电磁干扰对铁路信号的影响及应对措施

四译童

关键词：电磁干扰；铁路信号系统；贯通地线

引言

由于铁路型号设备均为分散性的布设于铁路沿线，因此较易被自然的雷雨天气所影响，当前国内对防雷的相关技术研究也在不断深入，因而铁路信号设备防雷措施也备受重视。铁路信号设备的运行情况密切影响着铁路的安全运输情况，因此研究外界电磁对铁路信号的影响，具有一定的现实意义。

1电磁干扰铁路信号的危害性

（1）列车无法停止，出现电磁干扰情况对铁路正常信号发送造成影响，出现提前发送或推迟发送情况，当铁路系统无法准确对发送信号进行准确识别时，就容易出现旅客滞留、铁路交通混乱等情况；（2）列车走岔路，电磁干扰不但会导致铁路信号无法准确发送，还会导致铁路信号出现紊乱情况，列车就无法根据制定行程行驶，甚至会因为错误指令偏离轨道，也会对乘客生命财产安全构成严重威胁，致使铁路交通大面积瘫痪。

2电磁干扰对铁路信号影响分析

2.1牵引供电系统

牵引供电系统对铁路信号造成影响，主要体现在以下几方面：（1）牵引传导性干扰，导致这一电磁干扰出现的原因在于牵引电流不够平衡，由于轨道电路与列车牵引回流载体相同，而铁路信号系统在连接铁轨时，需要扼流变压器发挥媒介作用，铁轨连接时两线圈匝数相一致，牵引电流磁通量方向相反，当磁通量大小保持一致时，就不会对信号设备造成不良影响。但是在钢轨阻抗大小、对地泄漏等因素影响下，则会出现牵引电流不平衡现象，导致电子设备损坏、信号失真等情况出现。（2）牵引电磁干扰，铁路沿线高负荷线路中出现电磁干扰情况较多，进而引发信号电缆出现感应电压，导致信号传输质量降低、信号线绝缘击穿等问题出现，也会对列车运行安全构成威胁[3]。（3）接地电位上升，大地与贯通地线之间出现漏电流情况，在大地接收漏入电流过程中，也会使周边大地电位、电缆接地电位急剧升高，一旦出现短路现象，就会引发电气、信号设备故障。

2.2雷电电磁干扰

铁路在实际应用过程中，易受到电磁的影响，主要原因是铁路信号以弱点传输系统为主，对信号辐射原因较为敏感，对列车的运行状态造成安全隐患。针对电磁干扰来说，一般影响电子元器件、信号传输通道、系统性能等，使列车的整体性能降低，铁路在搭建过程中，由于涉及路程较远、覆盖区域较大等原因，易受到外界环境的影响，其中雷雨天气是对铁路信号影响最大的原因之一，雷电在产生的过程中，是由于大气层中的雷雨云存在极性变化，当极性相反的云层互相接触时，将产生放电现象。当云层接触放电时，将产生雷击现象，对铁路信号具有较大影响，其中以感应雷和直击雷等为主。感应雷是指在云层放电时，将产生一定范围的电磁场，使铁路信号系统中的电子元器件、导体等造成电磁影响，使精密元器件产生电磁脉冲，降低信号系统内部的联动性传输，当系统内部的自检防护模块预应力小于感应雷所带来的脉冲力时，严重情况下将导致铁路信号系统发生瘫痪，造成一定的损失。直击雷是对铁路信号系统影响最大的一种雷击现象，其指云层在放电时，直接作用于铁路信号系统中，在庞大的电荷量冲击下，将对设备等造成伤害，并对信号系统造成衰减式传输，严重影响信号系统的正常运行。当前为防止直击雷对信号系统造成直接影响，工作人员在信号系统的主操控室安装避雷设施，但随着技术的不断发展，信号系统一般也逐渐采用精密仪器等，避雷设备等无法完全避免雷击带来的影响，因此为提升避雷效果，通过法拉第笼的原理对设备整体采取防护措施，以提升铁路信号系统在雷雨天气中的运行效率。

