电磁干扰对铁路信号的影响及防范对策分析

赵云波

（中铁九局集团电务工程有限公司 吉林省吉林市 132000）

伴随着中国在科技、经济等领域的迅速发展，以铁路工程为代表的基础设施建设正处在快速发展的阶段，同时，在电子元件精密化以及数据传输技术快速发展的当下，让铁路工程中的数据信号系统也正朝着更加智能、更加精密的方向发展。但是值得注意的是，在铁路系统日常运行的过程中，电磁干扰现象会经常出现，严重影响了铁路信号数据在传输过程中的稳定性，并带来不可预知的严重后果，因此，作为相关领域工作人员，了解铁路信号之于铁路工程的重要意义、认识电磁干扰对铁路信号所带来的潜在危害、认识常见的对铁路信号造成电磁干扰的种类，并且制定科学有效的铁路信号电磁干扰防范措施，是从事相关领域的工作人员所必须要关注的重要课题。

1 保障铁路信号稳定的重要价值

整体来讲，在铁路工程当中，保障铁路信号以及相关设备的稳定，是保证铁路系统安全正常运行的重要前提。伴随着我国基础设施建设科学技术水平的不断进步，在铁路系统当中，使用了大量的高精密仪表设备，但是仍然会出现各种类型的安全事故。实际上，铁路安全事故的形成绝大部分是因为外界因素所导致的，例如雷电等恶劣气候环境。另外，在铁路系统当中，机械室当中的仪器设备之间也可能形成电磁干扰，而铁路信号一旦在传输过程中存在有较为明显的电磁干扰，将会对铁路系统的正常运转带来巨大负面影响，甚至会对车上乘客的生命财产安全带来严重的威胁。

2 电磁干扰对铁路信号带来的威胁

铁路工程作为中国交通系统当中的关键构成部门，其在日常运行的过程中一旦受到较为强烈的电磁干扰，铁路系统当中的数据信息传输系统便会受到电磁波的影响，让铁路系统对相关指令的反应速度降低，在严重状态下，还会对列车运行的安全性带来影响，造成安全隐患，威胁列车上人民群众的生命财产安全。根据笔者经验，把电磁干扰对铁路信号所带来的影响归纳为以下几个方面：

（1）是列车在行驶过程中的，电磁干扰会对列车轨迹造成影响，当前，我国列车在行驶阶段基本上都是依靠列车内的精密仪表设备进行控制，一旦存在有较为强烈的电磁干扰时，列车系统当中的精密元器件的功能将会紊乱或失效，导致列车不能够按照原有指令进行正常行驶，甚至可能导致列车在行驶过程中接收到错误的运行制定而偏离正常路线，对列车上乘客的生命财产安全造成严重威胁；

（2）在强电磁干扰的情况下，铁路系统的部分功能将会出现失灵，导致列车上的控制人员无法针对列车的错误进行纠正，另外在电磁干扰的情况下，信号在传输过程中将会出现延迟、丢包等情况，这对于列车驾驶员了解列车运行的真实情况，会带来巨大的干扰。总的来说，电磁干扰对铁路信号所带来的危害是巨大的，因此必须要针对其进行科学防范，才能让其所带来的危害降至最低。

3 常见的铁路信号电磁干扰种类分析

实际上，形成对铁路信号造成影响的电磁干扰原因是多元化的，相关工作人员必须要对一些常见的电磁干扰产生原因进行了解，才能够在源头和传输过程中，对其进行切断。

3.1 牵引供电对铁路信号造成的电磁干扰

在我国的铁路系统当中，牵引供电系统的干扰主要涵盖牵引传输与牵引电流所形成的电磁干扰。其中牵引传输所引起的电磁干扰主要是因为电流在传输过程中出现不稳定所导致的，这同时也是铁路信号受到影响的作为核心原因之一，在此之中，铁路系统之中的信号连接仪表设备与牵引电流规定的抗阻力较强，将会导致变压器内部的线圈发生不对称的情况，引起铁路工程中轨道电流的不稳定，除此以外，电磁干扰还可能引发铁路轨道周边线路产生高负荷路线，所形成的电磁波将会对铁路数据信号的传输带来巨大的影响，所以针对铁路接地方式的选取必须要科学化、合理化。

