摘要：普速铁路信号系统安全稳定运行，是列车安全、整点运行的重要保障，对铁路运输起着重要作用。根据相关研究发现，目前铁路沿线受强电磁干扰问题已越来越严重，随着铁路信号系统的高度智能化、高度电子集成化，信号设备时常因电磁干扰受到损坏，强电磁干扰对普速铁路信号系统稳定运行的影响也日趋显著，导致信号系统工作状态异常，从而极大地威胁到铁路运营的安全。本文主要阐述了强电磁干扰对铁路信号系统影响的主要因素，以及相应的解决措施。
关键词：铁路信号系统；强电磁干扰；铁路安全
引言
铁路信号系统安全稳定运行是保障运输重要环节。一旦发生了铁路安全事故，不但会给铁路部门带来了难以承受的经济损失，还会对乘客的生命安全造成严重威胁。综合以往的案例分析，相当一部分因铁路信号系统故障引起的铁路事故通常是由外部的一些因素引发的，如雷、电干扰，牵引供电干扰，机车信号电子设备间的相互干扰等。都会对铁路信号系统形成一定程度的干扰和影响。目前我国铁路运行速度提升明显，强电磁干扰对于高速运行的列车存在着极大的安全隐患。所以，如何解决强电磁干扰，对铁路信号系统的影响并进一步大幅度消除强电磁对铁路信号系统的干扰就显得尤为重要。
1强电磁干扰类型
1.1牵引供电系统的干扰
（1）牵引传导性干扰。牵引传导性干扰是由于牵引供电系统本身的牵引电流的异常变化而引起的，并且是产生强电磁干扰的主要因素。牵引电流通过铁路轨道与信号设备相关联，然而因为导轨的电阻非常大，而且变压器线圈较少、接地设施不完善等多种原因，造成部分导轨中的电流值出现异常变化，引起电流的突变。而且也是由于出现了突变的电流通过，所以变压器的两极将出现感应电动势，并且感应值的大小因具体情况而变，通常是根据轨道之间的电流差确定的。如果该感应电动势值到达一定临界值时，钢轨的继电器会出现误动作等异常状况，从而威胁到列车的安全稳定运行。
（2）牵引电磁干扰。由于铁路线路属于高负荷运行的有轨线路，铁路线路附近总会出现大量的电磁信号，在铁路信号电缆中也不可避免地会产生感应电动势，该电动势极有可能会造成信号继电器等设备的误动作而对信号的传递造成严重干扰，甚至造成列车运行事故。如果感应电动势太大，则会使电缆线路的绝缘外皮破损而失去绝缘效果，严重威胁列车的运行安全。所以，针对信号线缆的敷设需要处理好其接地措施，以防止产生电磁干扰的问题。同时有必要根据规范要求和实际情况确定接地方式。
1.2雷电电磁干扰
大气由于气象原因而产生放电效应从而产生了雷电现象，并且当两种带有正负电荷电荷的雷云相互靠近时，会发生剧烈的电荷碰撞从而产生放电现象。云层对地面产生的放电现象产生雷击，该雷击对与铁路信号系统的干扰较为明显。一般常见的雷击方式有直击雷和感应雷两种。当放电直接传导到铁路信号设备时为直击雷，其对信号设备的干扰非常大，通常会造成人员伤亡和系统的严重破坏。由于车站的铁路信号设备通常集中在信号机房附近，因此安装避雷器、下引线等接地措施都能够显著地避免直击雷的危害。在铁路设备的防雷设计中，信号机房通常会采用法拉第笼的措施来防止直击雷的破坏。也就是说，将信号机房中的所有钢筋都焊接在一起，从而达到等电位连接的目的，使整个建筑能够实现电气连接，这样能够显著避免直击雷的破坏。
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虽然雷击过程虽没有直接对铁路信号设备造成损害，然而，在其放电过程中会产生强烈磁场变化的现象，称为感应雷，感应雷能够导致周围金属物内出现剧烈的电磁脉冲，并在导体内不断传导，从而对电子元器件造成严重破坏，由于铁路信号系统电子集成度越来越高，铁路信号系统相关设备受感应雷电形成的磁脉冲影响而发生故障的现象尤为突出。
1.3贯通地线的干扰
