鐵路電力遠動系統設備抗干擾措施研究

耿士斌

（哈爾濱局齊齊哈爾供電段，黑龍江 齊齊哈爾 161002）

0 引 言

隨著我國科學技術的不斷進步和鐵路事業的迅速發展，遠動系統在鐵路電力系統中的運用規模越來越大。為了更好地確保電力系統的穩定可靠運行，需要特別關注遠動系統的抗干擾能力設計。鐵路的電力遠動系統相對來說是一個集成度和復雜度較高的電子系統，對于外界的干擾較為敏感，所以在設計鐵路電力遠動系統時需要考慮到系統的抗干擾能力設計。首先針對干擾源進行分析研究，從干擾類型的角度進行分析，制定針對性的抗干擾措施，使得鐵路的遠動系統能夠穩定運行，同時提高系統的抗干擾能力。

1 鐵路電力遠動系統介紹

鐵路遠動系統中，遠動控制站、通信通道和終端是其重要的三個組成部分。近幾年，隨著鐵路遠動控制系統的大力推廣使用，在國內形成了涵蓋多個方面的集成系統，其中包括鐵路的電力系統設計、終端數據采集系統、電力調控管理系統、遠動終端數據傳輸系統以及相關的計算機控制系統等[1]。

鐵路遠動電力系統在結構設計方面采用了分布式控制系統結構，包含三個重要的結構組成部分，分別是遠動控制中心站、遠動終端及信息通道。通過實時監控以上三個部分的信號電源和電力配電等狀況，有利于設備隱患故障的排除，及時處理出現的故障，進而確保鐵路行車供電系統的安全穩定運行。鐵路電力遠動系統的優點是能實現電力系統的遙控和線路故障的檢測等。

2 遠動系統設備的主要干擾源

2.1 放電過程產生的干擾

在實際的遠動控制系統正常運作過程中，存在較多不同種類的放電現象，如弧光放電、靜電放電等。可持續性進行放電動作的有弧光放電和電暈放電，能瞬間進行放電的是靜電放電。在鐵路電力系統的運行記錄中存在較多弧光放電的放電形式。實踐證明，這種放電形式產生的電磁干擾強度相對較高，放電所產生的電磁干擾和噪音等都會對電路裝置產生一定干擾。弧光放電在鐵路遠動控制系統中較為常見，而且影響程度較大。在鐵路電力網絡系統中，輸電線事故的發生和排除都是在運行過程中進行的，所以需要確保工作中的高壓開關設備，確保設備觸頭位置保持足夠的間距。因為一旦設備觸頭處產生的電壓梯度較大，且產生的臨界電壓值較大時，會形成弧光放電，進而產生足夠強度的電磁干擾[2]。

2.2 自然干擾源

自然干擾源主要包括大氣層噪音、雷電及太陽電磁輻射等。相比較而言，雷電所產生的電磁干擾強度較高，可對大氣層產生較為嚴重的影響。雷電在產生時會與雷擊點形成較為強烈的電磁干擾，并在瞬間影響到周圍的大片區域[3]。正是因為人們采取了較多的雷電防護措施，使得雷電不能直接作用于電力控制系統，造成的毀壞程度也就可以忽略。然而，在輸入線、電源線、接地裝置等地方，并不只有雷電會產生較強的電磁脈沖干擾，一旦周圍出現強烈的電磁場就會產生足夠的電磁感應，進而對電壓系統設備產生很大的破壞。

2.3 電網干擾

在電網干擾方面，負載變化和線路阻抗都屬于配電線路相關的干擾。大功率的電機設備和較大型的變壓器等產生的沖擊電流度，都有可能產生供電電壓的瞬間變化。例如，電流沖擊和高頻震蕩等干擾現象大部分都由供電電壓的瞬間變化產生。這些干擾的產生都會借助于供電線路和網絡等影響到供電系統，嚴重時會直接導致系統設備運轉異常，使得系統的程序數據出現混亂，進而破壞整個的電力系統，使其無法正常工作。此類干擾的產生一般需要借助輸電線、電源線、屏蔽設備和接地網絡等實現。在實際的電力系統運作過程中，鐵路電力系統設備自身不會對外界產生干擾，抗干擾功能設計的目的在于借助干擾抑制技術實現干擾源與設備的關聯性降低，使得設備的工作能夠承受較大干擾。較為常見的抗干擾措施有噪聲的屏蔽、濾波、接地等操作[4]。

