摘要：我国铁路的覆盖面积逐年增加，加之信息技术水平的提升，使得与铁路相关的电气设备增多，当电气设备在运行时，会产生较为复杂的电磁环境，其电磁性较强，对铁路信号的影响极大。基于此，本文主要分析了强电磁干扰对铁路信号的影响，以期提升铁路系统的运行效率。
关键词：强电磁干扰；铁路信号；主要影响
引言
作为高速移动的复杂巨系统，高速列车在高速铁路系统中存在电磁骚扰源数量众多特点，且相关干扰多为突发性脉冲干扰，高速铁路采用的综合接地方式、共用的接地钢轨也使得电磁骚扰传输耦合途径错综复杂，这些均对高速铁路信号系统的抗电磁干扰提出了较高挑战，由此可了解本文研究具备的较高现实意义。
1铁路信号系统抗电磁干扰技术
高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术措施一般由三个方面入手，以高速铁路车载信号系统为例，具体的抑制措施如下：①骚扰源：高速铁路的电磁噪声在1.88~2.6GHz频段基本不会对设备的孔缝、信号端口、电源线端口造成影响，设备的天线端口也不会受到影响，因此仅需要考虑实际工程中的具体设备以采用针对性措施[1]。②耦合途径：需考虑电缆的合理布线和接地，并保证不同类别的电缆间隔敷设，不同类别电缆之间的最小距离应遵循规定，同时保证电缆间互为直角；如出现不同类别间电缆最小距离无法满足情况，需设法将电缆隔开，一般采用连接整体屏蔽、金属电缆槽、金属板、金属管的方式，在信号电缆和电力电缆共存情况下，还需要重点关注电路馈线很如回流电缆的敷设距离，保证二者尽可能拉近，将在接近导电的机车结构处安装电缆能够有效抑制电缆的发射场，一般情况下电缆屏蔽层需接地，且需要关注机箱屏蔽，机箱孔缝尺寸需满足最小波长要求，必要时可通过安装金属密闭塾片、导电性填料进行改善，接地线应短而宽并与接地面实现可靠搭接，电缆合理的接地和布线可有效提升其抗电磁干扰能力。③敏感设备：信号设备的电磁兼容性也需要得到重视，由于高速铁路车载信号系统本身属于敏感设备，该设备本身的防护措施必须得到重视，这种重视需体现在设计层面，具体来说，通信系统设计应选择适当的接收电平，电磁兼容设计需通过浪涌防护器件设置电压限幅环节，瞬变电压抑制器、压敏电阻、硅雪崩二极管、放电管均属于常用的浪涌防护器件，冲击电流可得到较好抑制，如雷电、变电所过流保护开关瞬时开闭引发的相关现象[2]。
2雷电电磁干扰对铁路信号的影响
雷电是一种自然现象，是人们所不可控的，其产生的原因是大气放电所致。由于雷电种类不同，放电程度不同，因而其产生的电磁干扰也大不相同，虽然雷电与地面之间距离较远，但是随着次数的累计，对于铁路信号还是会造成或大或小的影响，此种电磁主要分为以下两种。
2.1直击雷
此种雷电主要是在被保护物上放电，具有极大的破坏性，而铁路信号系统就是被保护物，当出现直击雷时，铁路信息系统设备及其相关设备会受到严重的损害，甚至会对铁路工作人员的生命造成威胁[4]。另外，因为铁路占地面积较大，所以铁路信号系统的主要设备都集中在站内信号机械楼中。为了避免信号机械楼受到雷击，其楼顶都会架设避雷针，在某种程度上能够抵抗雷电的侵袭，确保铁路信号系统能够有效运行。但是由于电子化程度加深，铁路信号系统的抗干扰能力逐渐降低，避雷针已经不能够有效保护其不受损。
2.2感应雷
此种雷电不会直接在被保护物上放电，但是在其放电过程中，会有巨大的磁场产生，这就使得其附近所存在的导体生成较强的电磁脉冲，而此次电磁脉冲会沿着导体的走向进行传导，并且在传导过程中，会使其经过电路中的元件灵敏度大大降低。目前，在我国现有的铁路信号系统中，电器元件具有较高的集成度，当出现感应雷电时，其所带的电磁脉冲会严重影响到铁路系统的信息传导，致使后果不堪设想。除此之外，铁路中的钢轨是感应雷最佳的传递载体，若是钢轨中存有较大的电流，那么与钢轨处于连接状态中的信号设备会产生极强的感应电动势，如果过于严重，会对设备造成损坏，甚至发生安全事故[5]。
