浅析高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术
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高速铁路通信信号的调制与干扰抑制研究近年来,高速铁路的飞速发展对通信信号的传输提出了更高的要求。
为了保证高速铁路通信系统的稳定性和可靠性,研究人员们一直在努力寻找更好的调制方法和干扰抑制技术。
本文将对高速铁路通信信号的调制与干扰抑制进行深入研究。
首先,我们需要明确高速铁路通信信号的特点和传输要求。
高速铁路通信信号主要包括语音、数据和视频等多种形式。
这些信号在传输过程中,需要保证高速率、高可靠性和低延迟。
与传统的有线通信不同,高速铁路通信信号的传输环境十分恶劣,常常受到电磁干扰、多径衰落等因素的影响。
因此,合理选择调制方法和有效抑制干扰是保障高速铁路通信质量的重要环节。
调制是将待传输的信息信号转换成适合传输介质的信号形式的过程。
在高速铁路通信系统中,常用的调制方法有正交频分复用(OFDM)、正交振幅调制(QAM)等。
OFDM调制能够将一个高速数据流分散到多个较低速率的子载波上,提高了频谱利用率和抗多径干扰能力。
而QAM调制则通过改变振幅和相位的组合来传输复杂的数字信号,具有高比特率和抗噪声干扰的优势。
在实际应用中,我们可以根据具体情况选择适合的调制方法,以实现更高的传输效率和更好的信号质量。
然而,在高速铁路通信系统中,信号的传输常常受到各种干扰的影响,如电磁干扰、多径衰落、天线间干扰等。
为了有效抑制干扰,降低误码率,我们需要采取相应的抗干扰措施。
一种常见的抗干扰技术是自适应均衡技术,它通过对接收信号进行预测和补偿,提高了信号的抗干扰能力和抗多径衰落能力。
此外,还可以使用空间分集技术,通过多个接收天线接收多个独立的信号路径,并通过接收信号的合并提高接收性能。
此外,使用前向纠错编码和差错检测技术也能提高系统的抗干扰能力。
除了上述调制方法和干扰抑制技术外,还可以通过优化天线设计和布局来改善信号传输质量。
合理选择天线类型、天线高度和天线数量等因素,可以减小信号传输中的衰落和干扰影响,提高通信质量。
同时,采用数学建模和仿真技术,可以对天线系统进行设计和优化,以满足高速铁路通信系统的需求。
强电磁干扰抑制技术在铁路信号中的应用随着铁路交通的发展和铁路信号系统的不断完善,强电磁干扰成为了制约铁路信号系统正常运行的重要问题。
而强电磁干扰抑制技术的应用,则成为了解决这一问题的有效途径。
本文将探讨强电磁干扰抑制技术在铁路信号中的应用及其重要意义。
一、强电磁干扰对铁路信号的影响强电磁干扰是指电力、电讯系统等大电流设备产生的电磁场对周围的信号设备产生干扰的现象。
在铁路信号系统中,强电磁干扰常常表现为信号设备频繁失灵、误报、漏报等问题,严重影响了铁路交通的安全和正常运行。
特别是在电气化铁路线路中,由于电力设备和信号设备在空间上的相互交织,强电磁干扰所带来的问题更加突出。
1. 电磁屏蔽技术电磁屏蔽技术是通过在信号设备周围建立各种电磁屏蔽措施,阻隔外部电磁场与信号设备之间的干扰。
在铁路信号系统中,可以通过建立屏蔽隔离带、使用具有强电磁屏蔽能力的材料等方式来有效抑制强电磁干扰的影响。
2. 地线阻抗优化技术地线阻抗优化技术是通过改善信号设备的地线系统,使其具有更好的导电性能,从而降低信号设备受到强电磁干扰的概率。
在铁路信号系统中,可以通过采用导电性能更好的地线材料、优化地线系统布局等方式来提高地线的导电性能,进而有效抑制强电磁干扰。
3. 过滤器应用技术过滤器是一种专门用于抑制电磁干扰的设备,通过在信号设备的供电线路上加装过滤器,可以有效滤除外部电磁干扰信号,使得信号设备受到的干扰大大减小。
在铁路信号系统中,可以通过在供电线路上设置电磁干扰滤波器的方式来实现对强电磁干扰的有效抑制。
强电磁干扰抑制技术在铁路信号中的应用具有重要意义。
强电磁干扰的存在严重影响了铁路信号系统的正常运行,而采用强电磁干扰抑制技术可以有效减小这一影响,提高铁路信号系统的可靠性和稳定性。
随着铁路信号设备的不断更新和电气化铁路的不断发展,强电磁干扰问题将愈发突出,因此采用强电磁干扰抑制技术显得尤为重要。
