快軌車電磁兼容問題解決策略分析

劉歡

摘 要 本文基于電磁干擾三要素提出了電磁兼容設計這一原則，設計了電磁兼容解決措施，發現能夠對快軌車在信息廣播顯示、空調、監控、制動、門等系統設備運行中，所產生的電磁干擾問題有效解決，并有效增強設備運行安全穩定性，真正確保快軌車的行車安全。

關鍵詞 快軌車;電磁兼容;解決

隨著社會城市發展進程的不斷加快，城市軌道車輛的設計制造水平也隨之不斷提升，解決快軌車電磁干擾作為目前設計制造中重點關注的問題之一[1]。電磁兼容問題是系統設備處于電磁環境下正常工作運轉，不具備對工作環境內任何事物的電磁干擾承受能力。主要包括了電磁干擾、抗干擾性兩大問題，電磁干擾又包括了設備運行空間所致RE輻射、電源信號傳輸線所致CE傳導兩類干擾問題。要求運行的電氣設備需要與電磁兼容指標性能相符，本文將對快軌車電磁兼容問題提出解決策略。

1電磁干擾三要素及設計原則

電磁干擾所致設備運行性能發生降級、失效，要求同時具備以下三大要素：一需要擁有電磁發射源;二就是需要電磁干擾敏感設備;三是存在電磁干擾耦合通路，能夠向干擾敏感設備由電磁發射源傳遞能量。

對于一個系統設備來講，電磁兼容基本設計原則如下[3]：一是使用系統設備對外電磁干擾最大限度降低，不會對其他系統工作產生影響;二是能夠最大化提升設備系統所具備的抗干擾能力;三是切斷系統設備或其他電磁耦合通路。綜上這些都作為快軌車在設計過程中所需考慮實施的減輻射、增強抗干擾能力的措施。

2存在電磁兼容問題

標準要求快軌車各系統設備工作過程中，不應對其他正常工作設備產生電磁干擾，并且系統本身也同樣要具備抵抗其他設備電磁干擾的能力，保證系統的可靠運行。盡管PLC具備較強的抗干擾能力，但是是否同樣可以承受變頻器所存在的強干擾問題仍然需要進一步驗證。為了對快軌車的系統設備符合電磁兼容性要求，通過模擬運行發現主要存在以下電磁干擾問題：

一是啟動設備時，全部接通配線輸入點但是無法實現正常控制;二是存在通訊干擾，在運行三十分鐘后，系統通訊失敗同樣無法控制。通過運用示波器對輸入點存在的干擾噪聲進行觀測，發現存在等同變頻器載波頻率周期的干擾信號，達到了14.5V的幅值，遠遠高出噪聲電平因此所致輸入點產生干擾。對于RS485通信線路中發生超出0.1MHz的干擾尖峰，所致逐漸降低RS485兩根通信線路電壓，大約降低半小時后較差分電壓0.2V較低，最終通訊失敗。

3解決措施

3.1 車輛電纜線輻射電磁兼容解決措施

為了能夠達到合適解耦，不同類別電纜需要保持和其他類別電纜間距離最小化。針對具備同樣抗干擾能力但是極易發生干擾問題導線制定分列清單布線。也可將屏蔽電纜方式應用于十分強大的干擾問題中。通過在布線中運用EMC措施能夠與基本的電磁兼容性能要求相符。

不同類型電纜實現分別布線，保證電纜間距最小化，在相鄰位置鋪設輸出線、回流線，尤其對于電機線、制動電阻線等電源線更需要注意[4]。

配線安置要保證與車輛接地線盡可能接近。電機電纜及可磁化金屬片之間需要確保距離充足，由于突變磁場極易產生噪聲。假若類型差異化電纜間無法確保間隙，那么就需要運用金屬套、電線管、線槽實現安裝接地。需要屏蔽A類電纜，并要求輸電纜、信號線屏蔽層均需要接地。

不同電纜實現直角交叉并不要求間距最小化。不同類別電纜通常在布設中需要經統一接插件，數據傳輸線也需要實現專用接插，而數據傳輸線的不同則可以實現專用線插件共用，在總線芯的插頭、線束之間需要最大化連接來完成不同總線解耦，經單獨接插件完成控制線、信號線兩鏈接，保證信號導線的靈敏性譬如電流、電壓變換器信號線應當專門經過專用接插件。

同車不同設備間數據傳輸線不可間斷，需要盡可能避免運用端子。需要保證在電纜進入至套管即刻屏蔽，這樣才能夠保證干擾電流最終不會向套管內部實現傳導。數據導線電纜屏蔽接觸接插件周圍，對于無法保證大干擾導線的間距最小化，那么對于此種情況則需要在一定線段進行導線平鋪處理，那么敏感數據總線便會在電線管內單獨鋪設，或鋪設在良好接地的線槽中。

3.2 車輛設備電磁干擾解決措施

（1）對于整車的電磁干擾解決措施，所有應用于金屬車體表面的電子設備均采用等電位表面外殼，所有信號屏蔽線、數據傳輸總線以及控制電纜此類屏蔽電纜，需要保證連接車輛接地。并且還要保證支架、金屬設備柜、箱體、車輛等設備之間實現接地連接。達到300MHz頻率范圍區間時，線路連接阻值控制在幾毫歐姆以內，并運用接觸墊圈螺栓與恰當長寬比接地線相連。屏蔽電纜在敷設時需要與支架、設備柜、容器金屬及箱體金屬部位盡可能靠近，同時為了預防存在電位差所致設備金屬殼出現的電容耦合情況，需要對所有應用的電子設備金屬外殼相連。

（2）車輛主要設備措施。對于VVVF箱、SIV箱以及REC箱等均勻用封閉金屬箱，可以實現車輛接地線、低電阻之間的充分相連接方式。快軌車的空調機組應當運用封閉金屬箱體，在低電阻、接地點采用機組座方式。保證電器柜低電阻接地點要在兩處以上，并運用屏蔽導線連接，還要對其他車輛設備同樣做相應的接地、屏蔽技術處理。

4結束語

總而言之，保證快軌車能夠妥善解決電磁兼容問題，對于快軌車的安全穩定運行產生直接影響。本文分析提出快軌車存在的電磁兼容問題，從車輛電纜線輻射電磁兼容解決措施、車輛設備電磁干擾解決措施以上兩方面，真正解決干擾設備電磁干擾問題確保快軌車的行車安全。

參考文獻

[1] 劉培勇，劉巧燕，祁傳琦.高壓油泵車電磁兼容性綜合解決措施[J].成都航空職業技術學院學報，2007，28（1）：58-60，63.

[2] 向云秀，覃開宇.汽車電磁兼容：標準、現狀、措施與建議[J].磁性材料及器件，2011，16（4）：10-13，36.

[3] 關泉.談車載式雷達的電磁兼容問題[J].中國科技博覽，2013，25 （8）： 321-322.

[4] 黃小華，程雪梅.汽車電磁兼容性設計原理與電磁干擾的抑制[J].裝備制造技術，2008，（1）：114-115.