摘" 要：隨著我國中低速磁浮系統(tǒng)的線路逐漸增多，其對電磁環(huán)境的影響也備受大眾關(guān)注。該文系統(tǒng)地通過對中低速磁浮系統(tǒng)的電磁環(huán)境實(shí)測，系統(tǒng)分析中低速磁浮列車內(nèi)、外電磁環(huán)境的時(shí)域、頻域特性，牽引變電所的電磁環(huán)境特性，并將實(shí)測數(shù)據(jù)與相關(guān)國內(nèi)外電磁環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)對比，在中低速磁浮車內(nèi)、站臺、區(qū)間和變電所等處，各電磁環(huán)境參量（包括直流磁場、低頻磁場、無線電干擾場強(qiáng)）均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限值要求。中低速磁浮系統(tǒng)的電磁環(huán)境較好，對其內(nèi)部及周圍的設(shè)備和人員產(chǎn)生電磁影響概率較低，是一種值得大力推廣的綠色城市軌道交通運(yùn)輸方式。

關(guān)鍵詞：中低速磁浮；電磁環(huán)境；低頻磁場；直流磁場；無線電干擾

中圖分類號：U266.4" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）16-0098-04

Abstract： With the increase of the lines of medium- and low-speed maglev system in China， its impact on the electromagnetic environment has also attracted public attention. In this paper， through the measurement of the electromagnetic environment of the medium- and low-speed maglev system， the time domain and frequency domain characteristics of the internal and external electromagnetic environment of the medium- and low-speed maglev train and the electromagnetic environment characteristics of the traction substation are analyzed systematically. The measured data are compared with the relevant domestic and foreign electromagnetic environment standards， in the medium- and low-speed maglev vehicle， platform， interval and substation. The electromagnetic environment parameters （including DC magnetic field， low frequency magnetic field， radio interference field strength） are in line with the relevant standard limits. The medium- and low-speed maglev system has a good electromagnetic environment and has a low probability of electromagnetic influence on its internal and surrounding equipment and personnel， so it is a green urban rail transit mode worth popularizing.

Keywords： medium- and low-speed maglev; electromagnetic environment; low frequency magnetic field; DC magnetic field; radio interference

近年來，中低速磁浮由于具有能耗小、噪聲低、轉(zhuǎn)彎半徑小、線路適應(yīng)性強(qiáng)、建設(shè)和維護(hù)成本低及舒適度高等優(yōu)勢，已在我國多個(gè)城市開工建設(shè)或處于規(guī)劃設(shè)計(jì)中，有些城市已投入運(yùn)營。本文對我國長沙中低速磁浮交通開通前后的電磁發(fā)射進(jìn)行了測試和分析，獲得了其電磁發(fā)射在時(shí)域、頻域和空間實(shí)測數(shù)據(jù)，得出了中低速磁浮交通系統(tǒng)各電磁參量在頻域、時(shí)域和空間等方面的結(jié)論。該成果對于中低速磁浮交通系統(tǒng)電磁環(huán)境管理、標(biāo)準(zhǔn)制定和電磁干擾防護(hù)設(shè)計(jì)均具有重要意義。

1" 電磁騷擾發(fā)射源分析

長沙中低速磁浮技術(shù)采用磁浮技術(shù)，是一種常導(dǎo)下的吸引式磁浮系統(tǒng)，是利用車載的、置于導(dǎo)軌下方的懸浮電磁鐵通電勵(lì)磁而產(chǎn)生磁場，磁鐵與軌道上的鐵磁構(gòu)件相互吸引，將列車向上吸起懸浮于軌道上。磁浮系統(tǒng)由懸浮系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)構(gòu)成，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

中低速磁浮交通系統(tǒng)電磁發(fā)射源分移動發(fā)射源和固定發(fā)射源2大類。移動發(fā)射源一方面是中低速磁浮列車運(yùn)行時(shí)集電靴與受流軌滑動接觸時(shí)碰到接觸軌上的硬點(diǎn)（不平順點(diǎn)）產(chǎn)生的瞬間離線而引起的寬帶脈沖型電磁輻射。另一方面是車載設(shè)備產(chǎn)生的直流和低頻電磁發(fā)射，如懸浮控制器、牽引逆變器、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)等。固定污染源主要是牽引變電所產(chǎn)生的低頻電磁場和整流、逆變等輸配電設(shè)備產(chǎn)生的高次諧波。

2" 實(shí)測數(shù)據(jù)分析

根據(jù)長沙磁浮現(xiàn)場測試結(jié)果，對磁浮電磁環(huán)境影響的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行分析。

2.1" 直流磁場

如圖2所示，車內(nèi)直流磁場實(shí)測值最大，車內(nèi)直流磁場相對站臺和區(qū)間實(shí)測值較大，探頭距車廂底板高度0.3、0.9和1.5 m時(shí)的最大值分別為540、470和310 ？滋T。符合ICNIRP對直流磁場的要求，對于心臟起搏器等植入設(shè)備的直流磁場限值（1 mT）的要求的余量較小。

