余飛

摘要：本文分電影響、磁影響、地電流影響三點(diǎn)論述了交流電氣化鐵道通信的電磁影響機(jī)理，并從電纜防護(hù)、光纜防護(hù)兩個(gè)方面來就交流電氣化鐵道的通信電磁防護(hù)措施進(jìn)行分析，意在為交流電氣化鐵道通信的實(shí)際電磁防護(hù)提供借鑒與支持。

關(guān)鍵詞：電氣化鐵道通信電磁防護(hù)影響機(jī)理措施

中圖分類號(hào)：U285 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）08（c）-0133-01

1交流電氣化鐵道通信的電磁影響機(jī)理

電氣化鐵路產(chǎn)生的電磁干擾主要可分為三大類：脈沖干擾、交流聲干擾及電磁輻射方式干擾。

1.1 電影響

在電氣化鐵路同通信線路相接近時(shí)，鐵道與通信線路的接觸網(wǎng)間、通信線路同大地間便會(huì)有一定電容的存在。而這兩個(gè)電容便會(huì)同接觸網(wǎng)中的高電壓構(gòu)成一個(gè)回路，電流進(jìn)而產(chǎn)生。此時(shí)，通信導(dǎo)線上便會(huì)有對(duì)地電壓的出現(xiàn)，也就是電影響。通常來講，電因素同以下因素相關(guān)：對(duì)地電壓及耦合電容的大小、接觸網(wǎng)與線路的平行長(zhǎng)度、接觸網(wǎng)工作電壓等。一般情況下，此類影響并不會(huì)對(duì)地下埋設(shè)的線纜構(gòu)成影響，只會(huì)對(duì)未配備金屬防護(hù)套的架空明線和架空電纜構(gòu)成影響。

1.2 磁影響

對(duì)電場(chǎng)、磁場(chǎng)屏蔽的物理含義，是為電子裝置配備合適的屏蔽體（外殼、罩子等）。當(dāng)干擾信號(hào)到達(dá)屏蔽體的外界時(shí)，通過屏蔽體的吸收、反射或多次反射，產(chǎn)生能量損耗，屏蔽體內(nèi)界面上干擾信號(hào)顯著減弱。因受交流電氣化鐵道的牽引作用，而使電流通過接觸網(wǎng)導(dǎo)線時(shí)，便會(huì)在導(dǎo)線周圍有交變磁場(chǎng)的產(chǎn)生，也就是磁影響。當(dāng)通信線路位于該磁場(chǎng)范圍內(nèi)時(shí)，通信導(dǎo)線受電磁作用，便會(huì)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生，并沿導(dǎo)線軸進(jìn)行分布。因交流電氣化鐵道的牽引網(wǎng)為不對(duì)稱的單相供電系統(tǒng)，故無論運(yùn)行正?；蚪拥毓收?，在通信導(dǎo)體中的接觸網(wǎng)電流磁場(chǎng)必將有很大電流和感應(yīng)電壓的產(chǎn)生，進(jìn)而嚴(yán)重影響通信線路。

1.3 地電流影響

大地是作為交流電氣化鐵道的第二根導(dǎo)線而存在的，在地中電流的作用下，會(huì)有地電位的產(chǎn)生，從而嚴(yán)重影響通信線路，也就是地電流影響，也可稱為阻性耦合影響。認(rèn)為通信電纜芯線為零電位，通信電纜芯線同機(jī)架、地下通信電纜金屬保護(hù)層間便會(huì)有電位差的產(chǎn)生，當(dāng)存在很大電位差時(shí)，便會(huì)對(duì)人員、通信線路、通信設(shè)備造成嚴(yán)重影響。

2交流電氣化鐵道的通信電磁防護(hù)措施分析

2.1 交流電氣化鐵道的通信電纜防護(hù)措施

采用配有金屬護(hù)套的電（光）纜線路，是電影響防護(hù)的一個(gè)有效措施，從金屬護(hù)套的接地電阻著手，接地電阻越小越好，如每公里的平均電阻低于一歐姆，則其屏蔽系數(shù)就越接近理想值。因此，可通過降低金屬護(hù)套接地電阻的方式，來促進(jìn)其屏蔽性能的提高；在金屬回線引入車站或通信站時(shí)，通過絕緣變壓器的加設(shè)，便可隔開設(shè)備于外線側(cè)導(dǎo)線感應(yīng)縱電勢(shì)，從而使通信設(shè)備不會(huì)受到感應(yīng)電勢(shì)的直接作用；在電氣化鐵道區(qū)段，感應(yīng)電壓經(jīng)常存在于線纜金屬護(hù)套上，故在引入車站室或通信機(jī)械室時(shí)，應(yīng)在線纜上進(jìn)行氣閉絕緣套管的裝設(shè)，來防止室內(nèi)感應(yīng)電流的引入，保障人員和設(shè)備的安全；因金屬護(hù)套的接地電阻越小越好，故線纜每隔一段距離便可進(jìn)行一處防護(hù)地線的設(shè)置，且密度應(yīng)同電氣化鐵路區(qū)段通信設(shè)計(jì)要求相符。同時(shí)，因工頻電流經(jīng)常通過屏蔽地線，其電流隨著牽引電流的變化而發(fā)生變化，從而威脅到人員和設(shè)備安全。因此，應(yīng)單獨(dú)設(shè)置屏蔽地線，不能同保護(hù)地線、聯(lián)合地線進(jìn)行合用；通信站受強(qiáng)電干擾，而造成低電位升高時(shí)，可在相對(duì)較遠(yuǎn)處進(jìn)行輔助接地體的敷設(shè)，并將其同通信站地網(wǎng)相連，來實(shí)現(xiàn)通信站內(nèi)對(duì)地電位的強(qiáng)制性降低。

