減少車下電磁干擾的方法

徐寶山

摘 要：隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，各種電子電氣設(shè)備逐漸增多，系統(tǒng)設(shè)備的電磁兼容性也變得越來越重要。在地鐵環(huán)境區(qū)域之中，除開地鐵車輛中的電氣設(shè)備之外，還有諸如無線發(fā)射站等各種電磁干擾源，這些電磁干擾源都會對地鐵環(huán)境中的電氣設(shè)備產(chǎn)生影響，嚴重時還會造成地鐵設(shè)備出現(xiàn)誤動作，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，對電子元件產(chǎn)生損害。因此我們必須要深入探討減少地鐵車下電磁干擾的技術(shù)方法。

關(guān)鍵詞：車輛；電磁干擾；解決方法

地鐵環(huán)境內(nèi)的電磁兼容性指的是系統(tǒng)設(shè)備在電磁環(huán)境中正常運行及其對其余設(shè)備不造成電磁干擾的性能。地鐵車下電磁干擾源通常來說包含了車輛電力牽引逆變器、電機、輔助電源逆變器等。對于地鐵車下的電磁干擾，我們可以通過接地、屏蔽以及濾波等技術(shù)進行處理，從而最大限度的減少車下電磁干擾對列車正常行駛的影響。

1.改善接地系統(tǒng)

地鐵車站沿線的主變壓器處作單點接地，從而保證接地阻抗能夠滿足電氣規(guī)范的實際需求，另外還應(yīng)該把接地點引出到屏蔽籠子之外，確保地電位居于零電位，避免由于電荷泄漏不完全而導(dǎo)致地電位漂浮的情況。單點接地是將整個電路系統(tǒng)中的某一結(jié)構(gòu)點當成是接地基準點，其余單元的信號地連接于此點。所謂多點接地即是設(shè)備或者分系統(tǒng)內(nèi)各個接地點都直接連接于距離其最近的接地面，保證引線最短。因為多點接地系統(tǒng)內(nèi)部存在很多地線回路，它們對設(shè)備中較低電平的信號單元會造成不良影響，因此應(yīng)該選擇混合接地的方式[1]。

接地系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該遵循以下幾點標準：第一是工作頻率較寬的系統(tǒng)采取混合接地方式；第二是地線環(huán)路出現(xiàn)問題之后可以使用浮地隔離；第三是確保接地線最短；第四是接地線導(dǎo)電性能必須良好；第五是對信號線、信號回線和底板、機殼都必須采用單獨的接地系統(tǒng)，或者獨立的接地回線，從而避免對其他電路產(chǎn)生瞬態(tài)耦合；第六是低電平電路接地應(yīng)該交叉的區(qū)域要確保導(dǎo)線之間相互垂直；第七是采用平衡差分電路時必須盡可能降低接地電路干擾的影響；第八是交流線與直流線不能一起綁扎。端接電纜屏蔽層時應(yīng)該盡可能不使用屏蔽層辮狀引出線。當需要使用同軸電纜進行信號傳輸?shù)那闆r下，應(yīng)利用屏蔽層提供信號回路。低頻電路可以選擇信號源端單點接地的方式，而高頻電路則采取多點接地的方式。

2.電磁屏蔽技術(shù)

電磁屏蔽技術(shù)指的是對兩個空間區(qū)域之間利用屏蔽技術(shù)來相互隔離，從而控制電場、磁場與電磁波通過一個區(qū)域朝另一區(qū)域的感應(yīng)與輻射。屏蔽技術(shù)是增強電子系統(tǒng)以及電子設(shè)備電磁兼容性的有效方式，它可以很好的抑制通過空間傳播的電磁干擾。利用屏蔽技術(shù)不僅能夠降低電子設(shè)備內(nèi)部的輻射電磁能向外部傳輸，同時還能夠降低或者避免外部輻射電磁對電子設(shè)備產(chǎn)生的影響。采取主動屏蔽技術(shù)，大多數(shù)的電磁兼容問題都能夠有效解決，屏蔽技術(shù)一般來說有下面兩種：其一是電場屏蔽，一般用于防止靜電場與恒定磁場的影響；其二是電磁屏蔽，一般用于防治交變磁場和交變電磁場的影響。

