簡(jiǎn)談電磁干擾對(duì)鐵路信號(hào)的影響及應(yīng)對(duì)措施

艾 朋

(中國(guó)鐵路蘭州局集團(tuán)有限公司嘉峪關(guān)電務(wù)段,甘肅 嘉峪關(guān) 735100)

1 概述

鐵路信號(hào)設(shè)備一般情況下以分散的狀態(tài)均勻分布在鐵路沿線，為此比較輕易受到雷雨天氣的干擾，現(xiàn)階段不斷加強(qiáng)鐵路防雷技術(shù)的研究力度，這期間鐵路防雷措施也受到了高度的重視。鐵路信號(hào)的狀態(tài)是否良好將直接關(guān)系著鐵路的安全，為此需要加強(qiáng)對(duì)鐵路中電磁波影響的研究力度，這是異性具有現(xiàn)實(shí)意義的工作。

2 鐵路信號(hào)的影響

2.1 牽引供電系統(tǒng)存在的影響

牽引供電系統(tǒng)會(huì)對(duì)鐵路信號(hào)產(chǎn)生的很大的影響,主要表現(xiàn)為以下兩種，其一，牽引傳導(dǎo)性產(chǎn)生的干擾，指的是因?yàn)闋恳娏鞑黄胶猱a(chǎn)生的影響，這也是影響鐵路信號(hào)的一個(gè)重要原因之一。連接牽引電流和信號(hào)系統(tǒng)的主要一個(gè)構(gòu)件就是鋼軌，然而鋼軌本身的阻抗也是比較大的，再加上變壓器線圈本身是不一樣的等多種因素，兩條鋼軌上的分布電流將會(huì)出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，致使不平衡的牽引電流將會(huì)出現(xiàn)。如果存在不平衡的電流將會(huì)促使變壓器產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其中感應(yīng)值是由兩軌道之間電流差決定的。若電流差比較大，感應(yīng)值將會(huì)超出標(biāo)準(zhǔn)，這樣的情況將會(huì)嚴(yán)重影響繼電器，進(jìn)而造成鐵路信號(hào)設(shè)備故障。其二，在火車運(yùn)行的線路上方，牽引電磁具有負(fù)荷比較高的電磁力，這種強(qiáng)電磁力也會(huì)對(duì)鐵路信號(hào)地面設(shè)備傳送較大的電壓，進(jìn)而對(duì)鐵路信號(hào)的地面設(shè)備造成一定的影響。這會(huì)使通過鋼軌、防腐線以及信號(hào)電纜構(gòu)成的環(huán)路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由此造成信號(hào)設(shè)備的電壓以及載頻等信息在信號(hào)電纜中的傳遞不暢通。其中若是存在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的感應(yīng)值超過標(biāo)準(zhǔn)值的情況，會(huì)將防腐線破壞，甚至有可能破壞電纜的絕緣保護(hù)套，造成設(shè)備故障，或者遺留設(shè)備隱患，進(jìn)而嚴(yán)重影響運(yùn)行中的火車。為此，需要對(duì)信號(hào)電纜的屏蔽層實(shí)施有效的接地保護(hù)措施，并且將電纜的接地線進(jìn)行貫通，從而形成貫通地線，再將信號(hào)電纜的屏蔽層外部加裝絕緣護(hù)套，使其避免外界的電磁影響，并且可以將較大的電磁力通過地線傳輸給地進(jìn)行釋放，然而我們?cè)谑┕r(shí)有好多種接地的選擇方式，一般情況下我們會(huì)采用單端接地或者雙端接地。

2.2 雷電產(chǎn)生的影響

雷電帶來的影響是由于自然形成的，雷電主要有以下幾種形式，其一，直擊雷，這種雷電將會(huì)有能量產(chǎn)生，這種能量對(duì)信號(hào)箱盒內(nèi)部設(shè)備會(huì)產(chǎn)生較大的影響，甚至?xí)?duì)機(jī)械室內(nèi)設(shè)備造成較大影響，影響鐵路的正常運(yùn)輸。目前針對(duì)這一現(xiàn)象的主要應(yīng)對(duì)措施是應(yīng)用避雷針，一定程度上能夠降低直擊雷的破壞程度，然而卻是不能夠防止直擊雷對(duì)設(shè)備的影響。為此需要采用更為有效的防護(hù)措施，一般情況下在施工期間應(yīng)當(dāng)全面焊接鋼結(jié)構(gòu)，促使建筑體形成良好的等電位連接體，可以采用鋼筋結(jié)構(gòu)直接將雷擊電流引入地面,采用這種減少對(duì)信號(hào)設(shè)備產(chǎn)生影響的方式來確定避雷針的設(shè)置位置。其二，感應(yīng)雷，這種雷電不會(huì)直接釋放電能，但是由于信號(hào)電纜、防腐線以及鋼軌會(huì)形成一個(gè)回路，回路中的信號(hào)設(shè)備會(huì)感應(yīng)到這個(gè)巨大的能量，從而影響信號(hào)設(shè)備的正常使用，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生電磁脈沖信息，這種信號(hào)存在將會(huì)嚴(yán)重影響其他信號(hào)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，鐵路信息系統(tǒng)的應(yīng)用具有廣泛的范圍，并且鐵路設(shè)備具有良好的性質(zhì)，能夠長(zhǎng)時(shí)間處于外界環(huán)境中，感應(yīng)雷能夠通過鋼軌影響設(shè)備，致使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)形成，進(jìn)而促使設(shè)備損壞，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)危及人身安全。為了降低對(duì)設(shè)備的影響，目前主要采用布置避雷線的方式進(jìn)行預(yù)防[1]。

