浅析高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术

浅析高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术

由于高度铁路的电磁环境相对复杂，极易受到电磁干扰，对高速铁路信号系统产生不利影响。本文分析了高速铁路信号系统的抗电磁干扰类型，提出基本抑制措施和抗电磁干扰技术，旨在有效的降低电磁干扰对我国高速铁路信号系统产生的不良影响，为同行提供参考。

标签：高速铁路;信号系统;抗电磁干扰;技术

随着社会的高速发展，我国的城市化水平加快，高速铁路也获得了较快的发展。在人们日益增长的交通需求背景下，预示着我国高速铁路具有较大的建设潜能。近年来，我国高速铁路信号系统小有成就，但在应用抗电磁干扰技术的过程中，存在部分缺陷，对高速铁路信号系统的整体应用产生的不利影响，也阻碍了高速铁路的整体发展，受到了高速铁路部门的高度重视。高速铁路信号系统十分复杂，存在较多的电磁干扰源，高速铁路使用综合接地方式，受众多突发性脉冲干扰，抗电磁干扰技术在应用过程中受到较高的挑战。因此，分析高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术具有一定的现实意义。

1高速铁路信号系统的抗电磁干扰类型

1.1辐射干扰

高速铁路信号系统的抗电磁干扰包括辐射干扰，从理论分析的角度出发，辐射干扰基于网络干扰原理，通过干扰源在空间中进行信号传输。信号传输的过程中，辐射介质通过电磁波的方式进行干扰传播，对高速铁路的信号系统正常运行带来不利影响。

1.2雷电电磁干扰

雷电电磁干扰将导致系统的传输通道、设备元件出现性能降低或者故障的问题。雷电电磁干扰是通过大气中放电产生，当两朵带异电荷的雷云接近后，出现放电现象，形成雷电电磁干扰。虽然雷电电磁干扰对铁路信号的影响不大，但如果出现雷击，会对高速铁路信号系统带来严重影响。

1.3电气化干扰

电气化干扰属于强电磁干扰，电气化通过牵引高速铁路信号供电系统，形成干扰影响。其中的牵引电磁干扰是指高速铁路沿线强电线产生的电子影响，沿线信号电缆出现感应电，降低了高速铁路线路信号传输质量，甚至出现信号电缆绝缘层被击穿的问题，严重阻碍了列车的安全运行。电气化牵引供电系统干扰中的传导性干扰，主要由传导电流产生，通过行车或钢轨等接触地面的传输耦合途径，牵引电流会对高速铁路信号设备产生干扰，进而阻止信号系统的有效运用。由于高速铁路行车系统复杂，电磁骚扰源众多，高铁系统的电磁环境如图1所示。

2 基本抑制措施

2.1 故障排查与处理。

分析高速铁路信号系统的电磁干扰，采取基本的抑制措施。首先进行故障排查与处理，当系统受到电磁波干扰的问题时，需要检查高速铁路信号系统，全面分析电磁干扰的原因，找到干扰设备或者干扰途径，为后续的故障处理工作奠定扎实的理论基础。由于电磁干扰源相对复杂，且种类较多，进行故障排查作业时需要通过先进的仪器设备展开测量操作，提高测量的专业性和准确度，并有专业的工作人员进行理論与实践的结合分析。在进行干扰源的定位工作时，需要基于高速铁路发展的实际情况，提高重视程度。要求综合分析干扰的传输耦合途径的同时，还需要对干扰源的传输方式进行深入研究。高速铁路信号系统工作人员必须对电磁干扰源进行精准定位，严格把控，做好二次排查工作，高效的处理电磁干扰产生的信号系统故障问题。

2.2电磁信号的补偿设计。

高速铁路信号系统需要做出电子信号的补偿设计，根据实际运行情况，有效的控制电磁信号。装置涵盖了电磁干扰控制和动态无功补偿两个功能，将无源滤波器和有源滤波器整合起来，抑制了外部电磁信号干扰的同时，还可以实现对分散的电磁信号产生聚合作用，有效的完成了信号系统传输任务，提高了高速铁路信号系统的工作效率。

2.3敏感设备分析

分析了高速铁路信号系统电磁干扰程度的同时，还要求建立免疫模型，通过深入的研究.降低干扰信号系统的强度。有效的掌握高速铁路信号系统出现故障的原因，便于后续展开一系列的排查和处理工作。分析高速铁路信号系统的敏感设备，提高对信号设备的电磁兼容性的重视程度。高速铁路车载信号系统也属于敏感设备，需要加强对其的防护措施，从设计的角度出发，做好通信系统设计。在通信系统设计中加入接收电平、电磁兼容设计，设置电压线服环节，有效的抑制冲击电流，例如雷电等相关现象。

3 抗电磁干扰技术的类型

高速铁路信号系统为达到良好的抗电磁干扰效果，需要同时使用屏蔽、接地、滤波的抗电磁干扰技术。从高速铁路信号系统的整体角度出发，通过最具针对性的抗干扰措施，有效的解决问题。处理高速铁路抗电磁干扰故障，需要从实际应用情况出发。由于高速动车组采用动力分散式的牵引方式，强电流设备被分散的安装在高速铁路列车地板下，大规模的进行布线操作，会将简单的电磁环境复杂化，只有实现屏蔽技术、接地技术和滤波技术的有效应用，才能全面的解决干扰设备电磁故障问题。

3.1屏蔽技术

屏蔽技术是利用辐射骚扰传输途径，达到切断干扰电磁的效果。通过静电屏蔽或电磁屏蔽方式，有效的防止交变电磁场、静电场带来的不良影响。使用低磁导率的金属材料，屏蔽高频磁场或低频电场产生的电磁干扰。

3.2接地技术

应用接地技术中的等电位，对大地和保护地线进行连接。设备屏蔽与接地实现相结合，为屏蔽以前因电流和外界的干扰因素，需要对高速铁路沿线区域的通信电缆的金属护套和金属屏蔽层的两端接地。对于长度不够的信号电缆可以进行单点接地，同时在不接地的一端加上保护器，降低电磁干扰产生的不良影响。

3.3滤波技术

滤波技术则是通过滤波器对高速铁路信号系统进行抗电磁干扰，抑制干扰源的传输方式。滤波器属于插入损耗，能够决定各种电磁波频率，通过滤波器的衰减程度，选择插入损耗值进行分类。滤波器是频率选择性二端口网络，包括高通滤波器、带阻滤波器的类型，常用于高速铁路信号系统电磁干扰部位的为低通滤波器。

4 结语

随着经济的快速发展，高速铁路成为较为普遍的交通出行方式，其占比逐年递增。高速铁路信号系统中的敏感设备较多，极易受到电磁信号干扰，只有进行有效控制，才能推动高速铁路行车安全，因此，本文对高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术进行研究，符合现实要求，以期有效的缓解电磁干扰对高速铁路稳定运行产生的各类问题。

参考文献

[1]高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术[J].张利利.住宅与房地产.2019 （15）

[2]高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术研究[J]胡洋.通讯世界.2019（03）

[3]高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术分析[J].刘凡.中国新通信.2019（07）