淺析電磁干擾對鐵路信號的影響及措施

摘要：在鐵路運輸領域，鐵路信號系統(tǒng)的正常運行對運輸安全非常重要。鐵路信號系統(tǒng)中各種元器件種類繁多，精密度高，非常容易受到各種電磁干擾。本文從牽引供電、雷電以及貫通地線三個方面對鐵路信號系統(tǒng)產生電磁干擾進行了詳細的分析與探討，并逐一提出了相應的對策，最終為鐵路信號的安全及提高信號的傳輸質量有所幫助。筆者希望通過自身的努力，提高鐵路信號的安全和傳輸質量，為我國鐵路技術工作者的決策提供一點參考。

關鍵詞：電磁干擾;鐵路信號系統(tǒng);安全性

一、引言

近年來，隨著我國逐漸加快城市化進程的腳步，為了滿足人們出行的需要，增進區(qū)域間經濟交流的需要，以高速鐵道為代表的鐵路建設，正在極大提升鐵路的運行速度和客貨運輸量。但值得我們深入關注的是，電磁干擾對鐵路系統(tǒng)的日常運行帶來了危險，嚴重影響了鐵路信號在傳輸過程中的穩(wěn)定性，對信號設備正常運行產生了危害，進而可能帶來不可預知的嚴重后果。因此，通過采取有效的措施，盡可能的減少電磁干擾對信號設備產生的影響。在信號傳輸?shù)倪^程中，一旦有較明顯電磁干擾，有很大幾率對鐵路系統(tǒng)正常運轉帶來不可想象的負面影響，甚至會造成對乘客的生命安全和財產帶來威脅，電磁干擾已經成為制約我國鐵路行業(yè)未來發(fā)展的不可忽視的因素，保證鐵路運輸系統(tǒng)的正常運行具有重要的戰(zhàn)略意義。

二、分析電磁干擾對鐵路信號系統(tǒng)的主要影響

鐵路信號系統(tǒng)中存在大量的精密元器件，集成度也比較高，因此，電磁干擾會鐵路信號的紊亂，嚴重影響鐵路系統(tǒng)的運行安全，引發(fā)安全事故。

（一）牽引供電系統(tǒng)對鐵路信號造成的電磁干擾

在我國的鐵路系統(tǒng)中，牽引供電系統(tǒng)對鐵路信號系統(tǒng)產生的影響，主要體現(xiàn)在以下兩個方面。第一，牽引電流不夠平衡產生的牽引傳導性干擾。軌道電路與列車牽引回流載體相同，在鐵路信號系統(tǒng)與鐵軌連接的時候，需要扼流變壓器發(fā)揮作用，鐵軌連接時兩線圈匝數(shù)相一致，牽引電流磁通量方向相反，當磁通量大小保持一致時，就不會對信號設備造成不良影響。但是在鋼軌阻抗大小、對地泄漏等因素影響下，則會出現(xiàn)牽引電流不平衡現(xiàn)象，導致電子設備損壞、信號失真等情況出現(xiàn)。第二，牽引電磁干擾。鐵路沿線高負荷電路中出現(xiàn)電磁干擾較多，導致信號電纜出現(xiàn)感應電壓，降低了信號的傳輸質量，更有可能擊穿絕緣信號線，威脅到列車的運行安全。第三，有時接地電位急劇上升，會出現(xiàn)大地與貫通地線間出現(xiàn)漏電的情況，造成電路短路，進而引發(fā)電氣信號設備的故障。

（二）雷電對鐵路信號造成的電磁干擾

當正負兩種電荷互相接近時，并在空氣摩擦過程中產生閃電和較強大的電力保護。由于雷源離鐵路較遠，因此，并不會對鐵路信號系統(tǒng)產生影響，然而，雷源產生的雷擊，可以對信號產生兩種影響，即感應電擊和直接電擊。感應電擊是在放電的過程中會引起周圍磁場的變化，形成變化的電磁脈沖，電磁脈沖沿著外部的有效介質損壞電路中的靈敏部件。直接電擊是雷電所發(fā)出的電荷會直接作用到鐵路的信號傳輸系統(tǒng)當中，在放電的過程中也會產生較大的磁場，引起周圍通行環(huán)境的改變，鐵路信號運行系統(tǒng)產生極大的危害。

