城市軌道交通工程電磁兼容和電磁干擾問題研究

王忠君

摘 要 隨著地鐵普及，系統空間有限限制車站內強弱電系統機房布置，強弱電設備電磁兼容問題受到關注。城市軌道交通工程體系龐大，子系統交互復雜，內部變電站等對通信系統、子系統產生較強電磁干擾。地鐵車站建設中考慮不同設備電磁干擾水平等因素，會對各強弱電系統設備采取分散獨立布置，不能節約機電設備用房面積，不利于車站各方面管理。解決供電系統電磁兼容問題，可使電氣設備能夠和諧運行，是保證城軌交通安全的前提。

關鍵詞 城市軌道交通工程;電磁兼容;電磁干擾

公交壓力問題是目前我國經濟社會發展中面臨的重要難題，由于大中型城市化步伐加快，車輛數目急劇上漲與有限交通資源矛盾突出，發展軌道交通成為城市建設的理想選擇。隨著城軌的普及，城市交通空間有限性問題凸顯，有限的環境資源限制強弱電系統機房布置，強弱電設備電磁兼容使得房間布置需要更多平面資源，得不到有效的解決會導致土地資源因規劃不合理造成浪費，強弱電系統電磁兼容，使得設備工作受到干擾限制。軌道交通工程是強弱電復雜電磁環境，存在電磁干擾問題是涉及高低壓設備運行安全及群眾生命財產安全的問題，研究軌道交通工程電磁干擾具有重要現實意義。

1EMC與騷擾問題概述

國際電工委員會對EMC定義是電氣設備在電磁環境中正常工作，不對設備，系統等產生不能承受電磁騷擾能力[1]。軌道交通處于復雜電磁環境中，應采取措施提高敏感設備抗干擾能力，確保電氣設備安全可靠運行。EMC是在電磁環境中的電氣設備與系統相互不影響，按照各自預期參數工作，不對其他事物產生有害電磁騷擾。

EMC包含電磁環境，電磁騷擾，無用信號等。電磁干擾可能引起系統性能下降。可能引起裝置系統性能下降的現象稱為電磁騷擾。電磁騷擾耦合到敏感設備通過傳導耦合，感應耦合與輻射耦合系統。歐共體，CISPR標準規定不符合EMC設備產品不得進入歐洲市場。EMC主要研究找到電磁騷擾源，對易受電磁干擾敏感設備加強抗干擾能力，找到從干擾源受害設備路徑，使其影響降到最小。

2供電系統EMC問題

供電系統EMC問題涉及多種強弱電設備，軌道交通是在電磁騷擾源環境中，自身是電磁敏感設備系統，如諧波等，電纜敷設等方面，具體包括諧波電流等。供電系統采用各種電力供電，電壓容量較大，產生諧波電流是最大干擾源。

經投運實測數據表明，35kV牽引變電所電壓畸變率最大4.82%，實測超出國家標準，供電系統應采用諧波治理。標準組合諧波干擾會更加嚴重，由于不平衡問題，不能完全消除干擾。19次以下諧波電流，經常產生諧波振放大現象。如何采取措施減小電流危害是必須注意的問題[2]。

直流牽引網采用正極送電接觸網，大部分電流回流到變電所，要從走行軌道結構中泄漏電流。走行軌道對地電位低，傳導耦合電磁騷擾少。應注意走行軌道對地點位是第二個地。土建鋼結構過渡電阻為0.37Ω，走行軌道對地點位按規定不超過90V，確保安全交流電壓≤50V，應設置鋼軌電位點支保護器，含走行軌道地對大地電壓測量地短接開關合閘，過交流電壓測量整定值建議按剩余電流保護要求。

3軌道交通供電系統ECM防范措施

減少電磁騷擾可以通過金屬屏蔽與電纜敷設進行。屏蔽加接地是消除騷擾的唯一途徑，采用金屬全屏蔽站臺門，對供電系統設備采取屏蔽措施，使設備電磁騷擾不向外傳播。

供電系統設備外殼應采用封閉式鎧裝柜體，通風孔采用金屬網覆蓋，防止電磁騷擾傳播。內部電力采用屏蔽線纜，所有外部電力采用屏蔽線，但不進行接地。加大電纜間距，強弱電纜分側敷設，高壓電纜在列車左側，高低壓電纜分層敷設。

提高設備抗干擾能力措施包括防雷，防止操作電壓措施，雷電對供電系統敏感設備，采取防雷措施。直接雷擊可以雷擊空中地下任何物體，感應雷應進行等電位連接。空曠地面地區設避雷線，牽引變電所110kV直流母線上，控制系統電源進線裝低壓電涌保護器。操作電壓對供電設備傷害較多。計算操作過電壓，154kV內部過電壓為3.5倍。最危險的常見損壞實例內部過電壓類型是開端空載電動電壓機，線性諧振過電壓。

D類內部過電壓是高頻震蕩，個別情況超過5倍，采用避雷器防護。中壓供電系統采用電阻接地系統，中性點采用中電流小電阻接地系統，可降低振蕩過電壓倍數。采用電阻接地是防止過電壓損失根本措施。對安裝大容量電容器設備的FC濾波間隔，應四周設金屬網封閉，防止電流沖擊產生電磁騷擾，使IC電子控制系統正常工作。

4結束語

電磁兼容是軌道交通設計的重要工作，貫穿于軌道交通設計施工全過程，由于電磁兼容針對電氣設備，抗電磁干擾設計是工程中重要的環節。業主訂購產品時應充分考慮軌道交通運行環境，考慮系統電磁兼容性能，合理安排電氣設備布局，全面考慮設備系統抗電磁干擾設計，才能保證軌道交通安全可靠運行。

參考文獻

[1] 孫劍光，李可，劉志廉，等.城市軌道交通工程電磁兼容與電磁干擾問題的分析與探討[J].現代建筑電氣，2014，（S1）：8-12.

[2] 林彥凱.城市軌道交通系統電磁兼容設計[J].建筑電氣，2007，（10）： 22-25.