2.3贯通地线的影响

若贯通地线的电流注入点会和信号电缆对称，此时电缆输入点两侧的电缆会形成值为0感应电动势，但方向相对。倘若两者不对称，电缆输入点两侧的电流会产生一定的感应电动势，尤其是处于信号电缆一侧的地线，感应电动势会到达最大值，影响信号设备。通常而言，贯通地线正常运行时，相关标准规定其形成的感应电动势需小于60V。尽管在信号电缆外层产生的电流较小，此时在电缆内部产生的感应电动势也为较大值。若为接触网异常带来的问题，则感应电动势会小于30V。

3电磁干扰解决措施探析

3.1屏蔽技术

当前屏蔽技术在实际使用过程中，可分为静电屏蔽、电磁屏蔽两种，其中静电屏蔽技术，主要是针对设备系统运行过程中产生的电感应磁场、恒定型磁场等进行抑制，防止设备静态下的磁场效应对内部信号传输造成影响；电磁屏蔽主要针对线路信号产生的交变磁场、交变电场等进行抑制。为对系统设备进行电场屏蔽，需将金属材料作为导体，使其对信号进行精度传输，金属导体的一端应接触在地面上，以保证电流、信号等可及时由地面进行导出。将金属材料作为电导体，以其高导电、低导磁的优势，可将其应用到低频电场、高频磁场中，以提升导体设备的多形式利用。

3.2牵引供电系统方面

主要措施有在轨道上增设扼流变压器，加大铁芯的电流；增设变压器后在其次级添加能够防止干扰的线圈及适配器；设置LC电流来形成并联谐振，降低外界带来的电磁影响。由于电路使用的为空心线圈，ZPW-2000轨道电路能够对牵引电流基波产生的影响较小，几乎为断路，使电流相互平衡。当牵引电流还存在着奇次谐波、偶次谐波等。基于此，轨道电流一般选用较高偶次谐波为载频，最大程度降低牵引电流对其的影响。

3.3雷电方面

为避免雷电对铁路信号造成干扰，就需要提前做好防雷措施，以往多通过在信号机房中设置避雷针方式进行防雷干扰，但是效果有待提高。而通过将避雷网视为接闪器，并在信号楼对避雷带进行敷设，可以降低雷电影响，实际开展工作时，也要严格遵循相关规定，确保避雷带敷设符合标准要求。为进一步提高防雷电干扰效果，可以通过做好以下工作实现：（1）在外墙位置均匀敷设引下线，使其于电器线路距离保持在5~10m之间，并且满足综合接地装置连接要求；（2）对法拉第笼进行应用，使之作为信号机房电磁屏蔽形式存在，在保持接地状态的同时，对室外信号设备进行安装，可以达到屏蔽衰耗空间电磁场效果；（3）在信号设备端口处安装浪涌保护器，可以发挥削弱雷电电压、维持信号设备稳定作用[6]。

3.4贯通地线方面

在进行贯通地线的架设过程中，尤需注意其与信号电缆之间的距离，保证两者之间的距离＞1m，而后选用填砂的形式进行防护。且为了防止信号电缆的外层绝缘套遭到损坏，还需增设监控设备，对电缆绝缘情况进行监测，一旦发现异常，可及时进行处理。

结语

随着铁路事业不断发展，电磁干扰问题也引发社会各界密切关注，受到电磁干扰影响也会对铁路系统正常运行造成不良影响。也要求高度重视这一问题，并通过电磁干扰对铁路信号影响系统分析，从雷电电磁、牵引供电系统等方面出发，利用有效电磁干扰方法，确保铁路系统安全和稳定。

参考文献

[1]杨惠博.电磁干扰与铁路信号安全的相关性研究[J].消费导刊，2018（44）：127.

[2]李晓亮.铁路信号系统受牵引供电系统的电磁干扰分析[J].数字通信世界，2019（4）：156.