强电磁干扰抑制技术的应用将对铁路交通的安全和运行效率产生积极的影响,从而推动铁路交通的发展和进步。
强电磁干扰抑制技术在铁路信号中的应用强电磁干扰抑制技术是指通过采取一系列措施来降低电磁干扰对铁路信号系统正常运行的影响。
在铁路信号系统中,电磁干扰可能来自于列车本身、通信系统、电力系统或周围环境等因素,如果不加以抑制措施,就会对信号系统的传输质量和运行安全产生严重影响。
强电磁干扰抑制技术主要分为三个方面:1. 电磁隔离技术:通过合理设计信号系统的布局和隔离装置,减少电磁干扰的传播路径,避免干扰源对信号设备的直接影响。
还可以采取金属屏蔽、建筑物遮挡等措施,进一步隔离电磁波的传播路径。
2. 电磁屏蔽技术:对信号系统设备进行合理的金属屏蔽,阻挡电磁干扰的入侵。
屏蔽可以采用金属罩或金属壳体等形式,在设计和制造过程中要充分考虑信号系统设备的电磁兼容性,避免金属屏蔽对信号传输的影响。
3. 电磁补偿技术:通过引入电磁补偿装置,对信号系统设备进行电磁干扰的主动抑制或补偿。
补偿技术主要包括电磁干扰预测与分析、电磁干扰源定位和信号设备干扰调整等环节。
对铁路信号系统来说,强电磁干扰的抑制尤为重要,它关系到列车运行的安全和信号传输的可靠性。
具体应用包括以下几个方面:1. 信号设备的布局和隔离:合理设计信号设备的布局和隔离装置,降低电磁干扰的传播路径。
在信号机箱和线路接口处安装隔离变压器,以隔离信号设备与电力系统之间的电磁干扰。
4. 电磁干扰监测与预警系统:建立电磁干扰监测与预警系统,实时监测信号系统的电磁干扰情况,及时处理干扰事件,保障信号设备的正常运行。
5. 信号设备的兼容性设计:在信号设备的设计和制造过程中,充分考虑电磁兼容性,减少信号设备对电磁干扰的敏感性,提高信号传输的可靠性。
强电磁干扰抑制技术在铁路信号中的应用是非常重要的,它可以提高信号系统的可靠性和运行安全。
随着铁路信号系统的发展和技术的进步,我们应不断探索和应用新的抑制技术,为铁路运输提供更加安全和高效的保障。
高速铁路通信系统的抗干扰技术随着高速铁路的快速发展,其对通信系统的可靠性和稳定性提出了极高的要求。
在高速运行的环境中,各种干扰因素层出不穷,严重影响了通信质量。
因此,研究和应用有效的抗干扰技术成为保障高速铁路通信系统正常运行的关键。
一、高速铁路通信系统面临的干扰类型1、电磁干扰高速铁路的电气设备众多,如牵引供电系统、列车控制系统等,这些设备在工作时会产生强大的电磁场,从而对通信系统造成电磁干扰。
此外,外界的电磁波,如广播电台、移动通信基站等,也可能对高速铁路通信系统产生干扰。
2、多径干扰在高速铁路环境中,由于列车的快速移动和周围环境的复杂性,信号在传播过程中会经历多条不同的路径,导致接收端接收到的信号出现延迟、衰减和相位变化,形成多径干扰。
3、多普勒频移干扰当列车高速移动时,通信信号的频率会发生多普勒频移,导致接收端的频率与发送端不一致,从而影响通信质量。
4、噪声干扰包括热噪声、串扰噪声等,这些噪声会降低信号的信噪比,影响通信系统的性能。
二、高速铁路通信系统的抗干扰技术1、频谱管理和规划通过合理分配频谱资源,避免不同通信系统之间的频率冲突,减少电磁干扰。
同时,对高速铁路沿线的电磁环境进行监测和评估,及时调整频谱分配方案。
2、滤波技术采用各种滤波器,如高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器等,对干扰信号进行滤波,保留有用信号。
例如,在接收端使用带通滤波器,可以有效地滤除带外干扰。
3、扩频技术扩频通信是一种将信号频谱扩展到很宽的频带上进行传输的技术,如直接序列扩频和跳频扩频。
通过扩频,可以降低信号功率谱密度,提高抗干扰能力。
在高速铁路通信中,扩频技术能够有效地对抗多径干扰和电磁干扰。
4、智能天线技术智能天线能够根据信号的来波方向自适应地调整天线波束,增强有用信号的接收,抑制干扰信号。
通过使用智能天线,可以提高通信系统的方向性和增益,减少干扰的影响。
5、均衡技术针对多径干扰导致的信号失真,采用均衡技术对接收信号进行补偿和校正。
