鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)抗干擾措施的探討

 摘要：如今，鐵路的電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)在我國(guó)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(guó)鐵路系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。而鐵路電力系統(tǒng)的穩(wěn)定又是遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，因此，采取相關(guān)的措施以提升遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的抗干擾能力，不僅成為了設(shè)計(jì)并完善鐵路系統(tǒng)設(shè)備中的一個(gè)重要內(nèi)容，而且也是我國(guó)的鐵路電力系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中不可忽視的一個(gè)問(wèn)題。文章首先對(duì)鐵路的電力系統(tǒng)的組成與相關(guān)干擾的來(lái)源進(jìn)行介紹，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上有效探討提升我國(guó)鐵路的電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的抗干擾能力的相關(guān)措施。

關(guān)鍵詞：鐵路電力；遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)；抗干擾功能

如今，時(shí)代在發(fā)展，其對(duì)鐵路電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行也提出了更高的要求，直接推動(dòng)了電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)在鐵路系統(tǒng)中的廣泛運(yùn)用。系統(tǒng)的抗干擾能力作為一個(gè)設(shè)備重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容，在鐵路電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中也必須得到充分的考慮。而遠(yuǎn)程的控制系統(tǒng)的設(shè)備屬于一個(gè)高度集成的設(shè)備，且絕緣的水平較低，對(duì)外界的干擾比較敏感，同時(shí)一些遙控設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境又會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)較強(qiáng)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(yùn)行[1]。因此，在鐵路的電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中，強(qiáng)化其設(shè)備的抗干擾能力，是保證鐵路安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。

一、鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的組成與干擾的來(lái)源

1.1系統(tǒng)的組成

一般情況下，鐵路的電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)都是由一個(gè)集合控制的遠(yuǎn)動(dòng)控制總站為主導(dǎo)，通過(guò)多層次分布的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對(duì)那些被控的終端系統(tǒng)實(shí)施自動(dòng)化的控制。因此，較為典型的鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)就是由遠(yuǎn)動(dòng)的控制總站、通信通道以及遠(yuǎn)動(dòng)的被控終端三部分構(gòu)成。而從本質(zhì)上來(lái)看，鐵路的電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，其主要的任務(wù)就是將電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)以及其在發(fā)電與輸電時(shí)的一些實(shí)時(shí)信息收集并傳輸?shù)竭h(yuǎn)動(dòng)總控站，然后將遠(yuǎn)動(dòng)總站的相關(guān)命令發(fā)送到遠(yuǎn)動(dòng)的終端機(jī)上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制與調(diào)節(jié)[2]。而起功能主要表現(xiàn)在：遙測(cè)、遙控以及遙信功能；對(duì)鐵路的相關(guān)故障進(jìn)行檢測(cè)；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(lái)源

遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的一種，其在正常運(yùn)行的過(guò)程中必然會(huì)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(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)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(jìn)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(jiàn)的自然現(xiàn)象而帶來(lái)的各種形式的電磁噪聲等，如雷電、太陽(yáng)異常的電磁輻射等，其中雷電所帶來(lái)的電磁干擾對(duì)鐵路的遠(yuǎn)動(dòng)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(dòng)時(shí)會(huì)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(lì)磁沖擊電流的入侵，進(jìn)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(guò)程中形成的靜電放電以及弧光放電等。在遠(yuǎn)動(dòng)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(qiáng)烈的電磁干擾；④半導(dǎo)體器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中造成的干擾。電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，直接推動(dòng)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(yùn)行狀態(tài)下，不會(huì)產(chǎn)生較大的工作頻率，但是由于其總體功率較大，在開(kāi)關(guān)的過(guò)程中會(huì)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(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)抗干擾的主要措施研究

通過(guò)上述的分析，我們知道鐵路的遠(yuǎn)動(dòng)電力系統(tǒng)在正常的運(yùn)行中，其設(shè)備是本身不會(huì)產(chǎn)生對(duì)外的干擾，其主要的干擾主要是來(lái)源于系統(tǒng)的外部，因此，在設(shè)計(jì)抗干擾時(shí)，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(qiáng)化屏蔽措施

首先，根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行屏蔽材料的選擇。對(duì)于不同的工作時(shí)段與工況段，在全面了解其在該階段時(shí)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(chǎng)屏蔽就可以選擇一些銅、鋁、銀等，而電磁場(chǎng)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(duì)于屏蔽結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，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(shí)際的設(shè)計(jì)中，需要將強(qiáng)電部分與弱電部分分離開(kāi)，并在條件允許的情況下，在兩者之間加設(shè)一層接地與機(jī)箱的金屬板塊；其次，對(duì)于遠(yuǎn)動(dòng)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(duì)于電源變壓器的設(shè)計(jì)，就可在初、次級(jí)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(yuǎn)動(dòng)電力系統(tǒng)的一次系統(tǒng)實(shí)施有效接地，以實(shí)現(xiàn)防雷、保護(hù)設(shè)備以及中性點(diǎn)接地的作用，充分保障遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備在運(yùn)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(dāng)?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(dá)到間接的提升遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的抗干擾能力；其次，強(qiáng)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(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中運(yùn)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(dá)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(yuǎn)動(dòng)終端系統(tǒng)本身所產(chǎn)生的電源干擾遠(yuǎn)動(dòng)電力系統(tǒng)。由于電源的高頻噪聲都是通過(guò)變壓器初、次級(jí)的寄生電容耦合而成，若采用屏蔽層將兩者之間進(jìn)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(lái)傳輸信號(hào)的電纜在對(duì)架設(shè)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需避開(kāi)電力電纜，而遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的終端機(jī)的電路板布線的設(shè)計(jì)也需有效避免互感的產(chǎn)生，以達(dá)到抗干擾的作用。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著遠(yuǎn)動(dòng)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(duì)于提高鐵路的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)系統(tǒng)的抗干擾能力并不僅僅只是通過(guò)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(shí)際的運(yùn)行環(huán)境出發(fā)，按照系統(tǒng)的功能運(yùn)行的特征，并針對(duì)設(shè)備的安裝地點(diǎn)以及目的，選擇科學(xué)、合理的抗干擾措施，從而保障我國(guó)鐵路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

 

【參考文獻(xiàn)】

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

[2]張忠義. 鐵路電力線路遠(yuǎn)動(dòng)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(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)[J]. 黑龍江科技信息. 2011(15)：119.