何 霄，楊 斌

（1.中鐵二院西北勘察設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，蘭州 730000；2.中交鐵道設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100088）

0 引言

確保信號(hào)傳輸?shù)陌踩煽啃詫?duì)于整個(gè)鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)有著非常重要的意義，現(xiàn)如今城市化發(fā)展的腳步越來越快，人們的生活水平得到了極大程度的提升，鐵路工程的建設(shè)規(guī)模和建設(shè)范圍也越來越廣泛。電磁干擾對(duì)于周圍環(huán)境的影響也越來越大，在鐵路運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展中，這已經(jīng)成為制約鐵路行業(yè)未來發(fā)展的重要因素，會(huì)影響到信號(hào)設(shè)備的正常運(yùn)行。因此必須對(duì)電磁干擾進(jìn)行深入的研究和分析，確保信號(hào)設(shè)備在運(yùn)行過程中的電磁環(huán)境，通過有效的解決措施，盡量減少電磁干擾，對(duì)信號(hào)設(shè)備產(chǎn)生的影響，保證鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1 電磁干擾對(duì)鐵路信號(hào)的危害

鐵路信號(hào)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，如果沒有科學(xué)有效的防干擾系統(tǒng)，就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)系統(tǒng)中的電子設(shè)備由于電磁干擾的原因產(chǎn)生錯(cuò)誤，會(huì)影響到鐵路的正常運(yùn)行，還有可能會(huì)出現(xiàn)安全事故。在鐵路系統(tǒng)運(yùn)行過程中，電磁干擾的危險(xiǎn)性主要有以下幾個(gè)方面：在鐵路運(yùn)行過程中，由于受到電磁干擾的影響，會(huì)導(dǎo)致列車無法正常運(yùn)行，信號(hào)系統(tǒng)發(fā)出錯(cuò)誤的信息，有可能會(huì)出現(xiàn)提前發(fā)送或者推遲發(fā)送的情況，導(dǎo)致列車司機(jī)無法對(duì)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別，從而列車很難正常運(yùn)行，一旦發(fā)生這樣的情況，很容易導(dǎo)致鐵路交通混亂，出現(xiàn)旅客滯留的情況。不僅如此，電磁干擾還有可能會(huì)導(dǎo)致連鎖系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者轉(zhuǎn)撤機(jī)故障等等，受到電磁干擾的影響，信號(hào)連鎖室內(nèi)外的情況很有可能會(huì)不一致，還有可能會(huì)出現(xiàn)信號(hào)升級(jí)等問題，嚴(yán)重威脅到列車的正常運(yùn)行，發(fā)生這樣的情況，很有可能會(huì)出現(xiàn)重大的鐵路事故，威脅到乘客的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2 電磁干擾對(duì)鐵路信號(hào)的影響

2.1 牽引供電系統(tǒng)的影響

在鐵路系統(tǒng)運(yùn)行過程中，電磁干擾對(duì)于牽引供電系統(tǒng)產(chǎn)生的影響主要分為以下三個(gè)方面：第一，干擾牽引的傳導(dǎo)性。導(dǎo)致這種現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因就是牽引電流不具備平衡性，在鐵路運(yùn)行過程中，列車牽引回流載體和軌道電路是一致的，但是信號(hào)系統(tǒng)在連接鋼軌的時(shí)候需要扼流變壓器，在這一過程中充當(dāng)媒介。鋼軌連接過程中需要保持兩個(gè)線圈的加數(shù)相一致，牽引電流的磁通量方向是相反的，如果磁通量一致就不會(huì)對(duì)信號(hào)設(shè)備產(chǎn)生影響，但是由于對(duì)地泄漏、抗阻大小等多種因素的影響，很有可能會(huì)導(dǎo)致牽引電流不平衡的現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)電子設(shè)備損壞或者信號(hào)失真的情況。第二，干擾牽引電池。產(chǎn)生這種現(xiàn)象主要多見于鐵路沿線的高負(fù)荷線路產(chǎn)生牽引電磁的干擾，很有可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)出的信號(hào)出現(xiàn)感應(yīng)電壓，進(jìn)而導(dǎo)致信號(hào)的傳輸質(zhì)量下降，擊穿信號(hào)線路的絕緣，威脅到列車的正常運(yùn)行。第三，接地電位上升。在貫通線路和大地連接的過程中，很有可能會(huì)出現(xiàn)漏電的情況，出現(xiàn)這樣的情況，大地就會(huì)接受漏入的電流，然后周圍的電位以及線纜的電位就會(huì)短時(shí)間內(nèi)急速升高，一旦出現(xiàn)短路的情況，就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)設(shè)備出現(xiàn)故障。

