鐵路電力遠動系統的抗干擾分析

李靜

摘 要：作為一種先進控制方式，電力遠動系統的應用對于確保鐵路電力系統運行的安全性和可靠性具有重要作用。本文首先分析了鐵路電力遠動系統設備的主要干擾源，然后具體探討了遠動系統的抗干擾措施，以期為相關技術與研究人員提供參考。

關鍵詞：鐵路；電力遠動系統；抗干擾

1 鐵路電力遠動系統設備主要干擾源

遠動系統類屬于電力系統，氣候、電磁、濕度、溫度等環境因素都會對其運行過程形成干擾，繼而影響其正常功能的發揮。遠動系統的常見干擾源有：

⑴放電形成的干擾，主要有電源放電、摩擦分離引發的靜電放電、弧光放電等；靜電放電過程具有瞬時性的特點，其他兩種則持續時間較長。在遠動系統放電干擾中弧光放電對其影響最為明顯。

⑵半導體元件開關過程形成的干擾，在當前電力系統中，常使用具有功率半導體開關特性的各類半導體變流設備，此類設備在正常運行過程中產生的工作頻率相對較低，其功率容量較大，在開關操作中會瞬間導致頻率大范圍變化，進而引發電磁干擾。[1]

⑶自然干擾源，是指在大自然中常見的自然現象所引發的各類電磁噪聲等，如太陽異常電磁輻射、宇宙電磁輻射及雷電輻射等，其中雷電引發的電磁干擾是自然干擾的主要形式，其會不同程度的破壞遠動系統的輸電網絡。

⑷電網干擾，此種干擾是指因大功率設備短時啟動造成的電流與電壓瞬間大幅度變化，繼而形成的大量勵磁沖擊電流，此類高頻振蕩干擾會直接入侵到系統內，引發系統邏輯錯誤或紊亂，最終造成系統癱瘓。

2 鐵路電力遠動系統抗干擾措施

2.1 開關電源濾波電路

鐵路電力遠動系統設備的電源主要采用貫通線的變壓器，因貫通線路用電量變化過于頻繁，發電設備工作的穩定性較差，導致電網波形失真效果嚴重、電壓波動幅度過大，由此造成遠動系統設備開關電源電路受干擾影響較大。在開關電源中輸入濾波器電路，可大幅度改善開關電源的抗共模干擾和抗差模干擾能力。對于交流電網而言，中線與火線之間屬于低阻抗，所以與其相對的濾波器輸入端應采用高阻抗，而是用差模電感可充分滿足此要求。因共模電感繞制過程中無法做到完全對稱，產生了寄生的差模電感，由此可在消弱共模干擾和差模干擾的同時降低元器件的使用數量。對于開關電源向外形成的輻射干擾可采用以下措施進行抑制：（1）將一個0.01uF的電容并聯在每個輸出濾波電容上；（2）將一個470uF的電容并聯在所有整流二極管的兩端；（3）在整流二極管管腳位置套上一個磁珠；（4）將一個50uF的電容并聯在開關管控制極的輸入端，并與之前的電阻構造成一個RC低通濾波器。[2]

2.2 恰當安排自動化設備位置及正確布線

大部分的一體化微機裝置都會安置在高壓室的開關柜上，“四遙”信息利用通信電纜按照RS-485接口方式將信息傳輸到通信管理機中。此過程中電纜很可能會受到電力負荷變化、開關操作、強電電纜形成的電磁場干擾的影響，此類干擾會在一定程度增加信息傳輸的誤碼率，嚴重時則會導致RS-485接口損壞。因此在設備布置時，可將一體化微機保護裝置安置在主控室進行集中組屏，如此不但能降低各類干擾對設備的影響，改善設備運行環境，同時還利于檢修人員對設備進行年檢。

在二次回路布線過程中應盡量對線路隔離，降低互感耦合，防止干擾通過互感耦合侵入；電容式電壓互感器、避雷針與避雷器接地點均是高頻暫態電流的入地點，控制電纜應盡量與其隔離，以降低感應耦合；同時控制電纜應盡量避開高壓母線，并減少平行布設長度。具體可采取以下措施：（1）在電纜敷設過程中避免將類型不同的電纜捆扎在一起，低壓電源線、控制電纜及小信號電纜等應與高壓線隔離敷設，防止強信號對弱信號形成干擾；（2）模擬量、開關量的輸入輸出接口及系統對外通信接口應使用隔離變壓器或光電耦合器，使用光纖通信，以改善信號傳送的可靠性。

2.3 采用電解地極及限流避雷針

當建筑受到雷擊時會出現近距離強烈感應現象，要避免設備損壞，可在直擊雷發生后，通過接入限流避雷針或電解地極降低入地電流。

⑴電解地極采用3節直徑為63mm的銅管組成，管內填充大量無毒化合物晶體。將銅管埋設在地下，在土壤水分滲透吸收下化學晶體會轉換為電解溶液，當電解溶液被排出后會均勻浸入到土壤中，可產生具有良好導電率的成片電解離子土壤，使早期導電率較差的高山地質結構構造成一個導通良好的電介質通電通道，由此可大幅度降低接地極同附近土壤間的電阻。[3]

⑵DK限流避雷針主要由φ108mm、高為1500mm的可變阻抗變換器組成。在正常工作時其阻抗值保持在0.1Ω左右；在雷電發生時，DK限流避雷針會依據電流大小及隨時間變化率自行調整阻抗值，調整后的阻抗值最高可達到幾百兆歐姆以上。阻抗調整時間通常保持在25～100ns之間，在阻抗增大后，通過限流避雷針的電流會減小，此時阻抗會在調整時間內趨向O值變化，由此雷電流在未出現旁閃的時間內，會一直被約束在限流避雷針的阻抗變換器中通過，直到雷擊結束為止。

3 結束語

遠動系統抗干擾的質量將直接影響電力系統的運行質量及經濟效益，因此，相關技術與研究人員應加強有關鐵路遠動系統的抗干擾分析，總結遠動系統干擾來源及抗干擾技術措施。

[參考文獻]

[1]包潛翔，王凜.鐵路電力遠動系統設備抗干擾措施[J].科技情報開發與經濟.2012，05（35）：57-58.

[2]馮文彬.鐵路供電遠動系統防電磁干擾的研究[J].科協論壇（下半月）.2010，06（10）：61-62.

[3]楊天勇.電氣化鐵道遠動系統可靠性分析[J].甘肅科技.2011，13（14）：74-75.