鐵路電力遠動系統(tǒng)抗干擾措施的探討

 摘要：如今，鐵路的電力遠動系統(tǒng)已經(jīng)在我國的鐵路系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性與有效性直接影響到我國鐵路系統(tǒng)的安全可靠運行。而鐵路電力系統(tǒng)的穩(wěn)定又是遠動系統(tǒng)安全運行的基礎(chǔ)，因此，采取相關(guān)的措施以提升遠動系統(tǒng)的抗干擾能力，不僅成為了設(shè)計并完善鐵路系統(tǒng)設(shè)備中的一個重要內(nèi)容，而且也是我國的鐵路電力系統(tǒng)在設(shè)計的過程中不可忽視的一個問題。文章首先對鐵路的電力系統(tǒng)的組成與相關(guān)干擾的來源進行介紹，進而在此基礎(chǔ)上有效探討提升我國鐵路的電力遠動系統(tǒng)的抗干擾能力的相關(guān)措施。

關(guān)鍵詞：鐵路電力；遠動系統(tǒng)；抗干擾功能

如今，時代在發(fā)展，其對鐵路電力系統(tǒng)的安全運行也提出了更高的要求，直接推動了電力遠動系統(tǒng)在鐵路系統(tǒng)中的廣泛運用。系統(tǒng)的抗干擾能力作為一個設(shè)備重要的設(shè)計內(nèi)容，在鐵路電力系統(tǒng)的設(shè)計中也必須得到充分的考慮。而遠程的控制系統(tǒng)的設(shè)備屬于一個高度集成的設(shè)備，且絕緣的水平較低，對外界的干擾比較敏感，同時一些遙控設(shè)備的運行環(huán)境又會產(chǎn)生電場較強的電磁干擾，各種干擾集合在一起，共同影響到數(shù)據(jù)的收集與處理，從整體上影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[1]。因此，在鐵路的電力遠動系統(tǒng)中，強化其設(shè)備的抗干擾能力，是保證鐵路安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。

一、鐵路電力遠動系統(tǒng)的組成與干擾的來源

1.1系統(tǒng)的組成

一般情況下，鐵路的電力遠動系統(tǒng)都是由一個集合控制的遠動控制總站為主導(dǎo)，通過多層次分布的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對那些被控的終端系統(tǒng)實施自動化的控制。因此，較為典型的鐵路電力遠動系統(tǒng)就是由遠動的控制總站、通信通道以及遠動的被控終端三部分構(gòu)成。而從本質(zhì)上來看，鐵路的電力遠動系統(tǒng)，其主要的任務(wù)就是將電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)以及其在發(fā)電與輸電時的一些實時信息收集并傳輸?shù)竭h動總控站，然后將遠動總站的相關(guān)命令發(fā)送到遠動的終端機上，從而實現(xiàn)對設(shè)備的遠程控制與調(diào)節(jié)[2]。而起功能主要表現(xiàn)在：遙測、遙控以及遙信功能；對鐵路的相關(guān)故障進行檢測；采集、傳輸并分析處理相關(guān)信息；顯示、編輯等功能。

1.2系統(tǒng)設(shè)備干擾的來源

遠動系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的一種，其在正常運行的過程中必然會受到電磁、氣候等因素的影響，從而影響系統(tǒng)功能的充分發(fā)揮。而在鐵路的遠動系統(tǒng)的運行中，其主要的干擾源就是電磁干擾，因此，系統(tǒng)若是在電磁環(huán)境下進行工作，就必須采取相應(yīng)的措施提高設(shè)備的抗干擾能力。①自然干擾源，指的就是在大自然中一些比較常見的自然現(xiàn)象而帶來的各種形式的電磁噪聲等，如雷電、太陽異常的電磁輻射等，其中雷電所帶來的電磁干擾對鐵路的遠動系統(tǒng)中的信息輸送網(wǎng)絡(luò)的影響比較大；②電網(wǎng)的干擾，這類干擾主要是由于一些功率比較大的設(shè)備在瞬間啟動時會造成電壓與電源的大幅度的變化，從而使系統(tǒng)受到大量的勵磁沖擊電流的入侵，進而致使系統(tǒng)的邏輯混亂，最終導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓；③放電產(chǎn)生的干擾，主要是指設(shè)備在摩擦分離過程中形成的靜電放電以及弧光放電等。在遠動系統(tǒng)的放電干擾中，主要以弧光放電干擾為主，能夠造成比較強烈的電磁干擾；④半導(dǎo)體器件在開關(guān)過程中造成的干擾。電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，直接推動了各種形成的半導(dǎo)體變流的裝置在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用。而這些裝置在正常的運行狀態(tài)下，不會產(chǎn)生較大的工作頻率，但是由于其總體功率較大，在開關(guān)的過程中會產(chǎn)生瞬間的頻率變化，從而造成極大的電磁干擾。

