摘要:随着我国科学技术的不断进步和铁路事业的迅速发展,远动系统在铁路电力系统中的运用规模越来越大。为了更好地确保电力系统的稳定可靠运行,需要特别关注远动系统的抗干扰能力设计。铁路的电力远动系统相对来说是一个集成度和复杂度较高的电子系统,对于外界的干扰较为敏感,所以在设计铁路电力远动系统时需要考虑到系统的抗干扰能力设计。首先针对干扰源进行分析研究,从干扰类型的角度进行分析,制定针对性的抗干扰措施,使得铁路的远动系统能够稳定运行,同时提高系统的抗干扰能力。
关键词:铁路电力;系统设备;干扰源;抗干扰措施
引言
现阶段,远动技术在我国交通行业中的铁路电力系统中的大量运用,提高了铁路电力的管理水平,保证了铁路供电体系的可靠性,在降低运行成本的基础上获得了较大的经济效益。当前我国铁路系统使用的还是能耗相对低、速度与集成度相对高的电子电路,这样铁路的电力信号就容易被干扰。所以,一定要增强铁路电力远动设备的抗干扰研究,让屏蔽与过滤技术水平提高,确保系统的稳定与比较独立。
1远动系统设备的主要干扰源
1.1放电过程产生的干扰
在实际的远动控制系统正常运作过程中,存在较多不同种类的放电现象,如弧光放电、静电放电等。可持续性进行放电动作的有弧光放电和电晕放电,能瞬间进行放电的是静电放电。在铁路电力系统的运行记录中存在较多弧光放电的放电形式。实践证明,这种放电形式产生的电磁干扰强度相对较高,放电所产生的电磁干扰和噪音等都会对电路装置产生一定干扰。弧光放电在铁路远动控制系统中较为常见,而且影响程度较大。在铁路电力网络系统中,输电线事故的发生和排除都是在运行过程中进行的,所以需要确保工作中的高压开关设备,确保设备触头位置保持足够的间距。因为一旦设备触头处产生的电压梯度较大,且产生的临界电压值较大时,会形成弧光放电,进而产生足够强度的电磁干扰。
1.2自然干扰源
自然干扰源主要包括大气层噪音、雷电及太阳电磁辐射等。相比较而言,雷电所产生的电磁干扰强度较高,可对大气层产生较为严重的影响。雷电在产生时会与雷击点形成较为强烈的电磁干扰,并在瞬间影响到周围的大片区域。正是因为人们采取了较多的雷电防护措施,使得雷电不能直接作用于电力控制系统,造成的毁坏程度也就可以忽略。然而,在输入线、电源线、接地装置等地方,并不只有雷电会产生较强的电磁脉冲干扰,一旦周围出现强烈的电磁场就会产生足够的电磁感应,进而对电压系统设备产生很大的破坏。
1.3电网干扰
在电网干扰方面,负载变化和线路阻抗都属于配电线路相关的干扰。大功率的电机设备和较大型的变压器等产生的冲击电流度,都有可能产生供电电压的瞬间变化。例如,电流冲击和高频震荡等干扰现象大部分都由供电电压的瞬间变化产生。这些干扰的产生都会借助于供电线路和网络等影响到供电系统,严重时会直接导致系统设备运转异常,使得系统的程序数据出现混乱,进而破坏整个的电力系统,使其无法正常工作。此类干扰的产生一般需要借助输电线、电源线、屏蔽设备和接地网络等实现。在实际的电力系统运作过程中,铁路电力系统设备自身不会对外界产生干扰,抗干扰功能设计的目的在于借助干扰抑制技术实现干扰源与设备的关联性降低,使得设备的工作能够承受较大干扰。较为常见的抗干扰措施有噪声的屏蔽、滤波、接地等操作。
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2铁路电力远动系统设备抗干扰措施
2.1自动化设备的位置和布线要合理
一体化微机保护装置、RTU子站都需要被装到高压室开关柜上,“四遥”信息通过一个高压室连接到主控室的通信电缆,运用RS485等接口方式把信息传递到通信管理机的位置。因此电磁干扰很容易通过电缆的电力负荷波动或者自动操作开关引起,这种干扰会导致使信息误码率大大提高,最严重的情况会损坏RS485等接口。除此之外,由于夏天高温导致高压室的温度也很高,所以对上述所提到的一体化微机保护装置、RTU子站热量产生的干扰绝对不能被忽视。