在電場屏蔽的設(shè)計過程中必須要處理好以下幾方面的問題：首先是屏蔽板應(yīng)盡可能接近保護物，屏蔽板要做好接地措施；其次是屏蔽板的形狀要設(shè)計好，全封閉金屬盒最佳，但實際工程中有一定難度；最后是屏蔽板材料應(yīng)該選擇良性導(dǎo)體，且要保證其強度。而磁場屏蔽一般來說是直流或者低頻磁場的屏蔽，其屏蔽作用相對電場屏蔽來說比較弱，磁場屏蔽屬于系統(tǒng)集成工程的重點所在，在磁場屏蔽設(shè)計時要處理好下面幾個問題：第一是磁屏蔽體要盡可能選擇高磁導(dǎo)率的材料，比如說坡莫合金；第二是被屏蔽物體避免設(shè)置于緊靠屏蔽體的位置，從而降低通過被屏蔽體內(nèi)部的磁通；第三是應(yīng)該適當增加磁屏蔽體的厚度，從而降低屏蔽體的磁阻。單層屏蔽體的厚度要控制在1.5mm左右，如果單層屏蔽體的實際效果較差，則可以選擇使用雙層或者多層屏蔽體，也能夠起到防止磁飽和的作用。

3.濾波處理技術(shù)

濾波指的是把各種信號根據(jù)其頻率特征進行分類同時控制其方向，是對某些頻率點區(qū)域中的信號提供傳輸極點，而對另外的頻率點區(qū)域中的信號提供傳輸零點的處理技術(shù)。濾波是降低車下電磁干擾的一種有效方法，利用濾波處理技術(shù)能夠在很大程度上降低傳導(dǎo)干擾的電平，這是因為干擾頻譜成分并不相同于有用信號頻率，濾波對這些和有用信號頻率有差異的成分能夠起到很好的抑制作用，進而發(fā)揮出有效的抗干擾作用。因此，利用濾波網(wǎng)絡(luò)處理技術(shù)來抑制電磁干擾源，消除干擾耦合，或者提升接受設(shè)備的抗干擾能力都是非常有效的方法。

濾波處理技術(shù)的基本功能是選擇信號及減少干擾，為實現(xiàn)上述兩種功能而設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)我們稱之為濾波器。濾波器的基本原理是在電磁波傳輸路徑上產(chǎn)生較大的特性阻抗，把電磁波內(nèi)部大多數(shù)能力反射到源處。一般我們使用的濾波器包括了低通濾波器、高通濾波器以及帶通濾波器三種。因為有效的濾波降低了干擾源的泄漏，因此對輻射干擾能夠發(fā)揮出很好的抑制效果，地鐵車輛的牽引逆變器、輔助電源裝置的設(shè)計都可以運用濾波技術(shù)，能夠非常有效的減少車下電磁干擾[2]。

濾波器的安裝工作會對實際抗干擾性能產(chǎn)生較大的影響，我們必須要正確安裝才能夠獲得預(yù)期效果，其安裝需要注意下面幾方面的問題：第一是電源供電線濾波器必須安裝在設(shè)備電源入口附近并進行屏蔽；第二是濾波器中的電容引線長度要控制好，避免其感抗和容抗在低頻率中發(fā)生諧振；第三是必須保證濾波器接地良好；第四是焊接于同一插座上的導(dǎo)線都應(yīng)該進行濾波，避免其對濾波器性能產(chǎn)生影響；第五是濾波器輸入輸出引線之間必須進行屏蔽，禁止其往返較差，避免輸入輸出引線耦合造成濾波器抗干擾性能的降低。

4.結(jié)語

地鐵電磁兼容技術(shù)包含的范圍非常廣泛，主要涉及到工程學(xué)、自然科學(xué)、經(jīng)濟學(xué)等多方面的科學(xué)理論，同時期理論體系也具有一定的特殊性。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展以及電子技術(shù)的普及應(yīng)用，地鐵電磁兼容所面臨的很多問題也接踵而來，電磁兼容工作與地鐵車輛中的各個電氣電子設(shè)備息息相關(guān)，我們必須要利用總體設(shè)計部門的管理協(xié)調(diào)工作，才能夠有效解決這一問題。

參考文獻：

[1]楊伸其.淺談電磁兼容和電磁干擾[J].IT時代周刊，2014（07）：38.

[2]王權(quán)利.電磁兼容和電磁干擾探析[J].信息通信，2012（06）：65.