3.2 雷电现象对铁路信号造成的电磁干扰

作为一种常见的自然现象，雷电同样会对铁路信号造成电磁干扰，而且同其他原因相比，雷电现象对铁路信号所造成的电磁干扰会更加具有破坏性，雷电现象对铁路信号造成的电磁干扰主要包含以下几大种类：

（1）直击雷，即铁路工程被直击雷直接击中，不仅其带来的瞬间巨大电流会对列车上的精密仪表设备造成巨大破坏，同时还可能导致周边地理环境的变化；

（2）感应电流，通常情况下，雷电所带来的感应电流不太可能引发周边地理环境的变化，但是在雷电开展放电的过程中，线路导图会在受到强磁场干扰后，产生电磁脉冲信号，铁路工程中相关设备造成直接巨大破坏，实际上，在我国铁路工程当中，有大量设备时必须要长时间在外部环境中使用的，一旦在铁路轨道上形成大电流，对应连接设备就会形成大电流，对这些设备造成严重损坏。

3.3 贯通地线对铁路信号造成的电磁干扰

如果贯通地线的电流注入点与铁路工程中的信号电缆相互对称，那么在电缆的输入点两边的电缆就会形成数值为0 的感应电动势，但是两者方向相反，如果两者之间方向不对称，电缆输入点两边的电流会形成数值不为0 的感应电动势，特别是针对信号电缆一端的地线来讲，其感应电动势会达到最大值，对铁路信号设备造成巨大的负面影响。一般情况下，贯通地线在正常使用的过程中，国家相关标准明确要求其形成的感应电动势不能够超过60V，虽然在信号电缆外部所形成的电流较小，此刻在电缆内部形成的感应电动势较大，如果是接触网异常造成的问题，则一般情况下，其感应电动势会在30V 以下。

整体来讲，以上便是最为常见的铁路信号电磁干扰种类，因为产生原因的不同，这些电磁干扰在危害程度、持续时间、控制难度上都存在有一定程度的差异，所以在今后防范的过程中，必须要对这些电磁干扰种类进行有效了解，并且有针对性的进行防范。

4 针对铁路信号电磁干扰的有效防范措施

从上文的分析中不难发现，在电磁干扰对铁路信号的影响往往是十分致命的，轻则可能导致列车延误，重则可能对车上乘客的生命财产安全造成严重威胁，因此，研究铁路信号电磁干扰的有效防范措施，对于保障列车正常运行，保护车上乘客的生命财产安全，降低安全事故发生的概率，都会带来十分积极的意义。

针对于铁路工程信号系统来说，为了最大限度保障其在使用过程中的完整性，通常需要对铁路信号系统在正常运行过程中所产生的各种问题进行逐一分析，其中作为主要的抑制类型涵盖接地措施、滤波措施以及屏蔽措施等。

4.1 针对雷电现象对铁路信号电磁干扰的有效防范

为了有效预防雷电等自然因素对铁路信号系统带来的电磁干扰，需要在信号设备机械室上构建相关的雷防设备。一般情况下，采用假设避雷针的方式，若未按照实际状况，基于真实位置和科学方法进行避雷针假设，不仅无法有效预防雷击对铁路信号系统的破坏，反而会大幅度增加铁路信号设备遭受雷击的概率，因此，需要选择使用避雷网作为接闪器来对雷击进行有效防范，在列车机械室顶部进行避雷带搭建，同时在进行有关防雷设备铺设的过程中，需要严格按照相关的施工技术标准进行作业，例如：避雷网的规格应选择3m*3m，另外，还需要在铁路工程外墙位置埋设5 根或以上的引下线，并保证引下线和其他设备之间至少有5m 以上的间隔距离，同时全部与结合接地设备连接。针对铁路信号系统中的铁磁物质盒需要检查并确认其有效接地，只有这样，才能够有效屏蔽掉雷电所产生的电磁场，在室外信号设备中成功进行接地体设备的安装作业。