站臺直流磁場距列車越遠(yuǎn)越小，探頭高度越低越大，如圖3—圖5所示。列車進(jìn)站時(shí)距站臺1 m，高度0.3、0.9和1.5 m時(shí)的最大值分別為120.9、74.1和59.3 ？滋T。無車背景距站臺1 m，高度0.3、0.9和1.5 m時(shí)的最大值分別為84.6、62.5和52.7 ？滋T。符合ICNIRP對直流磁場的要求。距站臺3 m及距站臺5 m各高度，直流磁場已低至地磁水平。

區(qū)間測點(diǎn)直流磁場橫向衰減很快，擬合曲線符合3次多項(xiàng)式，如圖6所示。距列車5 m最大值為60 ？滋T，距列車15 m接近并逐漸低于地磁場。

2.2" 低頻磁場

車內(nèi)低頻磁場，距車廂底板越低測得值越大。如圖7所示，測得值隨著列車運(yùn)行工況不同有很大的變化，加速時(shí)較大，惰行較小。距車廂底板0.3 m，各測點(diǎn)中懸浮控制器上方測得值較大，最大為7.1 ？滋T。距車廂底板0.9 m和1.5 m，各測點(diǎn)中電器柜和司機(jī)室底板上方測得值較大，最大值分別為5.8 ？滋T和4.6 ？滋T。

站臺低頻磁場，距站臺地面越近磁場值越大。幅值隨著距列車距離增加迅速下降，3 m值約是1 m值的1/5～1/6，再遠(yuǎn)下降逐漸緩慢，如圖8所示。站臺上距列車1 m，高度0.3、0.9和1.5 m最大值分別為14、10和6 ？滋T，均符合GB 8702—2014《電磁環(huán)境控制限值》中限值要求。

區(qū)間測點(diǎn)，距線路5、10、15 m距離，實(shí)測低頻磁感應(yīng)強(qiáng)度最大分別為1.091、0.285、0.08 ？滋T，15 m以外已低至環(huán)境背景值，均符合GB 8702—2014中限值要求。根據(jù)圖6中數(shù)據(jù)，距線路5 m距離，實(shí)測磁感應(yīng)強(qiáng)度最大1.091 ？滋T；距線路10 m距離，最大0.285 ？滋T；距線路15 m最大0.08 ？滋T，已低至環(huán)境背景值。根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)還可在雙對數(shù)坐標(biāo)中繪出散點(diǎn)圖。由圖9可知，在雙對數(shù)坐標(biāo)中磁感應(yīng)強(qiáng)度與距離呈線性相關(guān)，距離增大一倍，磁感應(yīng)強(qiáng)度降低約4倍。

2.3" 無線電干擾

磁浮系統(tǒng)產(chǎn)生的無線電干擾主要是由懸浮電機(jī)、牽引電機(jī)的諧波產(chǎn)生和集電靴與受流軌滑動間接觸不良放電產(chǎn)生，其頻率集中在較低頻段。磁浮車內(nèi)各頻段均有頻譜連續(xù)的無線電干擾分量，低頻干擾能量較大。列車通過站臺時(shí)，無線電干擾分量明顯增多，幅度迅速增大，低頻段尤為顯著。站臺上距列車5 m由低到高各頻段倍頻程下降分別為9、7、5 dB，頻段越高，干擾場強(qiáng)值隨頻率增高下降越慢。實(shí)測結(jié)果如圖10所示。

站臺上無線電干擾，低頻段干擾顯著，如圖11所示。以軌道交通無線電干擾的代表性頻點(diǎn)為例，在站臺距列車5 m實(shí)測值分別為1 MHz 70 db？滋V/m，150 MHz 50 db？滋V/m，符合GB/T 24338.2—2018《軌道交通 電磁兼容 第2部分：整個(gè)軌道系統(tǒng)對外界的發(fā)射》中限值要求。

區(qū)間無線電干擾，區(qū)間距線路外軌中心線10 m各頻點(diǎn)干擾場強(qiáng)隨橫向距離增加而下降，即干擾場強(qiáng)隨頻率增高而下降。由低到高各頻段倍頻程下降分別為9、7、5 dB，頻段越高，干擾場強(qiáng)值隨頻率增高下降越慢。區(qū)間距線路外軌中心線10 m典型頻點(diǎn)實(shí)測值分別為1 MHz 82 dB？滋V/m與150 MHz 44 dB？滋V/m，符合GB/T 24338.2—2018中限值要求。

變電所無線電干擾，變電所產(chǎn)生的無線電干擾場強(qiáng)準(zhǔn)峰值檢波實(shí)測值在47.5～55 dB？滋V/m之間變化。

3" 結(jié)論

通過對長沙磁浮系統(tǒng)電磁環(huán)境的實(shí)測分析可知，在低速磁浮車內(nèi)、站臺、區(qū)間和變電所等處，各電磁環(huán)境參量（包括直流磁場、低頻磁場、無線電干擾場強(qiáng)）均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限值要求，僅有車內(nèi)直流磁場的強(qiáng)度較為接近標(biāo)準(zhǔn)限值，裕量較小，其他多數(shù)參量實(shí)測結(jié)果與限值相比有較大的裕量。綜合各方面的特點(diǎn)，磁浮系統(tǒng)的電磁環(huán)境較好，對其內(nèi)部及周圍的設(shè)備和人員產(chǎn)生電磁影響概率較低，是一種值得大力推廣的綠色城市軌道交通運(yùn)輸方式。

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