3 鐵路運動系統設備的抗干擾措施

3.1 自動化設備的位置和布線要合理

微機保護裝置和RTU子站都需要安裝在高壓開關柜上，通過遠動控制操作實現主控室與高壓開關柜之間的通信，通過不同類型的信號連接接口實現與通信管理機之間的信息傳遞。電磁干擾易由開關操作所產生的電力波動引發，導致信息的誤傳，同時還會導致接口的破壞。此外，因為高溫的影響，微機保護裝置和RTU子站產生的熱量同樣會產生較大干擾。

針對上述問題可將微機保護裝置和RTU子站集中組屏到主控室中，能最大限度地降低各種不同干擾源的影響，同時降低溫度產生的負面干擾，有利于改善設備的運行環境，便于工作人員開展設備檢修[5]。

在進行二次回路布線時，需要避免互感反應產生的電磁干擾，降低互感耦合產生的干擾對系統內部的影響[6]。同時，在電纜與高壓母線之間保持一定的距離，平行線電纜長度設置要盡可能短。

3.2 通過電磁密封襯墊減少縫隙阻抗

設備正常工作中所使用的電磁密封襯墊采用彈性較高的導電材料制作，此類襯墊的作用是消除部件之間的縫隙、填滿其中的非接觸點。通過將密封襯墊放置于縫隙中能很好地防止電磁泄露。類似于橡膠密封墊使用之后能保證其中的水泄露，這是一種常用的電磁泄露防護方法。同樣可考慮采用金屬表面的鍍錫工藝處理，正是因為這種材料跟金屬的接觸面形成的電阻相對較低，而且工作過程中穩定可靠[7]。

3.3 處理好鐵路電力遠動系統的遙信誤報

要想處理好鐵路電力遠動系統遙信誤報，一方面應強化屏蔽鐵路電力遠動系統各現場設備的電磁，防止出現外界電磁干擾，另一方面應分層敷設各電力電纜及相關遙信電纜。應積極處理鐵路電力遠動系統中存在的接觸網隔離開關中的輔助接觸點實際接觸不良的問題，具體可通過對原接觸網隔離開關實施遙信量的采集方式，把鐵路電力遠動系統中之前布設的單點遙信采集方式修改成更可靠。更高效的雙位置遙信采集方式，從而更好地避免之前因單一采集方式而引發的遙傳誤報問題。對于雙位置遙信采集方式而言，該種采集方式主要是通過取兩常開接點于反映開關位置的隔離開關輔助點處，進而來更好地規避系統出現的遙傳誤報問題。另外，對于安檢系統存在的頻繁誤報問題，也應把彈出式相關報警信息修改成提示型，便于系統操作。鐵路電力遠動系統供電調度員可通過實時查看報警信息或定時翻看歷史記錄，有效避免因報警信息的頻繁大量出現而影響電力調度人員的有序正常操作。實際生產中，在處理鐵路電力遠動系統設備故障時，若故障點處于執行端二次設備中或必須進行接線改動時，為更好保障跌落電力遠動系統運行的穩定性、可靠性，應先在調度端開展必要的傳動試驗，并經調度操作員實地驗收后，才可繼續進行操作。

4 結 論

鐵路電力遠動系統中的相關儀器設備發展越來越快，而且設備內部構造也越來越復雜，出現了模擬電路和數字電路的混合，使得電路工作過程中的工作頻率逐漸成為電路干擾的主要源頭。相關設備的生產企業在進行生產作業時易受到電磁干擾，從而延誤企業的生產計劃，嚴重降低了產品質量。因此，需要在產品設計和研發期間采用噪音以及電磁等屏蔽技術避免干擾的影響。