摘要:因为电气化铁道的接触网属于不对称的供电系统,因此,在设备运行的过程中,接触网的电压以及电流都会对其造成较大的干扰,特别是在动态的检测工作当中,检测设备以及线路承受的考验与接触网高速运行的电力机车设备的考验要更大。在接触网的动态检测当中,电磁兼容这一技术有着非常重要的作用。本文就分析看了电气化铁道接触网检测系统的电磁兼容。
关键词:电气化;铁道接触网;检测系统;重要作用
1 电磁兼容的概念
装置以及设备不会受到同一电磁环境中其他装置以及设备发射的电磁的影响,其性能不会出现任何的变化的就是指的是电磁兼容性。同时在同一电磁环境下的其他装置以及设备也不会出现受到其他电磁发射的影响而导致其性能降低的情况。总之就是在共同的电磁环境中装置以及设备能够实现共存。通常情况下,系统间的电磁兼容以及系统内部的电磁兼容是电磁兼容性的两大种类。
通常我们所说的电磁骚扰主要指的是任何能够导致装置以及设备的性能降低,并且对各种有无生命的物质都产生损害的一种电磁现象。而电磁干扰则主要是指因为电磁骚扰而导致设备以及装置的性能降低,当干扰从源耦合进入接收机之后干扰到接收机的正常工作。电磁噪声就具体指的是在传送不明显信息的时候出现变电磁现象,出现于不明显信息便于有用信号叠加的现象。
在进行接触网设计过程中,电磁兼容问题是其重点。电磁兼容性直接的关系着检测系统的稳定性以及可靠性。
2 动态检测中的干扰源
2.1 电气干扰源
(1)电力机车。主要是指空气压缩机、主变压器、通风机以及牵引电机等。由于电机是电感性设备,在进行操作的过程中非常容易产生瞬间的电压干扰。
(2)接触网。接触网的电干扰主要是对测量系统造成辐射以及传导干扰,这是因为接触网周围的低频电场和磁场的干扰,还有就是弓网间的火花也会造成干扰。
2.2 噪声的传导耦合
通常可将传导耦合分为四种,即公共抗阻耦合、漏电流耦合、电感性耦合以及电容型耦合。
2.3 差模干扰与共模干扰
(1)差模干扰。差模干扰主要影响的是测量的结果,这主要是由于其干扰信号与游泳的信号叠加在了一起,并且直接的作用于输入端。差模干扰是使检测表的一个信号输入端相对于另一个信号的输入端的电位差产生较大的变化。
(2)共模干扰。其干扰作用主要是针对于公共的电位基点进行的,并且其干扰现象同时出现在检测仪的两个输入端上。共模干扰通常不会对测量的结果造成影响,但若是信号输入的电路参数出现错误就会造成差模干扰,从而影响检测结果。
3 检测系统的电磁兼容方法和抗干扰措施
3.1 采取接地措施
3.1.1 信号接地
进行信号接地主要是为了为信号电压提供一个有效的零电位参考点。通常情况下,独立接地线并联一点接地、独立接地线并联多点接地以及共有接地线一点接地等三种方式使信号地线的主要接地方式。信号接地系统的高侧压部分是安装在受电弓上的,这一部分采用的接地方式主要是独立地线并联一点接地。这种接地方式能够是电路的地电位至于本次电路的地电流以及底线阻抗有直接关系,不会受到其他的电路影响。
3.1.2 工业控制计算机的接地
高速行驶的列车是实时检测计算机系统的工作环境,因此其在运行的过程中非常的容易受到干扰,提高工控机的抗干扰性能就先飞尤为重要。在应用工控机的过程中需要对其接地进行充分的考虑。在计算机输入系统当中包含着各种模拟量、数字量、物理量以及采样传感器等装置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆传感器输出的信号较为微弱,并且为传输时间也相对较长,因此在选择接地方式的时候最好是选择一点接地的方式,从而避免由于接地偏差出现干扰影响。
3.1.3 电缆接地
在连接屏蔽电缆的一端与端子板以及另一电缆端头时,屏蔽层有一段芯线被暴露在屏蔽层外面,并且其编织网还被集中扭在一侧,导致屏蔽的效果不太理想。针对这一情况采取屏蔽电缆接头以及外包铝箔纸是非常有效的方式。
3.2 增加滤波措施
由于放大电路以及测量环境的电磁干扰等方面的影响,传感器信号方法之后通常都含有噪声信号,尤其是在进行接触网参数的测量过程中。在检测接触网参数时,测量信号会被噪声信号覆盖。因此在进行测量过程中需要采取加滤波来抑制其他的信号。但是接触网的信号属于低频信号,主要的干扰是高频信号,针对这一情况就要在限号处理器中设置有源低通以及无源滤波器。
3.3 电磁屏蔽
在受电弓的运行中,拉弧现象不断的发生,传感器也受到了强烈的辐射电磁干扰,针对这一问题,就要使用电磁屏蔽来消除干扰。电磁屏蔽首先需要用特殊的良导电金属网将传感器包起来,并将其与传输屏蔽线进行连接,也可以将信号条例电路放在屏蔽良好的金属盒当中。在选择屏蔽材料的时候要选择铝合金,保证电磁场的屏蔽效果。
3.4 其它抗干扰措施
3.4.1 限幅
在检测系统信号处理电路的入口设计峰值限幅电路,限制幅度很大的脉冲干扰信号,同时可以防止放大电路过载,避免损坏元件。
3.4.2 采用光纤传输信号
光通讯是解决高低压隔离和信号传输非常理想的途径,它具有频率特性好、容量大、衰耗小、寿命长、速度快、可靠性高以及抗干扰能力强等特点。
3.4.3 开关电源的干扰抑制
要想抑制开关电源的干扰,主要可以从以下几点进行:
(1)将散热片之间的耦合电容以及开关的管集电极进行合理的减少。
(2)我了避免开关电源的差模以及共模早盘生会传递到电源线当中而导致电网其他设备受到影响,就要将差模以及共模滤波器插入到交流电源线的输入端当中,这种方式还能够有效的抑制电网噪声。
(3)将抗共模噪声的铁氧体磁环加入到直流输出端当中。
3.4.4 检测线路的干扰抑制
牵引往在电力机车通过的时候会产生电流,周围也就会形成电磁场,从而干扰到周围的传输线。因此就需要在编码、信号传输、频率选择以及布线的方面对受干扰的检测线路进行特别的设计,以此来降低接触网对受扰检测线路的干扰和影响,提高线路的抗干扰能力。传感器在接触压力检测工作当中,其电压值非常容易受到影响,但是频率信号的抗干扰能力较强,因此在设计的时候需要设置一个压频转换器将检测的压力信号转换成为频率信号,保证信号的真实性以及准确性。在线路当中产生的噪音,其干扰主要是通过信号电缆以及印制板向外辐射的,要想抑制这种噪声就要将铁氧体材料的共态扼流圈接入到信号电缆当中,但是通常情况下,就算是使用屏蔽电缆,大地与电缆之间也还是会产生噪声电压。针对这一情况,采用铁氧体磁环能够有效的降低电缆的天线效应,从而提高线路信号的传输。
4 结束语
综上,随着电气化铁路的不断发展,新的技术以及新的方法广泛的应用于接触网的数据监测工作中,并且不断的总结经验,不断的提高检测系统的性能以及结果精准度。
参考文献:
[1]范季陶.张晨.电气化铁道电磁影响问题的研究[C].全国电磁兼容学术会议论文集.2006.
[2]刘博涛.关于电气化铁道接触网检测系统的电磁兼容的探究[J].科学导报,2016(10).
论文作者:唐阳
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/8
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