摘要：铁路信号设备的功能通过多种电子产品来实现，而电子产品极易因外界的电磁信号而被干扰，使得信号设备受到影响，带来一定的安全隐患。基于此，围绕电磁干扰对铁路信号的影响进行探讨，阐述了铁路信号的重要性，从牵引供电系统、雷电电磁干扰以及贯通地线的影响等方面分析其具体的影响原因，并根据上述原因提出针对性措施，希望为相关工程提供参考。
关键词：电磁干扰; 铁路信号系统; 贯通地线;
由于铁路型号设备均为分散的布设于铁路沿线，较易被自然的雷雨天气所影响，当前国内对防雷的相关技术研究也在不断深入，铁路信号设备的防雷措施也备受重视。铁路信号设备的运行状况密切影响着铁路的安全运输，因此研究外界电磁对铁路信号的影响，具有一定的现实意义。
1 铁路信号的重要性
铁路信号设备的正常运行是保证铁路系统整体运行稳定性的基础。如今科学技术在不断提升，在铁路系统中加入了愈来愈多的精密仪器，但还会有不同的铁路安全事故发生。而导致铁路安全事故发生的大多为外部因素，如自然天气雷雨天气的雷电；此外铁路中的用电设备之间也会有电磁的干扰，若磁场较强则会影响整体信号设备。在铁路信号系统内部环境中，拥有较好的自控系统，不会对整体系统产生不良影响，多数影响均来自其他用电设备。如今国内铁路列车的运行速度在不断加快，因此一旦铁路信号系统受到影响，对列车运行造成的影响将难以估量，更甚者可能威胁到旅客的人身安全。
2 电磁干扰对铁路信号的影响
2.1 牵引供电系统对铁路信号的干扰方式
2.1.1 牵引传导性干扰
所谓的牵引传导干扰即由于牵引电流不平衡而对系统产生干扰，这是导致铁路信号设备受影响的主要形式之一。钢轨是连接信号系统与牵引电流的重要部件，但其存在着阻抗较大的缺点，加之变压器线圈不平衡等不同因素的共同影响，两轨上的电流会不均衡，进而导致牵引电流不平衡。而牵引电流出现不平衡则易使变压器出现感应电动势，两轨之间的牵引电流之差决定着感应值的大小。若电流差过大，感应值超过一定标准时，则会对轨道继电器产生影响，出现安全隐患。
2.1.2 牵引电磁干扰
在铁路线运行的沿线，有高负荷的高压线路，这也会对铁路信号设备形成一定的干扰，使信号电缆产生感应电动势，阻碍信号电缆中的信息传输。当感应电动势超过一定值时，可能使信号电缆的外层绝缘体被破坏，进而对运行中的火车带来较大的安全隐患。所以，针对信号电缆有屏蔽层的情况，需采取屏蔽层接地的保护措施，防止其受到外界电磁的干扰。而接地方式的选择，需结合实际工程情况，选用单端或双端接地的方式。
2.2 雷电电磁干扰
由于自然气象形成的雷电，能够产生较大的能量，因此也极易使铁路信号设备受到影响。直击雷、球形雷以及感应雷为三种常见的雷击干扰。三种雷击中球形雷因其存在的时间短暂，因此对信号系统带来的可能性破坏也较低，基于此，仅针对其余两种形式的雷击做出以下分析研究：
(1）直击雷。若出现直击雷会直接对物体放出能量，因此所带来的影响十分严重，极具破坏性。对于铁路信号设备而言，会直接使信号设备受损。当前对于直击雷的防御措施主要为避雷针的运用，避雷针可在一定程度上降低直击雷对设备的影响程度，但无法避免直击雷对设备造成的不良影响。要选择更为有效的保护措施，一般需在项目施工时就将法拉第笼结构融入建筑施工中，换言之，就是全面焊接钢结构，使整个建筑成为较好的电位体，形成等电位连接。对于设置避雷针的位置，可直接运用钢筋，将雷击产生的电流直接引入地面。