2.2 雷電電磁干擾

2.2.1 直擊雷

在鐵路系統(tǒng)運(yùn)行過程中，如果受到直接雷的影響，很有可能會(huì)直接對(duì)物體釋放能量出現(xiàn)，這樣的情況會(huì)產(chǎn)生十分嚴(yán)重的后果，而且破壞性非常大。受到直擊雷的影響，鐵路信號(hào)設(shè)備會(huì)受到損傷，甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)信號(hào)系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓，現(xiàn)如今對(duì)于直擊雷采用的主要預(yù)防措施就是使用避雷針，利用避雷針會(huì)在很大程度上降低直擊雷對(duì)信號(hào)設(shè)備產(chǎn)生的影響，但是無法完全避免直擊雷所帶來的危害。現(xiàn)如今，我國(guó)在鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中采用的綜合防雷系統(tǒng)能夠起到很好的保護(hù)作用，在施工過程中，會(huì)將法拉地籠結(jié)構(gòu)融入到建筑工程中，采用全面焊接鋼結(jié)構(gòu)可以形成良好的電位體，最終形成等電位連接，在避雷針的位置可以直接使用鋼筋，將直擊雷所產(chǎn)生的電流引入到大地中。

2.2.2 感應(yīng)雷

相比直擊雷對(duì)物體作用釋放的能量來說，感應(yīng)雷不會(huì)直接釋放電流，但是感應(yīng)來釋放的點(diǎn)擊能量卻是非常巨大的，非常容易產(chǎn)生電磁脈沖信號(hào)，導(dǎo)致鐵路信號(hào)設(shè)備的線路以及回路受到影響。隨著社會(huì)的快速發(fā)展，鐵路系統(tǒng)的范圍越來越廣泛，所覆蓋的面積越來越大，由于信號(hào)室外的設(shè)備長(zhǎng)期暴露在外界環(huán)境中，會(huì)受到日曬，風(fēng)吹雨淋等多種因素的影響，還有可能會(huì)受到雷電的影響。如果受到感應(yīng)雷所產(chǎn)生的電擊，非常容易形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)致與鋼軌連接的設(shè)備受到損傷，甚至還會(huì)威脅到工作人員的安全，在鐵路系統(tǒng)中一般會(huì)使用抗壓強(qiáng)度的設(shè)備或者避雷線來降低感應(yīng)來對(duì)信號(hào)設(shè)備產(chǎn)生的影響。

2.3 貫通地線對(duì)鐵路信號(hào)的影響

在鐵路系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，管通低線對(duì)地鐵信號(hào)設(shè)備產(chǎn)生的影響主要分為以下兩點(diǎn)：第一，信號(hào)電纜中的電流與貫通地線相對(duì)稱方向相反，這時(shí)候兩者產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是相一致的，信號(hào)設(shè)備的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0；第二，信號(hào)電纜設(shè)備和貫通地線的電流不對(duì)稱，在這樣的情況下，一般信號(hào)電纜會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在靠近貫通地線的位置，其電動(dòng)勢(shì)會(huì)達(dá)到最大值。

3 電磁干擾的解決措施

3.1 減少牽引系統(tǒng)對(duì)鐵路信號(hào)的干擾

要想減少電磁干擾對(duì)牽引系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，首先可以設(shè)置安全防雷或者接地設(shè)施，保證整個(gè)鐵路系統(tǒng)的安全運(yùn)行。利用鐵路牽引供電系統(tǒng)的供電環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)科學(xué)合理的電路，然后選擇合適的電氣設(shè)備，以此來降低電池和電流的干擾，還可以選擇合適的列車類型來保證鐵路信號(hào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提高信號(hào)系統(tǒng)的可靠性。在實(shí)際的運(yùn)行過程中選擇合理的解決措施和施工方案，使用最科學(xué)的方式對(duì)牽引系統(tǒng)進(jìn)行供電，保證回流線的對(duì)稱性，可以盡可能的延長(zhǎng)供電回路，防止電流在回流的過程中受到電磁的干擾，確保回流工作能夠順利的進(jìn)行。此外，還可以對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行不斷的優(yōu)化，采用更加規(guī)范性的流程進(jìn)行操作，保證整體項(xiàng)目的建設(shè)能夠符合防電磁干擾技術(shù)的相關(guān)要求。在鐵路運(yùn)輸過程中使用正確的連接方式，對(duì)貫穿地線進(jìn)行連接，防止使用連接或者替代的方式進(jìn)行電纜的施工，工作人員需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求和規(guī)定進(jìn)行操作，確保施工的規(guī)范性，以此來提高鐵路信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