2.2 交流電氣化鐵道的通信光纜防護(hù)措施

對(duì)光纜金屬構(gòu)件作絕緣連接處理，來使得電氣影響積累長(zhǎng)度減少，進(jìn)而促進(jìn)感應(yīng)縱電動(dòng)勢(shì)的降低；在交流電氣化鐵道接近處檢修線纜時(shí)，應(yīng)通過臨時(shí)的金屬構(gòu)件接地，來為人身安全提供保障；在牽引變電站的接地網(wǎng)附近，不能進(jìn)行光纜金屬構(gòu)件的直接接地，從而避免光纜內(nèi)的高電位引入；對(duì)于銅線光纜應(yīng)進(jìn)行放電管的安裝，并將防護(hù)濾波器接入到銅線遠(yuǎn)供回路中，來實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)供組成的調(diào)整，進(jìn)而促進(jìn)強(qiáng)電影響積累長(zhǎng)度的縮短；通信系統(tǒng)中，SPD的采用十分普遍，其作用在對(duì)雷電浪涌沖擊的防護(hù)。將SPD接入到光纜銅線遠(yuǎn)供系統(tǒng)中即可防雷，也可抑制強(qiáng)電系統(tǒng)引起的電位瞬間升高；對(duì)于改建或新建的通信系統(tǒng)，盡量采用無金屬光纜，如ADSS（全介質(zhì)自承式光纜），特別應(yīng)避免對(duì)銅線光纜的使用。

2.3 改善電磁兼容性能的措施

在干擾源上，也可以在傳播途徑上或受擾體上予以考慮。對(duì)于電力電子裝置和牽引系統(tǒng)來說，電磁兼容措施可以分為電路技術(shù)方面的措施、防護(hù)措施和計(jì)算方面的措施。通過應(yīng)用信號(hào)處理方法來編制軟件即是計(jì)算方面的措施之一。

防護(hù)措施的考慮則有所不同，因?yàn)樗３Ｅc電子裝置在一個(gè)系統(tǒng)中或在一個(gè)一定的電磁環(huán)境中應(yīng)用的條件有關(guān)，所以，對(duì)于一個(gè)確定的電子裝置來說，其防護(hù)措施只有在系統(tǒng)開發(fā)時(shí)才進(jìn)行規(guī)劃。防護(hù)措施大體上分為兩類：一類是起限制作用的，如采用充氣避雷器、火花間隙、壓敏元件或半導(dǎo)體器件（齊納二極管）來限制某些干擾量的大?。涣硪活愂瞧鹨种谱饔玫?，如用屏蔽、接地、濾波、隔離等措施來削弱各種耦合通道的耦合度。

2.4 減少干擾源

從干擾源方面來說，通過由更多的沿鐵路線分布的小的牽引變電所向接觸網(wǎng)供電，并盡量縮短開斷時(shí)間（<0.5s）來限制接觸網(wǎng)中短路電流的大小及其持續(xù)時(shí)間；另外，在接觸網(wǎng)供電方面，雙側(cè)供電是有好處的。在正常運(yùn)行時(shí)，基波電流感應(yīng)的電壓按照機(jī)車所處位置的不同可以部分補(bǔ)償，特別是在供電區(qū)段的分界區(qū)中，更是這樣。

從受擾體方面來說，必須采取措施防止長(zhǎng)時(shí)性干擾；對(duì)短時(shí)性干擾，通常并不要求特殊的措施。

對(duì)于通信設(shè)備，為了改善其抵抗干擾的能力，在受接觸網(wǎng)及有關(guān)設(shè)備影響的區(qū)域中，應(yīng)當(dāng)采用電纜通信線路，而且不允許產(chǎn)生過高的感應(yīng)電壓。從原理上說這將能夠可靠地避免與運(yùn)行電流無關(guān)的電容性干擾。

3結(jié)語

交流電氣化鐵道的通信安全同行車安全密切相關(guān)。借鑒上述內(nèi)容，結(jié)合交流電氣化鐵道新建或改建的實(shí)際情況，針對(duì)性地采取電磁防護(hù)措施，從而有效規(guī)避電磁干擾，為鐵路的安全行車提供有力保障。

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