城市轨道交通电磁信号的防护与屏蔽

陈永强

（重庆市轨道交通设计研究院，重庆　401122）

1　电磁信号的主要干扰源

1.1　外界环境

城市轨道交通信号受周围的功率较大的通信基站、超高压输电线等其他相关设施或是自然现象中的雷电反应的影响，传递出相关的电磁信号会对城市轨道交通系统产生部分较为不利的影响，一定程度上制约电磁信号的安全高效地传播。

1.2　高压装置

城市轨道交通系统的变压站装置内部的断路器、开关等各项设备在完成闸结构的分开结合操作时，会导致结构内部的电流出现短期变大或减小的情况（电磁振荡），电磁振荡如下图1所示。由于短期的电流变化为系统本身的电磁场带来一定程度的干扰，使其在设备附近范围内呈现出变化频率较高的上下波动的电压，电压因辐射现象冲出脉冲电磁场区域。而电流、电压、电磁场的各项数据变化对磁场周围的通信环境、信号较弱的设备造成部分不良影响。

图1　电磁振荡

1.3　二次装置

二次装置特指在城市轨道交通系统中变电所的二次装备，根据调查发现，该设备的电压数值较低，电路板线路的分布情况较为集中。且所使用部件、电路板的具体走向并没有实行相应的屏蔽处理，致使较强的电流回路与较弱的电流回路出现交叉现象，各线路间的耦合现象主要体现在其电容性与电感性上，较强电流回路中的干扰信号由于交错情况进入较弱的电流回路中，对其通信质量、信号的强弱产生不可忽视的恶劣影响。

1.4　接地装置

根据相关结果显示，一次设备与二次设备并未根据城市轨道交通系统的真实情况对其实施较为准确的接地处理，最终导致电磁场对其他结构产生干扰作用。以二次设备的接地处理为例，由于二次设备的接地位置选取不当，产生电流泄露的现象，进一步导致各个接地点之间的电压出现一定程度的偏差，由此提升城市轨道交通系统出现故障的可能性。根据资料得知，通信电缆的屏蔽处理方法为两端接地，该方法的操作使得该地区的电势出现不平衡情况时，各个接地点出现较大的电压数值差异，阻碍正常通信信号。

2　防护与屏蔽

电磁干扰的主要原因大致分为三个方面：干扰源、传播途径、特殊设备。因此若要分析如何对城市轨道交通系统进行防护及屏蔽，应从这三个方面进行深入解析与研究，并为其提供行之有效的防护措施，具体方法为：一、为阻碍干扰源对系统的不良影响，作业人员可采取接地、屏蔽等相关措施抑制其影响效果；二、为防止在传播途径中出现电磁干扰的现象，应有效隔断干扰信号与正常信号的联系；

3　采用提高抗干扰能力的方法实现对特殊设备的有效防护

根据电磁干扰的性质可将其合理划分为静电放电干扰、电感性干扰、辐射性干扰等等。从辐射性干扰来分析电子设备往往秉持着保持与干扰源较远的距离的安装原则，行业人员通常选取电磁兼容能力较强的机箱设备，并将其与电阻较小的接地网进行安全连接，各部件的线材质多选取可屏蔽磁场的线质，电脑的显示器材质通常为液晶材质。从静电放电干扰的角度来看，系统维护工作者在操作前应戴上防静电手套以免出现事故，尽可能避免在弱电设备环境中实施地毯的铺设，维修中需使用预防静电的材质作为维修材料，且实时监控作业区域的湿度。从导电性电磁干扰信号的方面来分析，具体的防护方法为；供电设备使用UPS，电磁信号多采用光纤材质，关于输入接口的开关量的数据表述及输入回路的采集应有效使用光耦合设备做隔离处理，与此同时还应为该系统装配消抖动电路。输入回路中采集交流电的辅助设备为清晰度较高的小型变压器。电感性干扰作用的防护措施为：首先应将信号线与供电线始终保持较为合理的距离范围内，而关于电源线与信号线之间则需采取分离的方法，交叉部分应将其设置为直角的角度，线管、线槽等发挥外部保护作用的材料通常选取导电性较强的金属材质，且值得注意的是作业中要求接地线、电缆屏蔽装置和地网之间的联系应是通过较为安全的方式进行连接的，以保障后期使用的安全系数。

4　结束语

综上所述，电磁信号的干扰作用确实对城市轨道交通系统的优化起着较为消极的影响，因此为保障城市轨道交通系统的常规使用，行业人员应研究出切实可行的措施去避免来自各方面电磁信号的干扰，只有这样，才能满足人们对于该系统的需求。

[1]王啸波，郑生全.市政电网对城市轨道交通信号系统的影响及其防护[J].都市快轨交通，2016，29（3）：114-118.