4.2 合理使用屏蔽技术

当前，屏蔽技术同样是铁路信号防范电磁干扰的一项重要技术，该技术的原理是依靠对辐射的传播途径的形式来实现的，在实践当中，主要是凭借金属与磁性材料等物质，把铁路信号系统当中容易受到电磁干扰影响的区域进行包围，实现内外有效隔离的效果。目前在国内，常用的屏蔽技术可以划分为以下几种类型：第一，静电屏蔽，该技术的主要功能是预防静电场、恒定磁场对铁路信号系统所带来的电磁干扰；第二，静电屏蔽，依靠该技术，能够有效预防交变电场、交变电磁场对铁路信号系统所带来的电磁干扰，但值得注意的是，完成电场屏蔽需要构建在金属体与接地基础上，针对低频磁场需要凭借高频导率铁磁性材料的使用来实现对电磁干扰的屏蔽目的，高频磁场则可以使用高电导率金属材料使用符合屏蔽要求；低频电场则使用低磁导率金属材料达到屏蔽的作用。

4.3 贯通地线对铁路信号电磁干扰的有效防范方法

为了能够有效降低铁路线路中的电影电动势数值，铁路部门需要重点开展对铁路信号系统中地线材质的检查工作。一般情况下，应选用质量较好，环保性能优越的地线外套材料。在最大限度降低接地电阻的大背景下，让导线自身的泄电能力。贯通地线以及信号线缆进行铺设作业的过程中，需要重点就两者之间的距离进行关注，即两者之间的距离既不能太近，也不能太远。另外，依靠室内监测系统的建设，来实现对铁路信号系统当中各部分电缆的绝缘能力的检查和有效控制，有效预防信号电缆绝缘层发生破坏等状况，并最大限度保障铁路信号系统自身的安全性和稳定性。

4.4 正确使用滤波技术

在铁路信号系统对电磁干扰进行防范的过程中，滤波技术也是其中一项十分关键的技术，该技术同时还是一项较为先进的技术。在实践过程中，工作人员使用滤波器来对铁路信号系统当中所出现的电磁干扰现象进行全方位的过滤。在目前国内铁路信号系统对滤波技术进行使用的过程中，主要使用高通滤波器和低通滤波器两种类型。在此之中，低通滤波器在预防铁路信号系统电磁干扰当中最为常用，低通滤波器还能够基于铜带的种类开展划分，分成宽带与窄带两种类型，目前国内针对窄带滤波器的使用比较普遍。在实践过程中，滤波器主要可以保障铁路信息系统当中所使用的高精度仪表设备在使用过程中所形成的噪音不会被泄漏，依靠筛选性拦截或者对有害的电磁波进行分流，可以显著降低进入到铁路信号系统中的精密元器件中的有害噪音信息。首先，滤波器的作用是对铁路信号系统电子仪表设备内部进行隔离，因为铁路信号设备中精密仪表设备的电子元器件体积极小，非常容易导致彼此电路之间出现相互干扰的情况，因此有必要对不同种类的电路开展隔离，依靠互联线对这些信号进行滤波处理，由此实现隔离效果。其次，滤波器还能够对铁路信号系统当中的电缆进行滤波处理，在铁路信号系统当中，电缆是接受干扰与辐射干扰最为有效的设施，工作人员依靠在屏蔽电缆两端进行滤波器的使用，使得电磁波的辐射强度得到明显的削弱，滤波器一般是做成连接器的样式，在工作人员对其进行安装时能够对彼此的位置进行相互置换，滤波能力表现整体较为优异，可以把形成的高频电磁波进行迅速有效的过滤，保障铁路信号系统在正常使用的过程中受到干扰的概率会大幅度降低，同时拥有良好的接地能力，可以保障射频抗组。

5 结束语

整体来讲，作为中国交通系统的重要构成板块之一，铁路系统的稳定运行对于保障我国经济的快速平稳增长将会带来十分重要的作用。而为了保障铁路的正常使用，针对铁路信号系统的电磁干扰防范自然成为了相关部门工作人员所必须要关注的重要问题，所以，有关部门工作人员必须要认识到铁路信号系统的重要意义以及电磁干扰对铁路信号的正常传输所带来的负面影响，有针对性的采取相关有效措施，对电磁干扰进行及早防范，保障铁路系统的安全运行以及车上乘客的生命财产安全。通过对合理措施的运用，减少铁路信号受到的干扰，从而确保铁路交通运行的安全与稳定。