中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头电务段 内蒙古包头 014040
摘要：对于铁路电力系统，既要考虑远动系统运行的安全可靠，又要不断提升铁路信息系统的电磁兼容性，只有这样才能实现铁路运行过程中信号的稳定和独立。高速铁路信号系统中的电磁干扰情况是铁路系统建设和维护中的重要问题，只有保证可靠稳定的信号传输系统才能确保铁路系统的正常运行。本文对高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术研究进行了探讨。
关键词：高速铁路；信号系统；抗电磁干扰技术；措施
在社会经济发展的背景下，高铁成了人们喜爱的交通出行方式，其在我国交通体系中的占比呈逐年增加的趋势。由于高速铁路信号系统中的敏感设备较多，故容易受到电磁信号的干扰，如果不进行控制和解决，就会威胁高铁列车的安全运行。由此可见，研究抗电磁干扰技术，具有非常重要的现实意义。
1现阶段高速铁路信号系统中存在的电磁干扰类型
1.1雷电电磁干扰
（1）感应雷。感应雷没有直接作用在被保护物上，但是剧烈放电产生的强电磁场在线路或其他导体回路产生了强大的电磁脉冲信号，会直接造成回路中信号设备的损坏。尤其由于铁路系统覆盖范围广，相当一部分设备直接暴露在外部环境中，一旦导体发生过电流，就会有强大的感应电动势在与其相连的信号设备中产生，导致人员伤亡和设备损坏。为了应对感应雷的破坏我们通常采用更换耐压强的设备或者在设备附近采用增加避雷线等措施。
（2）直击雷。直击雷通常直接对被保护物放电，其破坏性巨大，危害性极大，很容易造成信息系统电子设备的损坏。避雷针在一定程度上可以减小雷击的损害，但为了更好的对系统进行保护，往往使建筑形成法拉第笼结构，即令建筑结构中的梁、板、柱以及钢筋等建筑中的所有钢结构焊成一体，形成等电位连接。利用建筑内部的钢筋作为避雷器引下线，直接将雷击引入大地。
1.2电气化牵引供电系统干扰
（1）牵引电磁干扰。由于铁路沿线高负荷线路的电磁影响，信号电缆中会产生感应电压，对信号电缆中的信号传输造成影响，甚至有时可能导致信号电缆绝缘击穿，影响列车的安全运营。应用带屏蔽层的信号电缆并对屏蔽层接地，是解决信号电缆电磁干扰的有效措施。而接地又分为单端接地和双端接地，接地方式的不同对系统有着不同的影响。
（2）牵引传导性干扰。牵引传导性干扰是铁路轨道电气回路的主要干扰方式，其主要是由牵引电流不平衡造成的。在我国铁路信号系统中，列车的占用状况都是通过轨道电路检测的，因此列车的牵引回流和轨道电路共用相同的载体。铁路信号系统的信号设备往往经过扼流变压器连到钢轨上。理想状态下，与两个钢轨分别相连的扼流变压器两个线圈匝数相等，牵引电流产生的磁通量方向相反，大小相等，总磁通量为零，牵引电流对信号设备不造成影响。但是由于钢轨本身阻抗大小、对地泄漏以及扼流变压器线圈对称度的影响，造成两条轨道上的牵引电流不平衡，从而产生不平衡电压，造成轨道电子设备损坏或信号失真。通常牵引电流不平衡系数要保持在5%以下。
（3）接地电位上升的影响。由于贯通地线和大地之间漏电导的存在，导致当地线中的电流漏入大地时会造成附近大地的电位升高，从而造成对应位置的电缆接地电位升高。当短路发生时往往会造成信号设备烧毁或者电气设备逻辑输出混乱，对信号系统的正常运行造成严重影响。
2高速铁路信号系统中的抗电磁干扰技术措施
2.1故障排查与处理