以上问题可以通过把RTU子站、一体化微机保护装置在主控室进行集中组屏,最大限度地降低各种干扰源对装置的干扰,也可以减少高温所产生的负面影响,有助于改善设备的运行环境,便于试验人员对装置的检修工作开展。
在二次回路进行布线任务的时候,应该考虑尽量避免互感耦合现象的发生、隔离,保证不会犹豫互感耦合现象所产生的干扰对系统内部造成侵害。高压母线与电缆之间要保持一定的距离,注意把平行布设长度降到最低。避雷针和避雷器的接地点、电容式电压互感器等均属于高频暂态电流的入地点,运用控制电缆的方式降低耦合感应。
2.2滤波路设计
贯通线的变压器是铁路电力远动系统的电源来源,起伏不变的用电量,相对差的稳定性,电网波形容易出现失真,可是铁路电力远动系统正常运行的开关电源受到干扰。这时,要使用双端对称输入来对干扰进行控制,滤波技术要合理的选择适用的,滤波器合理的输入可以让开关电源的抗干扰功能提高。首先,采集数据抗干扰设计。专门的变送器屏柜在采集信息量的时候取消,在RTU内封装变送器,这样中间就减少了程序,如此变送器部分输出就能够减少弱电流的长度。其次,在印刷电路板设计中印刷电路板设计肯定要分开数字电路地与模拟的电路地。再次,要加穿钢管处理终端到通信站之间的数字通信电缆。特别是当另外的电缆需要穿越的时候,要避免与别的电缆一起敷设,交叉间距要尽量保持合理。最后,错误一旦发生,肯定要自动重发,一直到确认了是正确的信息为止,如此就可以更加可靠的传输信息。
2.3加强屏蔽措施
第一,屏蔽材料要依据现实的状况实施选择。因为不一样的工作时段和工况段,对这过程期间干扰种类进行全面的了解,然后不屏蔽材料要依据不一样的干扰源进行选择。如屏蔽电厂就能够选取部分铜、铝、银等,而可以选择部分铜、铝等具备高导电行作用的材料来进行屏蔽电磁场;第二,实施选择变电所、中继站等电力设备的过程中,没有专门铠装的互感器是最好的选择,如此高频干扰严重影响远动终端设备的内部就能够得到合理避免。第三,为了对外部高频干扰远动终端设备进行控制,能够在远动控制终端设备的输入端子上把一个小电容安装对地接。其一定要关注的是这个小电容一定要可以耐高压。
2.4通过电磁密封衬垫减少缝隙阻抗
工作中所使用的电磁密封衬垫是通过非常具有弹性的导电材料制成的,这种密封衬垫的主要作用是消除缝隙、把缝隙中的非接触点添满。把连续的密封衬垫置于缝隙中,对防止电磁泄露有显著的效果。就犹如使用橡胶密封衬垫后水杯不会漏水一样,是一种非常普遍的应用方法。在同样的条件下,可以考虑应用金属构件进行表面的镀锡处理,因为锡这种材料接触面接触电阻比较低,而且相对比较稳定。
结束语
铁路电力远动系统中的相关仪器设备发展越来越快,而且设备内部构造也越来越复杂,出现了模拟电路和数字电路的混合,使得电路工作过程中的工作频率逐渐成为电路干扰的主要源头。相关设备的生产企业在进行生产作业时易受到电磁干扰,从而延误企业的生产计划,严重降低了产品质量。因此,需要在产品设计和研发期间采用噪音以及电磁等屏蔽技术避免干扰的影响。
参考文献
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论文作者:赵睿轩,井中斌,刘洋
论文发表刊物:《电力设备》2019年第17期
论文发表时间:2019/12/19
标签:干扰论文; 铁路论文; 抗干扰论文; 系统论文; 电力论文; 设备论文; 屏蔽论文; 《电力设备》2019年第17期论文;