浅析铁路电力远动系统主要干扰源及抗干扰的措施

2015-01-01夏启超房安民

科技视界 2015年13期

夏启超陈超房安民

（济南铁路局济南供电段，山东济南250000）

随着铁路电力远动系统越来越广泛的应用和技术的发展，设备越来越复杂，特备是远动内部各个子系统都为低电平的弱电系统，但它们的工作环境是电磁干扰极其严重的强电场所，模拟电路和数字电路混合的情况越来越多，因此对远动系统的可靠性要求更高。如果不充分考虑可靠性问题，在强电场干扰下，很容易出现差错，使整个远动系统无法正常运行或出错误（无跳闸事故等），甚至损坏元器件，无法向站场和区间供电，影响铁路行车安全。因此必须采取必要的抗干扰措施，保证系统正常工作。

1 铁路电力远动系统设备的主要干扰来源

远动系统类属于电力系统，温度、气候、电磁、湿度等环境因素都会对其运行过程形成干扰，从而会干扰到正常功能的发挥。远动系统的常见干扰来源有：自然电磁干扰源、远动系统的放电干扰、电网干扰、半导体元件开关过程形成的干扰等，详细内容如下：

（1）自然电磁干扰源，是指自然界中存在不可抵消的电磁干扰,主要对远动系统产生的干扰是电磁噪声等,如宇宙电磁辐射、太阳异常电磁辐射及雷电辐射，其中自然雷电在产生的过程中,会释放电磁，传输到远动系统附近时,产生电磁场,可以在极短的时间内,对远动系统设备造成冲击干扰。

（2）远动系统的放电干扰,主要集中在电源放电、弧光放电、摩擦分离引发的静电放电等，静电放电过程具有瞬时性的特点，其他两种则持续时间较长，在远动系统放电干扰中弧光放电对其影响最为明显。

（3）电网干扰，此种干扰是铁路电网会在阻抗的影响下,导致部分器件、设备的功率变动,形成电流,刺激电网内的电压升高,电压随着电网设备进行泄压时,会主动流入远动系统内,冲击远动系统的工作电路和有效设备,促使其在多处组成系统处发生干扰影响,致使远动系统的运行程序异常,系统趋于崩溃。

（4）半导体元件开关过程形成的干扰，在当前电力系统中，常使用具有功率半导体开关特性的各类导体变流设备，此类设备在正常运行过程中产生的工作频率相对较低，其功率容量较大，在开关操作中会瞬间导致频率大范围变化，进而引发电磁干扰。

2 铁路电力远动系统干扰的传播途径

铁路电力远动系统的主要干扰是通过输入输出线、电源线、通道线、设备屏蔽壳以及接地网络等传播给系统的,因此,干扰源所产生的电磁干扰传送到远动设备的主要传播途径有电容性耦合、电感性耦合、电导性耦合、电磁辐射耦合、公共电源阻抗耦合、公共阻抗耦合等。

3 铁路电力远动系统抗干扰的措施

综合分析引发远动系统的干扰源,结合远动系统的实际运行,提出有效的防干扰措施,提高远动系统在铁路电力中的工作能力,为其提供稳定、安全运行的空间。

3.1 隔离防干扰

基于远动系统的防干扰要求,铁路电力可以对远动设备,实行隔离处理,例如：耦合隔离,将耦合器安装在远动设备中,耦合器本身的电阻值非常小,与干扰源恰好相反,分析干扰源大电阻的特性,利用耦合器将干扰源控制在系统外部,有效隔离远动系统与外界干扰源,或者同样利用耦合隔离,直接对远动系统内的变压器做隔离处理,规避电容分布,促使变压器处于隔离的工作状态。

3.2 滤波防干扰

滤波防干扰主要是借助率比电路,因为系统内的变压器,具各贯通特性,再加上高频率的使用,导致系统设备性能缺陷,所以为避免非常规电压对系统的干扰,可以在系统内增设滤波电路,通过滤波电路,控制远动系统内的电压,促使其处于防干扰状态。

3.3 接地防干扰

接地是提高远动系统防干扰能力的直接途径,可分为一次和二次接地。一次接地主要是保护远动设备,增加接地导体,利用连接线,促使一次接地达到网络状态,由此可以降低系统内的电位差,提高设备对电磁干扰的兼容能力;二次接地可以提高远动系统的防干扰能力,为远动系统提供标准电位,防止系统网络引发的电磁干扰。

3.4 屏蔽防干扰

远动系统的运行过程中,需要安装一定的屏蔽层,避免电磁干扰。首先在主体高压线缆中,增设恺装线缆,目的是防止线缆运行时,形成电网电磁,同时将恺装线缆的始末端,实行接地处理,避免耦合电压的衍生;其次避免外部环境因素的高频冲击,有效达到抑制状态,对远动系统内的设备实行屏蔽处理,如：在设备的输入端进行接地处理,可将小电容设备安装到输入端,由此可以提高远动系统设备的屏蔽能力;最后是合理选用系统设备夕尽量选择具有电磁屏蔽作用的设备,如：互感器等,可以有效防止外界干扰、冲击进入系统内,促使远动系统本身形成特有的屏蔽功能。