关于铁路信号系统电磁兼容需求的探讨

1、    关于铁路信号系统电磁兼容需求的探讨    张甲强摘 要：随着现代化的发展，交通运输行业也是如火如荼，随之而来的就是铁路信号系统稳定性就变得至关重要。铁路信号系统长期处于电磁的工作环境中，没有合格的电磁兼容性系统就无法正常稳定的工作，设计铁路信号系统时，做好系统电磁兼容的需求工作就显得尤为关键。本文旨在分析电磁兼容（emc）基本概念、产生emc问题的常见原因及其改善措施，希望对铁路信号系统设计的emc问题有所帮助。关键词：铁路信号系统；电磁兼容；需求铁路信号系统的稳定性直接影响着列车的安全行驶及传输效率，电磁兼容性作为系统中最为关键的性能，铁路信号

2、系统时刻工作于电磁环境中，所以系统设计过程中需要考虑电磁兼容是否满足国际标准，良好的电磁兼容性系统确保系统不受外界电磁干扰，子系统之间不会互相产生干扰，所以系统中的设备能确保在正常的电磁环境下稳定、安全及有效地运行。研究系统是否需要标准的电磁兼容性就有很重要的意义。一、铁路信号系统电磁兼容产生的原因电磁兼容主要表现在常用仪器设备及工作系统长期处于电磁的运行环境下，完全不影响其正常运行或者自身运行过程中不会产生电磁骚扰的性能。因此电磁兼容的产生必须同时具备特定的干扰源、完整的耦合通道及系统中的敏感设备，所以根据这个必要条件分析电磁兼容产生的原因主要有以下几点：1.1电磁干扰源电磁干扰源从字面上看

3、就是提供电磁干扰的源头，所以自身具备向外辐射电磁能量，并且在相同的工作环境下影响铁路信号系统正常运行。电磁干扰源通常又可以分成自然干扰源及人为干扰源，前者为信号系统处于的自然环境下产生的干扰，主要包含了环境中的噪声干扰及雷电干扰，自然干扰源时无法避免；后者为人们制造的机电设备向外辐射电磁能量，部分人为干扰源能验证系统的电磁兼容性。1.2耦合通道耦合通道和声音传播的途径类似，它是作为传输电磁能量的媒介及通道，耦合通道由于电磁能量传输的方式可以划为辐射、传导及感应。耦合通道存在于电磁干扰源及敏感设备之间，在电磁干扰产生之后，需要借助耦合通道进行传输，分为辐射和传导。通常干扰源与敏感设备之间的连接线

4、为传导耦合，如计算机控制系统与拖动铁路运转的电机设备。辐射耦合具有多种变化组合，耦合通道的不确定性使得克服电磁干扰难度极大。1.3敏感设备敏感设备为铁路信号系统中含有的所有设备受到电磁干扰源时，产生电磁危害从而影响设备正常运行。铁路信号系统中列车调度系统不仅可以作为干扰源，系统本身容易受到自然干扰源的影响。敏感设备长期处于电磁干扰的工作环境下，电源线与零线形成的闭合回路出现的杂讯称为差模杂讯，电源线与地线形成的闭合回路出现的杂讯称为共模杂讯。二、避免电磁干扰的措施电磁兼容问题的出现主要为电磁干扰，电磁干扰（emi）的产生根据信号的不同又划为共模干扰与差模干扰。两者产生的原理、传播的途径、频率特

5、性和对策方法都不一样。针对电磁干扰必要的条件可以采取有效的避免措施，切断任意一个必要条件能够避免电磁干扰，但是在处理共模干扰以及差模干扰时，采取的措施有所不同。系统中的敏感设备可以采取屏蔽的措施，将敏感设备（如信号系统中的计算机、信号传输设备及数据交换机等）放置在专门的电磁屏蔽装置中，有效的避免了自然界的电磁干扰。接地系统对于地线以及电源线的放置需要做一定的考虑，尽量避免地线与电源线形成环路面积过大造成不必要的共模干扰，模拟地与信号地需要隔开放置，同时接地系统还要考虑设备的安全性问题，所以接地系统需要同时兼备电磁兼容性及运行的安全性。信号系统中电缆线的放置需要考虑电流的大小，强电与弱电也应该隔

6、开，避免两者产生差模干扰。信号系统显示模块（计算机显示器）的处理，可以在该模块添加滤波器，能够滤掉不必要的信号干扰，尤其是关键位置的显示器选取抗电磁干扰能力强的lcd显示屏。三、电磁兼容测试及控制文件3.1电磁兼容的测试不同国家对于信号系统进行电磁兼容的实验测试所有不同，因此测试机构应该注意的具体测试事项需要参考本国测试标准文件，测试条件达到了国家实验室规定的标准或者得到了国际认证，就可以给该测试机构下达执行认证证书，通过该机构测试就表明铁路信号系统电磁兼容达到标准。3.2电磁兼容的控制文件电磁兼容通过测试后都会有相应的测试记录，所以电磁兼容控制文件应该包含了实验测试记录、电磁兼容具体事项、电

7、磁兼容设备管理等。控制文件中还专门指出了系统设计中需要达到的标准，铁路信号系统中的设备生产、安装及其应用测试过程中应该满足的要求，设计的系统才能符合电磁兼容的国际标准。控制文件主要分为工作计划、技术规格和设计参数要求，工作计划文件中指出了具体的工作安排和管理计划；技术规格文件包含了干扰部分及敏感设备的技术参数，还有对干扰源进行定性、定量判别，明确指出干扰源的判定条件；设计参数要求有系统设计过程中需要注意的地方，接地设计及电线需要进行隔离，地线及其电缆线的放置要求和准则等。四、结语本文依次阐述了铁路信号系统电磁兼容产生的原因，针对电磁兼容必备条件提出相应的避免措施，在探讨了电磁兼容所涉及到的实验测试及其控制文件。为铁路信号系统电磁兼容需求提供了一定的依据，由于环境的不同、工程的不同，對于电磁兼容的研究也有所不同，所以希望本课题的研究为以后探讨电磁兼容的需求有所启发。参考文献：1 闻映红.高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术j.北京交通大学学报，2016，40（04）：70-74.2 武丹丹. 基于实例推理的车载通信系统电磁兼容指标分配方法的研究d.西安电子科技大学，2014.3 卡哈尔江·艾海提.缘于牵引供电系统的铁路信号系统电磁干扰探析