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3牵引供电系统对铁路信号的影响
3.1传导性干扰
铁路信号系统一般情况下会将其信号设备安装在双轨道的变压器与钢轨之间，在理想状态下，变压器线圈中电流的总磁量为零，这时其存在的电流不会影响任何一台信号设备。但是在实际生活中，两条轨道中的电流不同，所以变压器线圈中电流的总磁量不可能为零，这时会因电流不平衡而出现干扰电压，而这种干扰电压极易对轨道的电路元件造成损坏。一般情况下，设计轨道电路中的电流平衡系数应低于5%。除此之外，列车过载、提速及双机牵引与其原设计中的电流不符，造成电容不足，此种工程设计失误也会出现电流回路现象，进而使轨道的电路、变压器及电缆等受到损坏。
3.2信号设备容性及感性耦合干扰
通常情况下，接触网中的电压很大，如果其电线对地存在着一定的电压，那么就会使大地与已受干扰信号设备之间有电压存在，进而使信号设备与强电线之间出现电容耦合，这时强电线中的电流就会流入到信号设备中，形成感应电动势。并且此感应电动势中的静电强度与信号设备的距离、电流大小有着密切联系。电气化的牵引供电系统，其电压较高，电流也跟大。一般情况下，其牵引电流会高达几百安培，甚至上千安培。当接触网有电流通过时，已受干扰设备与接触网之间会产生耦合电感，并且已受干扰设备中会出现感应电动势，进而形成感性耦合。感性耦合不仅会受到信号设备和接触网之间距离的影响，而且还与流经接触网之间的电流大小相关[6]。
3.3辐射、电磁感应的干扰
铁路信号系统中的辐射及电磁感应干扰既有闭塞电子设备的干扰，也有信息传输所使用的计算机干扰。因为接触网所产生的电磁场会以辐射等形式在传输信息通道中形成感应电动势，使其噪声极大，进而对铁路信号传输造成影响。除此之外，牵引电流突发变化，也会出现脉冲噪声、中断、相位抖动等状况，从而使铁路信号系统发出错误信号。
3.4电磁干扰的途径
1）供电系统中的牵引电流会产生干扰信号，此种信号主要以空中辐射方式来干扰铁路信号系统。其中空中辐射的方式是以电磁波传导的形式进行，会对铁路信号系统的运行造成一定的影响。
2）强电磁通过信号电缆、钢轨、设备外壳等方式对于铁路信号系统造成干扰，此种干扰会对铁路信号系统造成严重的影响。还有一种干扰方式是通过电缆，将干扰信号耦合至正在运行中的信号设备之中。
4结束语
我国的铁路覆盖率越来越高，运行跨度较大，这对铁路信号正确显示提出了更高的要求，有关技术人员要寻到影响铁路信号的因素，并对其做出有效措施，以此确保铁路运行的安全。
参考文献：
[1]田冠军.牵引供电系统对铁路信号系统的电磁干扰分析[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2018，No.537（4）：149-150.
[2]肖新辉.牵引供电系统对铁路信号系统的电磁干扰分析[J].交通世界，2017（30）：162-163.
[3]单铎年.牵引供电系统对铁路信号系统的电磁干扰分析[J].中小企业管理与科技，2017（6）：187-188.
[4]喻吉.牵引供电系统对铁路信号系统的电磁干扰分析[J].通讯世界，2018，No.334（3）：302-303.
[5]王培.雷电对铁路信号系统设备电磁干扰的影响及防护研究[J].自动化与仪器仪表，2017（9）：177-178.
[6]胡帅，温小林.牵引供电系统对铁路信号系统的电磁干扰分析[J].中国新技术新产品，2015，No.289（3）：33-33.
论文作者:何爱龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/6/19
标签：干扰论文; 信号论文; 系统论文; 电流论文; 设备论文; 铁路信号论文; 电缆论文; 《基层建设》2019年第9期论文;