城市轨道交通工程电磁兼容和电磁干扰问题研究

王忠君

摘 要 随着地铁普及，系统空间有限限制车站内强弱电系统机房布置，强弱电设备电磁兼容问题受到关注。城市轨道交通工程体系庞大，子系统交互复杂，内部变电站等对通信系统、子系统产生较强电磁干扰。地铁车站建设中考虑不同设备电磁干扰水平等因素，会对各强弱电系统设备采取分散独立布置，不能节约机电设备用房面积，不利于车站各方面管理。解决供电系统电磁兼容问题，可使电气设备能够和谐运行，是保证城轨交通安全的前提。

关键词 城市轨道交通工程;电磁兼容;电磁干扰

公交压力问题是目前我国经济社会发展中面临的重要难题，由于大中型城市化步伐加快，车辆数目急剧上涨与有限交通资源矛盾突出，发展轨道交通成为城市建设的理想选择。随着城轨的普及，城市交通空间有限性问题凸显，有限的环境资源限制强弱电系统机房布置，强弱电设备电磁兼容使得房间布置需要更多平面资源，得不到有效的解决会导致土地资源因规划不合理造成浪费，强弱电系统电磁兼容，使得设备工作受到干扰限制。轨道交通工程是强弱电复杂电磁环境，存在电磁干扰问题是涉及高低压设备运行安全及群众生命财产安全的问题，研究轨道交通工程电磁干扰具有重要现实意义。

1EMC与骚扰问题概述

国际电工委员会对EMC定义是电气设备在电磁环境中正常工作，不对设备，系统等产生不能承受电磁骚扰能力[1]。轨道交通处于复杂电磁环境中，应采取措施提高敏感设备抗干扰能力，确保电气设备安全可靠运行。EMC是在电磁环境中的电气设备与系统相互不影响，按照各自预期参数工作，不对其他事物产生有害电磁骚扰。

EMC包含电磁环境，电磁骚扰，无用信号等。电磁干扰可能引起系统性能下降。可能引起装置系统性能下降的现象称为电磁骚扰。电磁骚扰耦合到敏感设备通过传导耦合，感应耦合与辐射耦合系统。欧共体，CISPR标准规定不符合EMC设备产品不得进入欧洲市场。EMC主要研究找到电磁骚扰源，对易受电磁干扰敏感设备加强抗干扰能力，找到从干扰源受害设备路径，使其影响降到最小。

2供电系统EMC问题

供电系统EMC问题涉及多种强弱电设备，轨道交通是在电磁骚扰源环境中，自身是电磁敏感设备系统，如谐波等，电缆敷设等方面，具体包括谐波电流等。供电系统采用各种电力供电，电压容量较大，产生谐波电流是最大干扰源。

经投运实测数据表明，35kV牵引变电所电压畸变率最大4.82%，实测超出国家标准，供电系统应采用谐波治理。标准组合谐波干扰会更加严重，由于不平衡问题，不能完全消除干扰。19次以下谐波电流，经常产生谐波振放大现象。如何采取措施减小电流危害是必须注意的问题[2]。

直流牵引网采用正极送电接触网，大部分电流回流到变电所，要从走行轨道结构中泄漏电流。走行轨道对地电位低，传导耦合电磁骚扰少。应注意走行轨道对地点位是第二个地。土建钢结构过渡电阻为0.37Ω，走行轨道对地点位按规定不超过90V，确保安全交流电压≤50V，应设置钢轨电位点支保护器，含走行軌道地对大地电压测量地短接开关合闸，过交流电压测量整定值建议按剩余电流保护要求。

3轨道交通供电系统ECM防范措施

减少电磁骚扰可以通过金属屏蔽与电缆敷设进行。屏蔽加接地是消除骚扰的唯一途径，采用金属全屏蔽站台门，对供电系统设备采取屏蔽措施，使设备电磁骚扰不向外传播。

供电系统设备外壳应采用封闭式铠装柜体，通风孔采用金属网覆盖，防止电磁骚扰传播。内部电力采用屏蔽线缆，所有外部电力采用屏蔽线，但不进行接地。加大电缆间距，强弱电缆分侧敷设，高压电缆在列车左侧，高低压电缆分层敷设。

提高设备抗干扰能力措施包括防雷，防止操作电压措施，雷电对供电系统敏感设备，采取防雷措施。直接雷击可以雷击空中地下任何物体，感应雷应进行等电位连接。空旷地面地区设避雷线，牵引变电所110kV直流母线上，控制系统电源进线装低压电涌保护器。操作电压对供电设备伤害较多。计算操作过电压，154kV内部过电压为3.5倍。最危险的常见损坏实例内部过电压类型是开端空载电动电压机，线性谐振过电压。

D类内部过电压是高频震荡，个别情况超过5倍，采用避雷器防护。中压供电系统采用电阻接地系统，中性点采用中电流小电阻接地系统，可降低振荡过电压倍数。采用电阻接地是防止过电压损失根本措施。对安装大容量电容器设备的FC滤波间隔，应四周设金属网封闭，防止电流冲击产生电磁骚扰，使IC电子控制系统正常工作。

4结束语

电磁兼容是轨道交通设计的重要工作，贯穿于轨道交通设计施工全过程，由于电磁兼容针对电气设备，抗电磁干扰设计是工程中重要的环节。业主订购产品时应充分考虑轨道交通运行环境，考虑系统电磁兼容性能，合理安排电气设备布局，全面考虑设备系统抗电磁干扰设计，才能保证轨道交通安全可靠运行。

参考文献

[1] 孙剑光，李可，刘志廉，等.城市轨道交通工程电磁兼容与电磁干扰问题的分析与探讨[J].现代建筑电气，2014，（S1）：8-12.

[2] 林彦凯.城市轨道交通系统电磁兼容设计[J].建筑电气，2007，（10）： 22-25.