鐵路電力遠動系統(tǒng)抗干擾的主要措施研究

通過上述的分析，我們知道鐵路的遠動電力系統(tǒng)在正常的運行中，其設(shè)備是本身不會產(chǎn)生對外的干擾，其主要的干擾主要是來源于系統(tǒng)的外部，因此，在設(shè)計抗干擾時，就需從干擾源與系統(tǒng)之間的部分入手，將兩者間的耦合作用減弱到可接受的范圍。

二、強化屏蔽措施

首先，根據(jù)實際的情況進行屏蔽材料的選擇。對于不同的工作時段與工況段，在全面了解其在該階段時期的干擾類型，從而根據(jù)不同的干擾源選取不同的屏蔽材料。如電場屏蔽就可以選擇一些銅、鋁、銀等，而電磁場的屏蔽就可選擇一些銅、鋁等具有高導(dǎo)電行作用的材料；其次，對于屏蔽結(jié)構(gòu)的設(shè)計，盡可能的選取封閉性的金屬體，或者是在保證電氣處于良好的連接前提下，分成幾部分組成。在實際的設(shè)計中，需要將強電部分與弱電部分分離開，并在條件允許的情況下，在兩者之間加設(shè)一層接地與機箱的金屬板塊；其次，對于遠動系統(tǒng)的電源配電線，最好選擇那些帶有金屬屏蔽層的電力電纜，以保證電纜的兩段的屏蔽層都處于接地狀態(tài)[3]；最后，對于電源變壓器的設(shè)計，就可在初、次級的繞組之間加設(shè)一層靜電的屏蔽層。

2.1化接地措施

首先，將鐵路遠動電力系統(tǒng)的一次系統(tǒng)實施有效接地，以實現(xiàn)防雷、保護設(shè)備以及中性點接地的作用，充分保障遠動系統(tǒng)設(shè)備在運行中的安全與穩(wěn)定。如在系統(tǒng)設(shè)備本身的接地處適當?shù)脑黾咏拥氐膶?dǎo)體與接地的極數(shù)量，并增加接地網(wǎng)絡(luò)之間的互接線，從而有效降低接地網(wǎng)內(nèi)在瞬間狀態(tài)下出現(xiàn)的電位差，提高二次設(shè)備所具有的電磁兼容性，總而達到間接的提升遠動系統(tǒng)的抗干擾能力；其次，強化二次系統(tǒng)的接地。根據(jù)接地的目的的不同，一般可分為安全接地與工作接地，而后者在二次系統(tǒng)的接地中能夠發(fā)揮出明顯的抗干擾作用；最后，在遠動系統(tǒng)中運用限流避雷針以及電解電極，從而有效避免直擊雷的入地電流，以達到抗干擾的作用。

2.2化隔離措施

首先，采取隔離變壓器的方式，有效避免遠動終端系統(tǒng)本身所產(chǎn)生的電源干擾遠動電力系統(tǒng)。由于電源的高頻噪聲都是通過變壓器初、次級的寄生電容耦合而成，若采用屏蔽層將兩者之間進行有效隔離，就可大大的提高系統(tǒng)本身的抗干擾能力；其次，由來傳輸信號的電纜在對架設(shè)進行設(shè)計的時候，需避開電力電纜，而遠動系統(tǒng)的終端機的電路板布線的設(shè)計也需有效避免互感的產(chǎn)生，以達到抗干擾的作用。

三、結(jié)束語

隨著遠動技術(shù)的發(fā)展，其相關(guān)設(shè)備也變得異常復(fù)雜，因此，對于提高鐵路的遠動設(shè)系統(tǒng)的抗干擾能力并不僅僅只是通過安設(shè)相關(guān)的抗干擾設(shè)備就可以的，而是需要從系統(tǒng)實際的運行環(huán)境出發(fā)，按照系統(tǒng)的功能運行的特征，并針對設(shè)備的安裝地點以及目的，選擇科學(xué)、合理的抗干擾措施，從而保障我國鐵路的安全穩(wěn)定運行。

 

【參考文獻】

[1]孫立斌,張曉莉,趙晴. 鐵路電力遠動系統(tǒng)研究及問題分析[J]. 科技風(fēng). 2010(12)：224.

[2]張忠義. 鐵路電力線路遠動技術(shù)分析及應(yīng)用[J]. 裝備制造技術(shù). 2010(02）：262.

[3]郭麗. 淺談鐵路電力的遠動控制技術(shù)[J]. 黑龍江科技信息. 2011(15)：119.