3.2 減少雷電電磁干擾對(duì)鐵路信號(hào)的干擾

要想切實(shí)減少雷電電磁干擾，對(duì)于鐵路信號(hào)產(chǎn)生的影響，就需要根據(jù)鐵路工程實(shí)際的運(yùn)行狀況以及所處的地理位置、外界環(huán)境進(jìn)行合理的選擇，對(duì)于室內(nèi)外的信號(hào)設(shè)備進(jìn)行電磁干擾的防護(hù)可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行考慮：第一，在備用屋頂上安裝避雷設(shè)備。在建筑物的屋頂位置一般會(huì)放置所有的電氣元件設(shè)備，可以在這一類的建筑物頂上，在空氣接口的位置上安裝防雷網(wǎng)或者防雷設(shè)施，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)的具體要求，網(wǎng)格的鋪設(shè)面積應(yīng)小于建筑物屋頂?shù)拿娣e，在屋頂?shù)耐獗谏显O(shè)置4～6根導(dǎo)線，引下線和其他的電線之間必須保持5米以上的距離，然后利用接地裝置將其連接到引下線上。第二，對(duì)室外的信號(hào)設(shè)備進(jìn)行安裝。在安裝室外信號(hào)設(shè)備的時(shí)候，可以將其直接安裝在帶有鐵磁材料的箱體內(nèi)，使用這樣的安裝方式，其避雷效果主要取決于接地后的鐵磁材料能否具備有效的衰減空間。在電磁場(chǎng)內(nèi)，可以對(duì)信號(hào)相等各種器材對(duì)其特價(jià)分別設(shè)置接地模式，要想真正降低信號(hào)在傳輸過程中雷電的實(shí)際電壓，確保能夠?qū)⑵錅p少到信號(hào)裝置可以承受的范圍內(nèi)，必須在信號(hào)裝置的端口位置安裝電容保護(hù)器，來增加信號(hào)裝置本身的抗干擾能力，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。此外為了提高設(shè)備的縱向保護(hù)目的，可以在電源設(shè)備上安裝浪涌保護(hù)器。第三，對(duì)室內(nèi)信號(hào)設(shè)備進(jìn)行安裝。在室內(nèi)信號(hào)安裝的最后階段，要想真正減少由于雷擊引起的電磁干擾降低對(duì)于信號(hào)設(shè)備產(chǎn)生的影響，可以在鐵路信號(hào)室的機(jī)房?jī)?nèi)連接接地匯集線，可以在信號(hào)室內(nèi)的機(jī)械室、計(jì)算機(jī)室、防雷分線室，控制臺(tái)室等多種位置分別設(shè)置匯集線，在設(shè)置的過程中，防雷分線室和防雷線處需要單獨(dú)設(shè)置接地匯集線。使用環(huán)形的接地裝置進(jìn)行單點(diǎn)連接。安裝的匯集線應(yīng)使用30毫米×3毫米的紫銅排，將其連成網(wǎng)格狀或者環(huán)形，如果是設(shè)置成環(huán)形不能夠?qū)⑵湫纬砷]合回路。

3.3 解決貫通地線對(duì)鐵路信號(hào)干擾的具體方案

在鐵路系統(tǒng)運(yùn)行過程中，要想真正減少線路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，防止電動(dòng)勢(shì)的值過大，設(shè)置貫通地線的時(shí)候，可以使用環(huán)保型或者合金的保護(hù)套降低接地電阻，信號(hào)電纜和貫通地線進(jìn)行并列設(shè)置的時(shí)候，需要保持兩者之間具有一米以上的距離。可以使用細(xì)砂在線上進(jìn)行埋設(shè)作為防護(hù)設(shè)施，保證地線的鋪設(shè)能夠符合鐵路信號(hào)系統(tǒng)的相關(guān)要求。此外，在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)還可以增加線路的絕緣測(cè)試，一旦信號(hào)電纜出現(xiàn)絕緣層破壞的情況，會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，確保工作人員能夠及時(shí)得到有效的處理，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

4 結(jié)束語

總而言之，在鐵路信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，經(jīng)常會(huì)受到電磁干擾的影響，降低信號(hào)的質(zhì)量，導(dǎo)致信號(hào)設(shè)備無法正常的運(yùn)行，影響到鐵路的安全運(yùn)行，甚至威脅到列車和人員的生命財(cái)產(chǎn)安全?；诖?，本文針對(duì)牽引供電系統(tǒng)和雷電電磁干擾對(duì)于鐵路信號(hào)設(shè)備產(chǎn)生的影響進(jìn)行詳細(xì)的分析，并提出了幾點(diǎn)有效的解決措施，希望能夠?yàn)殍F路信號(hào)系統(tǒng)提供安全有效的運(yùn)行環(huán)境，降低電磁干擾，保證列車的正常運(yùn)行。