贯通地线的接地性能应良好，接续处应采取可靠工艺接续确保导通性能良好。贯通接地线接地性能不好的情况下，铁路信号电缆会产生较大的感应电流，导致铁路信号电缆中的感应电动势大幅增加。贯通接地线接地正常的情况下，信号电缆线中的感应电动势不超过规格允许值。但是贯通地线时常会因各种原因出现断线问题，势必造成信号电缆的感应电动势超出允许值从而影响信号电路的正常工作对行车安全造成威胁。
2强电磁干扰解决措施
（1）牵引供电系统干扰解决措施
全路普遍使用的25HZ轨道电路中，可通过增大轨道电路中扼流变压器的功率，或提高扼流变压器铁芯的饱和电流强度等方法来有效遏制牵引供电系统对铁路信号系统25HZ轨道电路的干扰。另外，可以在扼流变压器的次级线圈上增加抗干扰线圈和安装相应功率的适配器以降低受牵引供电系统干扰的情况。对于ZPW-2000轨道电路来说，还可通过设计LC振荡电路产生的并联谐振和增强信号来有效降低牵引供电系统对轨道电路的干扰。该轨道电路通过使用空心线圈对牵引电流产生非常小的阻抗，呈现出断路状态，从而有效地发挥其平衡电流的功能。因为牵引供电系统的牵引电流除50Hz的基波之外还具有各种奇次和偶次谐波。因此，对于ZPW-2000轨道电路的设计，选择高载频的偶次谐波，以减小牵引电流对ZPW-2000轨道电路的干扰。
（2）雷电电磁信号干扰解决措施
为尽可能地大幅度降低直击雷和感应雷的电磁干扰，在信号机房建设时应采取一系列成熟的防雷击措施，但需要根据当地的实际情况合理地采用传统的避雷针防雷方法，不能够随意在机房的屋顶安装避雷针，若避雷针的安装不规范，则无法防止雷击，并且增加被雷击的可能性。信号机房的楼顶安装防雷网、避雷带及接闪器时，须依据规范要求，防雷网的敷设单元应小于3m*3m。另外，在外壁需要均匀垂直铺设3-5根引下线，并与其余电路保持六米以上的间距，同时也需要集成连接接地装置。并采用法拉第笼的方式对信号机房内的各类信号设备进行有效的电磁屏蔽保护。
室外的信号设备需要合理地安装在接地的铁磁材料箱内，接地的铁磁材料箱需要起到屏蔽衰减空间电磁场的作用。并在其外部设有独立的接地装置。将浪涌保护器安装到信号设备的端口上，这样能够使线路中的雷击电压显著减小，不致设备发生损坏。同时为达到纵向防雷的目的，需要对电源设备安装相匹配的防护电源的浪涌保护器。信号机房也需要设置接地汇集线，水平放置在信号楼的电源室、操作室、机电室、电脑机房内，特别注意要防止产生闭环效应。
（3）贯通地线信号干扰解决措施
为了降低贯通地线及信号电缆中感应电动势的干扰，贯通地线的使用应注意采用新型的环保材料作为贯通地线的外层材料，通过提高贯通地线的接地性能，从而大幅度增强贯通地线导电能力。当同步敷设信号电缆和贯通地线时，需要根据规范要求将两者隔开一定距离，并采用填砂防护的方法使两者隔离，电缆槽通常采用绝缘材料。为防止信号电缆的绝缘层发生损坏，需要重视智能信号监测系统的应用，定期对电缆绝缘指标进行全面检测，确保贯通地线接地良好，信号电缆的绝缘性能、全程电阻等各项性能符合运行需求。
3结语
综上所述，铁路信号系统的安全稳定是确保铁路系统安全高效运行的重要保障。一旦出现铁路安全事故，将会对铁路系统甚至整个社会带来心灵上和经济上的双重打击。通过本文的研究可以了解，较多的由于铁路信号系统产生的事故都是由外部原因引起的，有各种因素会对铁路信号系统产生干扰，主要变现为牵引供电系统、雷击和贯通地线等方面的干扰。目前我国铁路运营的规模和效率日益提升，所以需要严格地对待铁路信号系统中的强电磁干扰问题，更进一步加强该领域的研究和实践，尽快完善更加稳定可靠的铁路信号系统，确保铁路系统安全高效运行。
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论文作者:李慧忠
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/24
标签：信号论文; 干扰论文; 铁路信号论文; 地线论文; 电动势论文; 电磁干扰论文; 系统论文; 《防护工程》2019年第3期论文;