所示，图中1表示为牵引变电所、2 表示为接触网、3表示为机车、4代表钢轨、5表示为信号电缆，I表示为接触网电流，E表示为感应纵电动势。

由上图可以看出，电流会在信号电缆上产生一感应纵电动势，尤其当接触网线路发生故障时，位于信号电缆的金属护套上通常会产生较强的感应纵电动势，继而击穿绝缘介质，并时间产生大量热量，进一步融化介质层，从而造成线缆短路等情况。严重甚至可能造成室内烧毁。

2.常见电磁干扰形式分析

2.1电流回流所造成的传导性干扰

通常对于铁路信号系统而言，其主要依托扼流变压器实现与钢轨之间的链接，基于理想情况下通过钢轨的牵引电流往往会先后经过两个扼流变压器的上下部线圈，随后流入钢轨中。如若扼流变压器上下部线圈匝数一致，则相对应的会出现大小相同但方向相反的磁通量，由于牵引电流产生实际总的磁通量为0，对于信号线圈而言往往不会因此产生感动势，对于一些信号好设备而言也不会受到该牵引电流影响。而实际环境下，牵引电流流经两个钢轨时的大小并不一致，因此线圈内总的磁通量也不为0，相对应的在信号线圈内会产生感应电动势，不平衡的电流最终会对信号设备造成干扰影响。同时，不平衡的牵引电流也是当前导致故障以及电子元件损坏的主要原因，因此当前对于该牵引电流不平衡系数进行明确规定，其值不得低于5%，否则会对整个信号系统产生干扰。除此之外，因为工程相关措施不合理，包括重载、双机牵引以及列车提速等，会造成扼流变压器以及线缆等的过载发热损毁，电路熔断器熔断与箱盒引接线断开，最终对整个铁路信号系统可靠性产生影响，而这也是常见的电流回流所造成的传导性干扰。

2.2辐射以及电磁感应干扰

包括闭塞电子设备的干扰、信号输送通道连锁计算机系统的干扰等均是铁路信号系统辐射以及电磁干扰形式。基于基础网而造成的电磁场通过辐射等形式会在信息输送的途径上产生相关感应电动势，进而产生一系列噪声，影响正常信号的传输。与此同时，牵引电流等骤变，会使相关相位发生变化，脉冲噪声、信号终端等突变影响，最终影响输出的信息。

3.抗干扰技术分析

3.1基于信号系统抑制干扰信号

实际在设计列车信号系统过程中，应当对相关器材信号、电磁兼容性效果以及角度等进行综合分析。首先，选用抗干扰性更强的设备元器件等对于提高整个信号系统的抗干扰性意义重大，例如在扼流变压器的选择上选用BES新型的扼流变压器可以很好的对电流进行缓冲，从而大大削弱潜在不平衡电流带来的干扰。该新型扼流变压器的适配器为一种较为高效的滤波器装置，可以对大部分的干扰因素进行有效过滤，包括对信号系统中电磁的干扰因素削弱。此外，在对角度进行设计分析时，应当将电气化干扰纳入考量范畴，例如扼流线圈的容量、轨道的长度以及信号点位置部署等。最后，针对电磁兼容性方面，务必确保所选用的设备元器件互相之间、电子线路设计以及电子系统等不会彼此产生影响，此外在电磁角度方面又有一定的相容性效果。

3.2基于牵引供电系统削弱干扰信号

基于该方案在削弱干扰信号时，对于牵引供电的设备应当进行充分甄别择取。首先可以在列车内部搭载滤波设备以及电容补偿装置，并对机车类型等进行充分合理选择，为了进一步规避谐波信号等的影响，可以将相关电容补偿装置安装于变电所内，在线路供电形式选择上则尽量以AT、BT以及同轴电缆来供电，从而提高整个回路的对称性效果。此外，对于牵引供电设备工程措施选择上，实际如若选择直流供电形式，则应当假设一定的架空回流线，并在该架空回流线与接触网线的互相影响下，回路的对称性得到进一步提高，相当一部分回流电流得以回流至变电所内。而基于另一方面，对于具有轨道电路的区域，应当严格禁止钢轨和吸上线、接地线以及横向线路等之间的连接接触，而应当预先和空心线圈中点以及扼流变压器的中心端子相连接。

4.结束语

随着高铁技术的推广应用，铁路运输的安全性逐渐受到社会大众关注。而对于铁路信号电磁干扰等问题则一直以来是电路建设以及维护的重要内容，唯有确保相关信号传输系统的可靠与稳定，才能进一步提高铁路系统的正常运行。此次就当前铁路信号系统电磁干扰相关问题进行探讨，并针对性提出相关应对措施。此外，对于铁路系统技术人员而言，应当就造成信号干扰因素进行深入分析与研究，从而探讨更为有效的应对措施，为我国铁路运输事业做出贡献。

参考文献

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