高速铁路信号系统受到电磁波干扰时，必须要对信号的产生进行深入研究，对电磁波的干扰源进行全面分析，找到干扰设备的原因，从而使电磁干扰故障的处理工作掌握有效的理论基础。然而，电磁干扰的现象囊括的内容较多，因此在开展作业的过程中必须要利用专业化和现代化的仪器设备对电磁干扰进行测量，再确保测量结果准确性之后，利用专业人员进行理论分析和实践，立足于我国高速铁路发展的实际情况和特点。
在开展干扰源定位的工作中，必须要引起高度重视，不仅要对干扰的传输耦合途径进行综合分析，还有必要有效地研究干扰源的传输方式。最后，工作人员必须要对电磁骚扰源的定位的精准度进行把控，利用实测手段对传输途径的工作进行二次排查，从而有效地解决了电磁干扰的故障问题。
2.2电磁信号的补偿设计
有必要使用无功补偿技术，根据实际情况有效控制电磁信号。该装置是一个集成的电磁干扰控制和动态无功补偿装置，由3个MvarFC和3M的SVG组成，无源滤波器和有源滤波器结合在一起。不仅可以有效抑制外部电磁信号的干扰，还可以聚合已经分散的铁路电磁信号，从而可以准确地完成传输信号。最后，相应地，提高了牵引供电系统的功率因数。在运行功率因数＞0.95的时候，保证了系统的安全稳定运行。
2.3建筑物自然屏蔽
在大多数的建筑物当中，电气都会和金属构件形成连接，从而使建筑物的初级屏蔽网的应用效果可以达到标准。为了形成柱与墙之间的电气系统，必须在建筑物的屏蔽过程中有效地使用法拉第电磁屏蔽笼，以提高建筑物系统的稳定性，对高速铁路信号系统的干扰构成了约束。
2.4电源线屏蔽
在实际应用过程中，必须使用金属屏蔽电缆保证机房的所有电源线和信号线。利用钢管对其进行有效屏蔽，从而使接地的工作可以顺利开展。为了保障抗干扰的工作，应当在两端和防雷区界面进行抗干扰处理，从而保障屏蔽电线的实际应用效果。需要注意的是，如果低频电磁干扰的现象较为严重，那么必须要在金属管内进行屏蔽电线的安装工作，以降低可能会带来的不利影响。
2.5设备的屏蔽
用于高速铁路的数据处理仪器和微电子设备将限制电磁脉冲的干扰。在此基础上,必须关闭连续金属层并将电源线和信号线连接到器件。采用屏蔽电缆和穿孔金属管进行有效的屏蔽，从而保障电气接触的科学性，利用完整的屏蔽体系对高速铁路信号系统的干扰进行有效把控。最后，要特别注意的是，为了对暂态过电压进行有效的防护工作，必须要将压敏电阻运用在电线源经过电子仪器的过程中，因此，组件可以与设备的屏蔽系统集成，以保证高速铁路信号系统的抗干扰能力。鉴于我国屏蔽系统的发展现状，一般会使用二极管和仪器进行相互连接，以使对干扰的抑制作用发挥最大价值。
2.6敏感设备分析
不仅需要分析受干扰信号系统的电磁干扰程度，还需要构建免疫模型，以有效研究受干扰信号系统的干扰程度。然后掌握信号系统故障的原因，为高速铁路信号系统的故障排查工作提供有效理论基础。
2.7滤波技术
主要是指通过滤波器发挥抑制频率传输的方式产生抗电磁干扰的作用，滤波器属于频率选择性二端口网络，滤波器最为重要的特性参数为插入损耗，用于决定各种频率通过滤波器的衰减程度，分类过程选择插入损耗值进行分类，滤波器主要包括带阻滤波器、低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等类型，且用于电磁干扰部位的大多为低通滤波器。
总之，抗电磁干扰技术的运用效果会对其整体工作有着至关重要的影响。基于此，高速铁路有关部门必须高度重视，加强抗干扰的实际应用效果，才能保障高速铁路的整体质量。
参考文献
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