（三）貫通地線對信號造成的電磁干擾

在現(xiàn)有的鐵路系統(tǒng)運行過程中，貫通地線對地鐵信號設備產生的影響主要分為以下兩點 ：第一，信號電纜中的電流注入與貫通地線相對稱，方向相反，這時候兩者產生的感應電動勢是相一致的，信號設備的感應電動勢為零。第二，信號電纜設備和貫通地線的電流不對稱，在這樣的情況下，一般信號電纜會產生感應電動勢在靠近貫通地線的位置，其電動勢會達到最大值。

三、針對鐵路信號電磁干擾的有效防范措施

通過前面的分析，我們了解了鐵路信號系統(tǒng)中最為常見的電磁干擾種類，這些電磁干擾在危害程度、持續(xù)時間、控制難度等方面上都存在一定的差異，因此，提出有效的防范措施，降低安全事故發(fā)生的概率，保障列車正常運行，都會帶來十分積極的意義。

（一）針對牽引供電系統(tǒng)對鐵路信號造成的電磁干擾的措施

降低牽引供電系統(tǒng)對鐵路信號造成的影響，第一，可以設置安全防雷或者接地設施，保證整個鐵路系統(tǒng)的安全運行。利用鐵路牽引供電系統(tǒng)的供電環(huán)節(jié)，科學合理的設計電路，然后選擇合適的電氣設備，以此來降低電池和電流的干擾。第二，使用最科學的方式對牽引系統(tǒng)進行供電，為了能夠保證回流線的對稱性，盡量延長供電回路，確?；亓鞴ぷ髂軌蝽樌倪M行，防止電流在回流的過程中受到電磁的干擾。第三，優(yōu)化施工工藝和規(guī)范的操作流程，保證整體項目的建設能夠符合防電磁干擾技術的相關要求。第四，在鐵路運輸過程中使用正確的連接方式，對貫穿地線進行連接，防止使用連接或者替代的方式進行電纜的施工，工作人員需要嚴格按照相關標準的要求和規(guī)定進行操作，確保施工的規(guī)范性，以此來提高鐵路信號系統(tǒng)運行的可靠性。

（二）針對雷電對鐵路信號電磁干擾的措施

為了有效預防雷電等自然因素對鐵路信號系統(tǒng)帶來的電磁干擾，需要在信號設備機械室上構建相關的雷防設備。選擇使用避雷網(wǎng)作為接閃器來對雷擊進行有效防范，在列車機械室頂部搭建避雷針，同時在鋪設防雷設備中嚴格按照相關的施工技術標準進行作業(yè)。針對鐵路信號系統(tǒng)中的鐵磁物質盒需要檢查并確認其有效接地，只有這樣，才能夠有效屏蔽掉雷電所產生的電磁場，在室外信號設備中成功進行接地體設備的安裝作業(yè)。

（三）針對貫通地線對鐵路信號電磁干擾的措施

為減少線路中感應電動勢，需要確保地線外套材質，通常情況下會選擇質量較高的環(huán)保型材料，在減小接地電阻的基礎上，使漏泄能力得到進一步提高。同時，在對信號電纜、貫通地線敷設過程中，也要注意兩者之間距離。此外，通過室內監(jiān)測系統(tǒng)的構建，可以對電纜絕緣指標進行檢查和監(jiān)控，避免信號電纜絕緣層出現(xiàn)損壞情況，并維護信號系統(tǒng)安全和穩(wěn)定。

結束語

隨著我國鐵路事業(yè)不斷發(fā)展，電磁干擾問題也引發(fā)社會各界密切關注，受到電磁干擾影響也會對鐵路系統(tǒng)正常運行造成不良影響。筆者通過從電磁干擾對鐵路信號系統(tǒng)的主要影響展開詳細的分析，從牽引供電、雷電以及貫通地線等三個方面出發(fā)，有針對的提出了相應的措施，確保鐵路信號系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。

參考文獻

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[2]王順順.電磁干擾與鐵路信號安全的相關性研究[J].電子世界，2019（18）：161-162。

作者簡介：王志剛，（1984-8-）哈爾濱鐵道職業(yè)技術學院，副教授。

（哈爾濱鐵道職業(yè)技術學院 黑龍江 哈爾濱 150060）