281【创新与发展】住宅与房地产2019年5月高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术张利利(中铁二十一局集团电务电化工程有限公司,甘肃 兰州 730000)摘 要:随着我国经济的快速发展和社会需求的不断提高,高速铁路的发展近年来取得了较快的进展。
现如今,如何提高高速铁路系统的电磁干扰技术,不仅得到了社会的广泛关注,还成为我国高速铁路发展过程中需要解决的重要问题。
基于此,我国的高速铁路部门应当对其引起高度重视,结合现代化的科技水平,对高速铁路系统的抗电磁干扰技术进行优化使其更加先进。
关键词:高速铁路;信号系统;抗电磁干扰中图分类号:U284 文献标志码:A 文章编号:1006-6012(2019)05-0281-01随着人们生活水平的逐步提高,中国的高速铁路也面临着社会的快速发展,人们日益增长的交通快捷需求激发着我国高速铁路的无限发展潜能。
虽然近年来我国高速铁路信号系统取得了一些成绩,但在抗电磁干扰技术的具体发展过程中,仍然存在着一些缺点,对高速铁路的整体发展有负面影响。
基于此,我国的高速铁路部门应当加强其应用效果,本文将从两个方面对高速铁路的抗电磁干扰技术的实际应用进行详细描述。
1 干扰途径1.1 辐射干扰在理论分析的基础上,高速铁路信号的辐射干扰是建立在网络干扰原理的基础上的,特别是利用干扰源在空间传输信号。
在传输过程中,辐射介质以电磁波的形式传播,还在很大程度上使高速铁路的正常运行受到限制。
1.2 传导干扰与辐射干扰相比,传导干扰受到网络干扰,干扰通过导电介质传输,传播路径小,它主要在敏感期间在干扰源的电路之间传输。
利用电磁补偿的方式可以对这一现象进行把控,但是无法从根本上解决。
1.3 干扰影响(1)贯通地线的影响。
如果信号电缆的输入点和接地电流处于对称状态,当接地注入点两侧的信号感应电动势的大小相反时,如果信号电缆外皮的小电流影响电动势,感应电动势为0V 时,将会导致接触网出现故障;感应电动势超过30V 时,这将导致电场耦合被电缆护套屏蔽,从而产生负面影响。
高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术分析摘要:我国道路建设随着科技的快速发展而发展迅速。
随着电气化铁路的飞速发展及进步,现阶段高速铁路信号系统中涵盖着越来越多的高科技设备及仪器,但随着信号系统的应用及发展会出现较强的电磁干扰,影响高速铁路信号系统的正常使用,甚至影响高速铁路的运行安全,危害人们的生命安全。
因此,有效的抗电磁干扰技术尤为重要。
关键词:高速铁路信号系统;抗电磁干扰技术引言我国道路建设的快速发展离不开国家经济的大力支持。
作为高速移动的复杂巨系统,高速列车在高速铁路系统中存在电磁骚扰源数量众多特点,且相关干扰多为突发性脉冲干扰,高速铁路采用的综合接地方式、共用的接地钢轨也使得电磁骚扰传输耦合途径错综复杂,这些均对高速铁路信号系统的抗电磁干扰提出了较高挑战。
1信号系统发展过程高速铁路信号专业是故障-安全的信息化,经历了机械、电气、电子以及计算机应用等发展阶段,从人工控制、设备控制向信息控制为主体的方向发展。
车站信号、区间信号和列车运行控制技术的一体化,通信信号技术的相互融合,以及行车调度指挥自动化等技术的应用,使现代高速铁路信号系统不再是各种传统的机械、电子类信号设备的简单组合,而是一个包含列车追踪、安全防护、速度控制等功能完善、层次分明、基于计算机处理技术的复杂控制系统。
从而打破了铁路信号功能单一、控制分散、相对独立的传统理念,发展成集信号指示、列车运行控制、调度集中、数据通信等多项功能为一体,软件与硬件紧密结合的大型安全相关系统,具有网络化和系统化的技术特点,且系统功能复杂多样。
2现阶段高速铁路信号系统中存在的电磁干扰类型强电磁干扰主要是指由于电磁引发的传输通道、系统性能或设备元件等出现的故障及性能下降问题,现阶段的强电磁干扰主要分为雷电电磁干扰及电气化牵引供电系统干扰两部分,其中雷电电磁干扰主要是指大气放电产生的,由两种带异电荷的雷云接近后产生的较为强烈的放电现象,虽然雷云对于铁路信号的影响较小,但雷击产生的放电现象会严重影响铁路信号系统。
高速铁路列车通信系统中抗多径干扰技术研究随着高速铁路的发展,列车通信系统的可靠性和稳定性成为了关键的技术挑战。
其中,抗多径干扰技术的研究和应用在大幅提升通信系统的性能方面发挥着重要的作用。
