铁路信号传输设备抗电磁干扰的安全性研究.pdf

《铁路信号传输设备抗电磁干扰的安全性研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、铁路信号传输设备抗电磁干扰的安全性研究周山铁道部工程质量安全监督总站乌鲁木齐监督站830011摘要：多年以来，电磁干扰对铁路信号的安全带来极大的威胁，研究雷击电磁干扰对铁路信号传输设备的影响，选择合理的接线方式，这对于实际设计和施工方面都有重要的指导意义。关键词：铁路信号雷击干扰安全性分析近年来，随着我局电气化铁路工程的逐步开通使用，信号站内微机联锁和区间自动闭塞设备也在全局得到推广，对于由微电子系统控制的信号设备来说，如何提高系统的抗强电磁干扰能力，提高设备的稳定工作性，保证信号设备在最不利环境条件下不出现误动，杜绝“甬温线”7、23旅客列车重特大事故发生是信号设计、施工、维

2、修工作的一个紧要客题。铁路信号系统中信号电缆是传输控制信号的专用通道，信号系统微机联锁设备室内外控制控制信息及区间自动闭塞信号和轨道电路控制信息传递都是通过信号电缆完成的，因此信号传输设备良好接地和防雷功能的正常体现是信号设备正常工作的前提和保证，按照铁路信号施工规范要求，铁路信号设备对于抗电磁干扰有严格要求，各级信号系统均设置防雷装置，信号电缆采用具有钢带、铝护套、内屏蔽护套的数字电缆，在电源保护器上规定上一级电源保护器容量应大于下一级，信号各负载和电源间设置了合理的电流保护器，其本身电源的能量在任何情况下均不足以大面积烧毁其传输通道。但在电气化铁路这个大系统中，各个部门共存

3、，相互之间必然会产生各种各样的影响，作为弱电系统的信号系统，在这个环境中处于从属地位，如何提高其自身的抗干扰能力是保证信号系统正常运行的重要问题。1.铁路信号强电磁干扰通常我们认为的电磁干扰是指任何能使设备或系统性能降级的电磁现象，主要分为传导性干扰和辐射干扰。这两种方式的干扰的主要区别在于干扰的藕合方式不同。传导性干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号藕合到另外一个电网络上；辐射干扰是指干扰源通过空间把一个信号藕合到另外一个电网络上。任何电磁干扰的发生和发展都必然存在干扰能量的传输和传输途径。我们通常认为电磁干扰传输有传导传输方式和辐射传输方式这两种。其中传导传输的前提是必

4、须在干扰源和敏感器之间有完整的电路连接，干扰信号沿着这个连接电路传递到敏感器，发生干扰现象；辐射传输则需要通过介质以电磁波的形式传播，其干扰能量按电磁场的规律向周围空间发射。2.雷电对铁路信号的影响铁路信号设备是保证列车运行安全、提高运输效率和改善铁路员工劳动条件的重要基础设施。早期的信号设备多由机电产品构成，耐绝缘程度较高，抗雷击能力较强，对防雷的要求不高，因此相应的防雷标准也不高。曾经一度时期对雷电的传统防护手段是以分散设置防雷元器件、分散设置地线为主的方法。但是这种方式存在很大的系统性缺陷，即没有把信号设备的防雷和类似于信号机械室的建筑物的防雷作为一个整体来进行考虑，尤其

5、对于强电磁干扰一直击雷的防护缺乏有效的手段，另外由于信号设备的布置主要是分散分布在铁路沿线，这就导致了它们特别容易受到雷电气候的影响，特别是在雷电灾害比较频繁的南方地区。雷害给铁路运输带来的影响也越来越突出，随着国际防雷理论，防雷技术的发展和国内对信号防雷的认识不断深入，信号设备防雷工作逐步得到重视，提高信号设备防雷标准的呼声越来越高，采用先进的以车站信号建筑物为中心的雷电综合防护体系己成为未来发展趋势。随着人类社会进入电子信息时代后，雷灾的危害也变得越来越突出。雷电除了从二维空间入侵进一步上升到三维空间入侵，无孔不入地造成灾害，让防雷工作变得严峻。即使雷电流没有直接流过系统，

6、雷电通道附近几百米甚至上千米的范围内也能产生严重的电磁效应。对于在雷电电磁脉冲环境中运行的电子系统，电磁脉冲能量以传导方式或辐射方式进入系统，加至设备输入、输出端口，在元器件上产生感应电压、电流。一旦感应电压、电流超过了该元器件的损伤闭值，轻则会使系统的正常运行受到干扰，重则造成元器件的永久性损伤。3.接地方式对抗电磁干扰的安全性研究3.1单端接地方式当电缆铝护套或金属屏蔽层有一端不接地后，带来了下面一系列问题：当雷电流或过电压波沿线芯流动时，电缆铝护套或金属屏蔽层不接地端将会出现很高的冲击电压。在系统发生短路时，短路电流流经线芯时，电缆铝外套或金属屏蔽层不接地端也会产生较高的

7、工频感应电压，在电缆外护层绝缘不能承受这种过电压的作用而损坏将导致出现多点接地，形成环流。因此，在采用一端互联接地时，必须采取措施限制护层上的过电压，安装时应根据线路的不同情况，按照经济合理的原则在电缆铝外套或金属屏蔽层的一定位置采用特殊的连接和接地方式，并同时装设护层保护器，以防止电缆护层绝缘被击穿。据此，高压电缆线路安装时，应该按照GB50217-1994《电力工程电缆设计规程》的要求，单芯电缆线路的金属护套只有一点接地时，金属护套任一点的感应电压不应超过50-100V(未采取不能任意接