(2）感应雷。相较于直击雷对物体直接释放能量而言，感应雷不会直接放电，然而感应雷释放出的电击能量也是巨大的，极易使信号系统中的线路、回路受到干扰，出现电磁脉冲信号，一旦出现此种信号则会对信号设备产生不良影响。如今随着经济社会的发展前进，铁路系统所覆盖的范围十分广阔，且由于铁路设备的性质，处在外界环境的时间较长，感应雷产生的电击通过轨道使信号设备被波及，形成感应电动势，使设备受损，更甚者威胁到人员的安危。当前国内主要通过避雷线的布设及使用耐压强度高的设备来降低感应雷的影响。
2.3 贯通地线的影响
若贯通地线的电流注入点会和信号电缆对称，此时电缆输入点两侧的电缆会形成值为0感应电动势，但方向相对。倘若两者不对称，电缆输入点两侧的电流会产生一定的感应电动势，尤其是处于信号电缆一侧的地线，感应电动势会到达最大值，影响信号设备。通常而言，贯通地线正常运行时，根据相关标准规定其形成的感应电动势需小于60V。尽管在信号电缆外层产生的电流较小，此时在电缆内部产生的感应电动势也为较大值。若为接触网异常带来的问题，则感应电动势会小于30V。
3 干扰信号应对措施
3.1 牵引供电系统对铁路信号干扰的应对措施
主要措施有在轨道上增设扼流变压器，如图1所示，加大铁芯的电流；增设变压器后在其次级添加能够防止干扰的线圈及适配器；设置LC电流来形成并联谐振，降低外界带来的电磁影响。由于电路使用的为空心线圈，ZPW-2000轨道电路能够对牵引电流基波产生的影响较小，几乎为断路，使电流相互平衡。当牵引电流还存在着奇次谐波、偶次谐波等。基于此，轨道电流一般选用较高偶次谐波为载频，最大程度降低牵引电流对其的影响。
图1 扼流变压器
3.2 雷电电磁对铁路信号干扰应对措施
避免自然雷电对铁路信号系统产生的干扰，首先需在信号设备机房上架设防雷的相应设施，通常而言，选择架设避雷针，但如果不依据实际情况，结合适当位置及方式进行架设，不但不能避免雷击，反而会增加被雷击的可能性。基于此，需选用避雷网作为接闪器来防御雷击，在机房顶层架设避雷带。而在进行相关避雷设备的架设时，需严格依据相关施工规定进行，且避雷网的规格为3m×3m。
此外，还需在外墙铺设约5根的引下线，保证其与设备线路的距离>5m，且均与综合接地设备相接。对于铁磁物质盒需保证其有接地，如此能够有效地屏蔽电磁场，在室外信号设备中安装接地体设备。在系统信号设备的接口设置浪涌保护器SPD，进而一定程度上降低雷电带来的电压，保证信号设备不受损。
3.3 贯通地线电路对铁路信号干扰的应对措施
选用新型环保材料来作为贯通地线的外层绝缘套，以降低线路中形成的感应电动势，还可提升贯通地线的防漏泄性能。在进行贯通地线的架设过程中，尤需注意其与信号电缆之间的距离，保证两者之间的距离>1m，而后选用填砂的形式进行防护。且为了防止信号电缆的外层绝缘套遭到损坏，还需增设监控设备，对电缆绝缘情况进行监测，一旦发现异常，可及时进行处理。
4 结束语
在铁路线路沿线，电磁干扰是极为常见的，且干扰范围大，产生的损害较为严重。本文分析研究了不同电磁干扰对铁路信号系统产生的影响，并针对性地提出不同防御措施。电磁干扰极易对铁路信号系统造成不良影响，而一旦信号系统受损则会对铁路的正常运行产生影响，甚者威胁人身安全问题。基于此，对电磁产生的干扰进行分析并做出对应的防御措施，能在一定程度上降低安全隐患。
参考文献
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论文作者:董学洁
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/27
标签：信号论文; 设备论文; 电动势论文; 电流论文; 感应论文; 铁路信号论文; 干扰论文; 《基层建设》2019年第24期论文;