2.3 貫通地線產(chǎn)生的影響

它產(chǎn)生的影響是有條件的，如果貫通地線產(chǎn)生的電流注入點(diǎn)與信號(hào)電纜之間處于對(duì)稱的形勢(shì)，這時(shí)兩側(cè)輸入點(diǎn)的信號(hào)電纜上將會(huì)形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其值為0，但是電流的方向是正確的。反之，這兩者之間不是對(duì)稱的形勢(shì)，則會(huì)形成一定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，特別是在一側(cè)的信號(hào)線纜上，將會(huì)產(chǎn)生特別大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，對(duì)鐵路設(shè)備信號(hào)將會(huì)產(chǎn)生較大的影響。一般情況下，正穿運(yùn)行的貫通地線，所形成的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)當(dāng)小于60伏。及時(shí)在信號(hào)電纜外層出現(xiàn)較小的電流，在內(nèi)部的電動(dòng)勢(shì)值也是最大值。如果接觸網(wǎng)出現(xiàn)不良情況，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)則是小于30伏。

3 鐵路信號(hào)中電磁干擾應(yīng)對(duì)措施

3.1 牽引供電系統(tǒng)干擾應(yīng)對(duì)措施

牽引供電系統(tǒng)的主要應(yīng)對(duì)措施是在站內(nèi)發(fā)碼區(qū)段的軌道電路中增設(shè)帶有適配器的扼流變壓器，并且將絕緣兩端通過回流線進(jìn)行溝通，以此增加鐵芯電流，在變壓器次級(jí)增加可以起到防干擾，放入適配器，通過建設(shè)LC電流類對(duì)外界的電磁對(duì)鐵路信號(hào)地面設(shè)備的影響降低。由于區(qū)間移頻軌道電路所應(yīng)用的線圈是空心的，再加上區(qū)間移頻軌道電路可以對(duì)牽引電流產(chǎn)生較小的影響，因此可以將電流進(jìn)行平衡。但牽引電流產(chǎn)生奇數(shù)次或者偶數(shù)次的諧波時(shí)，軌道電流的載頻通常會(huì)選擇偶次諧波，最大程度上能夠減少牽引電流的影響[2]。

3.2 雷電電磁影響應(yīng)對(duì)措施

為了防止自然雷電產(chǎn)生的影響，應(yīng)當(dāng)在設(shè)備機(jī)房上建設(shè)相應(yīng)的防雷設(shè)施，一般情況下采用避雷針方式，然而這個(gè)過程需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行，在適當(dāng)位置建設(shè)，可以有效避免雷擊，反之則會(huì)吸引雷電的襲擊。針對(duì)這種情況，需要在機(jī)房頂部設(shè)計(jì)避雷網(wǎng)來預(yù)防雷擊，然而在雷站避雷設(shè)備施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，同時(shí)應(yīng)當(dāng)注意避雷網(wǎng)為3m×3m的規(guī)格，另外，對(duì)外墻需要鋪設(shè)5根左右的引線，并且確保其與設(shè)備線路之間的間距為5m以上，并且都需要與接地設(shè)備連接。對(duì)于鐵磁物質(zhì)盒則應(yīng)當(dāng)確保設(shè)備接地，這樣可以有效地對(duì)電磁場(chǎng)進(jìn)行屏蔽。在信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備的接口處設(shè)置SPD保護(hù)器，一定程度上減少雷電產(chǎn)生的電壓，進(jìn)而保證信號(hào)的完整[3]。

3.3 貫通地線影響應(yīng)對(duì)措施

在對(duì)地線外層絕緣套進(jìn)行選擇的時(shí)候需要選用新型環(huán)保材料，以此減少線路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的形成概率，同時(shí)還能夠防止泄漏的情況。首先我們?cè)谑┕ぶ袑?duì)貫通地線進(jìn)行埋設(shè)時(shí)，不能讓貫通地線影響到信號(hào)電纜，因此一定要把握好貫穿地線與信號(hào)電纜之間要有1m以上的間隙，之后保護(hù)措施采用填砂的方式。為了提高對(duì)線纜外層絕緣層的保護(hù)力度，還需要建設(shè)監(jiān)控設(shè)備實(shí)施貫通線路外層絕緣套的檢測(cè)，以便及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。

4 結(jié)論

綜上所述，在鐵路沿線線路中最為常見的就是電磁干擾現(xiàn)象，并且范圍比較廣，具有較嚴(yán)重?fù)p害。通過深入研究不同電磁干擾信號(hào)產(chǎn)生的影響，進(jìn)而制定相應(yīng)的防護(hù)措施。電磁干擾對(duì)鐵路信號(hào)而言具有嚴(yán)重的危害，一旦信號(hào)受到影響鐵路運(yùn)行將會(huì)存在安全隱患。為此，需要進(jìn)一步研究鐵路電磁信號(hào)的干擾因素，以此制定有效的防護(hù)措施，進(jìn)而降低不良影響。