减少车下电磁干扰的方法

徐宝山

摘 要：随着现代科技的飞速发展，各种电子电气设备逐渐增多，系统设备的电磁兼容性也变得越来越重要。在地铁环境区域之中，除开地铁车辆中的电气设备之外，还有诸如无线发射站等各种电磁干扰源，这些电磁干扰源都会对地铁环境中的电气设备产生影响，严重时还会造成地铁设备出现误动作，甚至导致系统瘫痪，对电子元件产生损害。因此我们必须要深入探讨减少地铁车下电磁干扰的技术方法。

关键词：车辆；电磁干扰；解决方法

地铁环境内的电磁兼容性指的是系统设备在电磁环境中正常运行及其对其余设备不造成电磁干扰的性能。地铁车下电磁干扰源通常来说包含了车辆电力牵引逆变器、电机、辅助电源逆变器等。对于地铁车下的电磁干扰，我们可以通过接地、屏蔽以及滤波等技术进行处理，从而最大限度的减少车下电磁干扰对列车正常行驶的影响。

1.改善接地系统

地铁车站沿线的主变压器处作单点接地，从而保证接地阻抗能够满足电气规范的实际需求，另外还应该把接地点引出到屏蔽笼子之外，确保地电位居于零电位，避免由于电荷泄漏不完全而导致地电位漂浮的情况。单点接地是将整个电路系统中的某一结构点当成是接地基准点，其余单元的信号地连接于此点。所谓多点接地即是设备或者分系统内各个接地点都直接连接于距离其最近的接地面，保证引线最短。因为多点接地系统内部存在很多地线回路，它们对设备中较低电平的信号单元会造成不良影响，因此应该选择混合接地的方式[1]。

接地系统的设计应该遵循以下几点标准：第一是工作频率较宽的系统采取混合接地方式；第二是地线环路出现问题之后可以使用浮地隔离；第三是确保接地线最短；第四是接地线导电性能必须良好；第五是对信号线、信号回线和底板、机壳都必须采用单独的接地系统，或者独立的接地回线，从而避免对其他电路产生瞬态耦合；第六是低电平电路接地应该交叉的区域要确保导线之间相互垂直；第七是采用平衡差分电路时必须尽可能降低接地电路干扰的影响；第八是交流线与直流线不能一起绑扎。端接电缆屏蔽层时应该尽可能不使用屏蔽层辫状引出线。当需要使用同轴电缆进行信号传输的情况下，应利用屏蔽层提供信号回路。低频电路可以选择信号源端单点接地的方式，而高频电路则采取多点接地的方式。

2.电磁屏蔽技术

电磁屏蔽技术指的是对两个空间区域之间利用屏蔽技术来相互隔离，从而控制电场、磁场与电磁波通过一个区域朝另一区域的感应与辐射。屏蔽技术是增强电子系统以及电子设备电磁兼容性的有效方式，它可以很好的抑制通过空间传播的电磁干扰。利用屏蔽技术不仅能够降低电子设备内部的辐射电磁能向外部传输，同时还能够降低或者避免外部辐射电磁对电子设备产生的影响。采取主动屏蔽技术，大多数的电磁兼容问题都能够有效解决，屏蔽技术一般来说有下面两种：其一是电场屏蔽，一般用于防止静电场与恒定磁场的影响；其二是电磁屏蔽，一般用于防治交变磁场和交变电磁场的影响。

在电场屏蔽的设计过程中必须要处理好以下几方面的问题：首先是屏蔽板应尽可能接近保护物，屏蔽板要做好接地措施；其次是屏蔽板的形状要设计好，全封闭金属盒最佳，但实际工程中有一定难度；最后是屏蔽板材料应该选择良性导体，且要保证其强度。而磁场屏蔽一般来说是直流或者低频磁场的屏蔽，其屏蔽作用相对电场屏蔽来说比较弱，磁场屏蔽属于系统集成工程的重点所在，在磁场屏蔽设计时要处理好下面几个问题：第一是磁屏蔽体要尽可能选择高磁导率的材料，比如说坡莫合金；第二是被屏蔽物体避免设置于紧靠屏蔽体的位置，从而降低通过被屏蔽体内部的磁通；第三是应该适当增加磁屏蔽体的厚度，从而降低屏蔽体的磁阻。单层屏蔽体的厚度要控制在1.5mm左右，如果单层屏蔽体的实际效果较差，则可以选择使用双层或者多层屏蔽体，也能够起到防止磁饱和的作用。

3.滤波处理技术

滤波指的是把各种信号根据其频率特征进行分类同时控制其方向，是对某些频率点区域中的信号提供传输极点，而对另外的频率点区域中的信号提供传输零点的处理技术。滤波是降低车下电磁干扰的一种有效方法，利用滤波处理技术能够在很大程度上降低传导干扰的电平，这是因为干扰频谱成分并不相同于有用信号频率，滤波对这些和有用信号频率有差异的成分能够起到很好的抑制作用，进而发挥出有效的抗干扰作用。因此，利用滤波网络处理技术来抑制电磁干扰源，消除干扰耦合，或者提升接受设备的抗干扰能力都是非常有效的方法。

滤波处理技术的基本功能是选择信号及减少干扰，为实现上述两种功能而设计的网络我们称之为滤波器。濾波器的基本原理是在电磁波传输路径上产生较大的特性阻抗，把电磁波内部大多数能力反射到源处。一般我们使用的滤波器包括了低通滤波器、高通滤波器以及带通滤波器三种。因为有效的滤波降低了干扰源的泄漏，因此对辐射干扰能够发挥出很好的抑制效果，地铁车辆的牵引逆变器、辅助电源装置的设计都可以运用滤波技术，能够非常有效的减少车下电磁干扰[2]。

滤波器的安装工作会对实际抗干扰性能产生较大的影响，我们必须要正确安装才能够获得预期效果，其安装需要注意下面几方面的问题：第一是电源供电线滤波器必须安装在设备电源入口附近并进行屏蔽；第二是滤波器中的电容引线长度要控制好，避免其感抗和容抗在低频率中发生谐振；第三是必须保证滤波器接地良好；第四是焊接于同一插座上的导线都应该进行滤波，避免其对滤波器性能产生影响；第五是滤波器输入输出引线之间必须进行屏蔽，禁止其往返较差，避免输入输出引线耦合造成滤波器抗干扰性能的降低。

4.结语

地铁电磁兼容技术包含的范围非常广泛，主要涉及到工程学、自然科学、经济学等多方面的科学理论，同时期理论体系也具有一定的特殊性。随着现代科学技术的飞速发展以及电子技术的普及应用，地铁电磁兼容所面临的很多问题也接踵而来，电磁兼容工作与地铁车辆中的各个电气电子设备息息相关，我们必须要利用总体设计部门的管理协调工作，才能够有效解决这一问题。

参考文献：

[1]杨伸其.浅谈电磁兼容和电磁干扰[J].IT时代周刊，2014（07）：38.

[2]王权利.电磁兼容和电磁干扰探析[J].信息通信，2012（06）：65.