城市軌道交通電磁信號的防護與屏蔽

陳永強

（重慶市軌道交通設計研究院，重慶　401122）

1　電磁信號的主要干擾源

1.1　外界環境

城市軌道交通信號受周圍的功率較大的通信基站、超高壓輸電線等其他相關設施或是自然現象中的雷電反應的影響，傳遞出相關的電磁信號會對城市軌道交通系統產生部分較為不利的影響，一定程度上制約電磁信號的安全高效地傳播。

1.2　高壓裝置

城市軌道交通系統的變壓站裝置內部的斷路器、開關等各項設備在完成閘結構的分開結合操作時，會導致結構內部的電流出現短期變大或減小的情況（電磁振蕩），電磁振蕩如下圖1所示。由于短期的電流變化為系統本身的電磁場帶來一定程度的干擾，使其在設備附近范圍內呈現出變化頻率較高的上下波動的電壓，電壓因輻射現象沖出脈沖電磁場區域。而電流、電壓、電磁場的各項數據變化對磁場周圍的通信環境、信號較弱的設備造成部分不良影響。

圖1　電磁振蕩

1.3　二次裝置

二次裝置特指在城市軌道交通系統中變電所的二次裝備，根據調查發現，該設備的電壓數值較低，電路板線路的分布情況較為集中。且所使用部件、電路板的具體走向并沒有實行相應的屏蔽處理，致使較強的電流回路與較弱的電流回路出現交叉現象，各線路間的耦合現象主要體現在其電容性與電感性上，較強電流回路中的干擾信號由于交錯情況進入較弱的電流回路中，對其通信質量、信號的強弱產生不可忽視的惡劣影響。

1.4　接地裝置

根據相關結果顯示，一次設備與二次設備并未根據城市軌道交通系統的真實情況對其實施較為準確的接地處理，最終導致電磁場對其他結構產生干擾作用。以二次設備的接地處理為例，由于二次設備的接地位置選取不當，產生電流泄露的現象，進一步導致各個接地點之間的電壓出現一定程度的偏差，由此提升城市軌道交通系統出現故障的可能性。根據資料得知，通信電纜的屏蔽處理方法為兩端接地，該方法的操作使得該地區的電勢出現不平衡情況時，各個接地點出現較大的電壓數值差異，阻礙正常通信信號。

2　防護與屏蔽

電磁干擾的主要原因大致分為三個方面：干擾源、傳播途徑、特殊設備。因此若要分析如何對城市軌道交通系統進行防護及屏蔽，應從這三個方面進行深入解析與研究，并為其提供行之有效的防護措施，具體方法為：一、為阻礙干擾源對系統的不良影響，作業人員可采取接地、屏蔽等相關措施抑制其影響效果；二、為防止在傳播途徑中出現電磁干擾的現象，應有效隔斷干擾信號與正常信號的聯系；

3　采用提高抗干擾能力的方法實現對特殊設備的有效防護

根據電磁干擾的性質可將其合理劃分為靜電放電干擾、電感性干擾、輻射性干擾等等。從輻射性干擾來分析電子設備往往秉持著保持與干擾源較遠的距離的安裝原則，行業人員通常選取電磁兼容能力較強的機箱設備，并將其與電阻較小的接地網進行安全連接，各部件的線材質多選取可屏蔽磁場的線質，電腦的顯示器材質通常為液晶材質。從靜電放電干擾的角度來看，系統維護工作者在操作前應戴上防靜電手套以免出現事故，盡可能避免在弱電設備環境中實施地毯的鋪設，維修中需使用預防靜電的材質作為維修材料，且實時監控作業區域的濕度。從導電性電磁干擾信號的方面來分析，具體的防護方法為；供電設備使用UPS，電磁信號多采用光纖材質，關于輸入接口的開關量的數據表述及輸入回路的采集應有效使用光耦合設備做隔離處理，與此同時還應為該系統裝配消抖動電路。輸入回路中采集交流電的輔助設備為清晰度較高的小型變壓器。電感性干擾作用的防護措施為：首先應將信號線與供電線始終保持較為合理的距離范圍內，而關于電源線與信號線之間則需采取分離的方法，交叉部分應將其設置為直角的角度，線管、線槽等發揮外部保護作用的材料通常選取導電性較強的金屬材質，且值得注意的是作業中要求接地線、電纜屏蔽裝置和地網之間的聯系應是通過較為安全的方式進行連接的，以保障后期使用的安全系數。

4　結束語

綜上所述，電磁信號的干擾作用確實對城市軌道交通系統的優化起著較為消極的影響，因此為保障城市軌道交通系統的常規使用，行業人員應研究出切實可行的措施去避免來自各方面電磁信號的干擾，只有這樣，才能滿足人們對于該系統的需求。

[1]王嘯波，鄭生全.市政電網對城市軌道交通信號系統的影響及其防護[J].都市快軌交通，2016，29（3）：114-118.