电磁干扰对铁路信号的影响研究

李永昊 高征威

摘要：我国铁路的覆盖面积逐年增加，加之信息技术水平的提升，使得与铁路相关的电气设备增多，当电气设备在运行时，会产生较为复杂的电磁环境，其电磁性较强，对铁路信号的影响极大。基于此，本文主要分析了强电磁干扰对铁路信号的影响，以期提升铁路系统的运行效率。

关键词：电磁干扰；铁路信号；影响研究

引言

任何信号设备都会受到雷电和较大牵引电流带来的威胁，铁路信号设备是保障铁路安全运行和提高运输效率的重要基础设施。铁路信号设施设备以前应用的一些机电产品，该类产品的绝缘程度较高，抵抗雷击的能力较强，但是没有将防雷作为一个整体进行考虑。铁路上的信号设施设备都是分散在铁路沿线，很容易受到雷电天气的影响，我国针对防雷技术的不断发展和深入，整个信号防雷设备工作逐步受到重视。对于铁路信号设备能够正常运行也关系到整个铁路运输的安全，研究雷电和较大牵引电流对信号系统的影响具有较大的意义。

1信号设备的关键作用

铁路信号设备是组织和指挥列车运行，保证行车安全，提高运输效率，传递控制、状态信息，是铁路主要技术装备之一。铁路信号装备水平是铁路现代化的重要标志。铁路信号设备主要包括转辙机、信号机、轨道电路、电源屏、信号继电器等，其产品质量和运行可靠性直接影响信号系统效能的发挥。列车的安全稳定运行需要车、机、工、电、辆各系统的协调配合，而这其中信号设备状态的可靠稳定是保证列车运行安全的重要因素。随着铁路信号技术的发展，大量的电子产品和精密元件被广泛应用于现场信号设备。这些设备提高了铁路信号系统的可靠性，使现场职工的检维修工作效率大大提高，但是由于电子设备受电磁感应的作用，也增加了相关设备的故障率。精密元件的损毁会直接导致信号设备故障，从而影响列车运行效率甚至导致列车运行事故。只有降低电磁干扰对铁路信号的影响，建立健全完善的故障-安全机制，才能保证列车安全稳定运行。铁路信号设备的关键性也就不言而喻了，尤其是在我国高速铁路快速发展的今天，信号设备故障将会造成巨大的损失，因此，必须重视信号设备对列车运行的影响。

2雷电电磁干扰对铁路信号的影响

雷电是一种自然现象，是人们所不可控的，其产生的原因是大气放电所致。由于雷电种类不同，放电程度不同，因而其产生的电磁干扰也大不相同，虽然雷电与地面之间距离较远，但是随着次数的累计，对于铁路信号还是会造成或大或小的影响，此种电磁主要分为以下两种。

2.1直击雷

此种雷电主要是在被保护物上放电，具有极大的破坏性，而铁路信号系统就是被保护物，当出现直击雷时，铁路信息系统设备及其相关设备会受到严重的损害，甚至会对铁路工作人员的生命造成威胁。另外，因为铁路占地面积较大，所以铁路信号系统的主要设备都集中在站内信号机械楼中。为了避免信号机械楼受到雷击，其楼顶都会架设避雷针，在某种程度上能够抵抗雷电的侵袭，确保铁路信号系统能够有效运行。但是由于电子化程度加深，铁路信号系统的抗干扰能力逐渐降低，避雷针已经不能够有效保护其不受损。

2.2感应雷

此种雷电不会直接在被保护物上放电，但是在其放电过程中，会有巨大的磁场产生，这就使得其附近所存在的导体生成较强的电磁脉冲，而此次电磁脉冲会沿着导体的走向进行传导，并且在传导过程中，会使其经过电路中的元件灵敏度大大降低。目前，在我国现有的铁路信号系统中，电器元件具有较高的集成度，当出现感应雷电时，其所带的电磁脉冲会严重影响到铁路系统的信息传导，致使后果不堪设想。除此之外，铁路中的钢轨是感应雷最佳的传递载体，若是钢轨中存有较大的电流，那么与钢轨处于连接状态中的信号设备会产生极强的感应电动势，如果过于严重，会对设备造成损坏，甚至发生安全事故。

3电磁干扰控制技术

3.1 对电磁的屏蔽

对电磁的屏蔽主要是通过对一些辐射和騷然及时隔断，能够有效抑制电磁对信号造成的干扰，通常的做法是将容易受到干扰的区域进行包围，将容易受到干扰的区域进行隔离。一是静电屏蔽，防止静电场和磁场的影响，二是电磁屏蔽方法，对一些交变磁场和变电磁场进行屏蔽，防止对铁路信号造成影响。通常采用一端接地的方式需要采取措施限制保护层上的过压电，同时安装保护器，防止电缆的保护层被击穿。双端接地的方式主要是在铁路沿线埋设通信电缆，能够屏蔽牵引电流和外界一些电流的干扰，电缆的屏蔽层需要双端接地，能够有效阻挡电流对铁路信号的影响。对电场进行屏蔽的方式主要是采用金属体材料和接地方式，

3.2滤波技术

滤波技术在对电磁信号的阻隔中起到十分重要的作用，也是一项比较重要的技术，主要是利用滤波器对电磁干扰进行全面过滤，滤波器也是分为高通滤波器和低通滤波器，其中低通滤波器在防电磁干扰中被广泛应用，同时滤波器还可以根据铜带进行区分，分为宽带和窄带，窄带滤波器的应用比较广泛。滤波器主要能够保持电子设备内部产生的噪声不会泄露，通过选择性的阻拦或者是分流有害的电磁波，能够降低进入到保护电子器件中的有害噪声信号。一是进行设备内部的隔离，由于各项设备器件体积较小，很容易造成电路之间的相互干扰，就需要对不同类型的电路进行隔离，通过对互联线进行滤波，能够达到隔离的效果。二是对电缆进行滤波，电缆是接收干扰和辐射干扰最有效的天线，需要对电缆采取屏蔽和滤波的方式，在一定程度上能够减少电磁干扰，通过在屏蔽电缆的两端使用滤波器，其电磁的辐射强度会减小。滤波器通常是做成连接器的形状，在安装的过程中可以进行互换，滤波的特性相对较好，能够将产生的高频电磁及时过滤掉，确保铁路信号不会受到干扰，而且具有较好的接地效果，能够保证射频阻抗。

结语：

列车的安全运行需要铁路各系统的全面配合，任何一个部门的疏忽都有可能影响列车的正常稳定运行。电磁干扰作为新出现的，干扰铁路信号设备正常工作的影响因素，它的特点是作用范围广，造成的危害大。本篇文章就电磁干扰对铁路信号的影响进行了深入细致的研究，详细介绍了影响铁路信号安全运行的几种电磁干扰方式。在此基础上做出一些建设性的意见，为解决电磁干扰提供思路。通过这些研究使这个问题受到相关从业人员的重视，从而更好的解决电磁干扰对铁路信号影响的问题。

参考文献：

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