本文将探讨高速铁路列车通信系统中抗多径干扰技术的研究现状、问题和解决方法。
一、研究现状在高速铁路列车通信系统中,多径干扰指的是由于信号在传播过程中发生反射、散射等现象,导致信号在接收端出现多个路径,从而产生了多个到达时间和相位不同的信号。
多径干扰会引起信号衰减、失真和频谱扩展,严重影响通信系统的性能。
目前,针对高速铁路列车通信系统中的多径干扰问题,已经有了一些研究成果。
首先,研究人员利用信道估计和均衡技术来抵消多径干扰。
通过对信道的估计,可以获取多径信号的时间延迟和幅度衰减等信息,从而对接收到的信号进行均衡处理,减小多径干扰的影响。
其次,还有一些研究致力于设计更加复杂和灵活的调制解调技术来应对多径干扰。
例如,使用正交频分复用技术可以将原始信号分为多个子载波,并在接收端通过解调算法提取出正确的信息。
这种技术可以降低多径干扰的影响,提高系统的抗干扰能力。
此外,还有一些研究关注基于天线阵列的空时编码技术。
通过设置多个接收天线,可以利用空间上的多个光束形成多径干扰的合成波束,从而减小信号衰减和失真的影响。
这种技术可以提高系统的信号质量和通信距离。
二、问题与挑战尽管目前已经取得了一些进展,但是高速铁路列车通信系统中抗多径干扰技术仍然面临一些问题和挑战。
首先,高速列车运动速度快,对通信系统的要求非常高。
列车的高速运动会导致信号的多径干扰更加严重,使得信号的接收变得困难。
此外,列车经过隧道、山谷等地形,会出现信号的相位跳变等问题。
如何在高速移动和复杂环境下实现抗多径干扰仍然是一个亟待解决的问题。
其次,高速列车通信系统的覆盖范围广,需要广泛的基础设施支持。
在现实中,很多地方的基础设施还不够完善,例如信号塔、中继站等。
缺乏足够的基础设施会导致信号传输质量下降,增加多径干扰的影响。
强电磁干扰抑制技术在铁路信号中的应用强电磁干扰抑制技术在铁路信号中的应用是为了保障铁路通信系统和信号设备的正常运行,提高铁路运输的安全性和效率。
铁路信号系统是铁路调度指挥系统的重要组成部分,负责监控和控制列车运行,并确保列车之间的安全距离和运行速度。
铁路信号系统往往存在电磁干扰问题,可能会导致信号失真或者中断,造成不可预测的运输事故。
强电磁干扰抑制技术主要包括以下几个方面的应用:1. 屏蔽技术:常用的屏蔽技术包括屏蔽罩、屏蔽壳和屏蔽隔离器等。
这些技术可以有效地将电磁干扰源与信号系统隔离开来,减少干扰的传播和影响范围。
2. 滤波技术:利用滤波器对信号进行滤波,剔除掉频率范围内的干扰信号,保留下所需的有效信号。
滤波技术可以有效地降低电磁干扰对信号的影响,提高信号的可靠性和稳定性。
3. 接地技术:通过合理布置接地电阻、接地线材等,将电磁干扰源的电流引入地,减少对信号设备的干扰。
合理的接地设计可以有效地降低电磁干扰的影响,提高信号系统的抗干扰能力。
4. 屏蔽和过滤器的联合应用:屏蔽和滤波器可以相互补充,共同应对电磁干扰问题。
通过合理配置屏蔽和滤波器,可以最大限度地降低电磁干扰的干扰程度,保障信号系统的正常运行。
强电磁干扰抑制技术在铁路信号中的应用对保障铁路运输的安全性和效率具有重要意义。
通过采用这些技术,可以有效地降低电磁干扰对信号系统的影响,保证信号的正确传输和处理。
这不仅可以提高列车运行的安全性,还可以减少运输事故的发生,提高铁路调度指挥系统的效率。
这些技术还可以提高信号系统的可靠性和稳定性,降低维护和运行成本,为铁路运输的可持续发展提供有力的支持。
强电磁干扰抑制技术在铁路信号中的应用具有重要的意义和价值。
高速铁路沿线电磁干扰分析及应对策略■宾凌一、引言目前国内高铁建设正如火如荼地进行,铁道部预计在2020年前建设高速铁路里程将超过1.2万公里。
既有线上绝大部分中高端旅客将被分流至高铁上,各大运营商出于服务旅客的目的及竞争的需要势必进行高铁沿线的移动覆盖。
但高速铁路沿线基本上由高架桥及隧道构成,且所经区域绝大部分为人烟稀少的郊区农村,种种原因导致高铁沿线通信基础资源的稀缺。
因此,运营商除考虑相互间的共建共享以外,还必须考虑共享铁路部门的通信基础设施。
而由此所带来的多系统间干扰也势必成为运营商亟须解决的首要问题。
二、需考虑的干扰类型上文提到由于铁路通信资源有限将导致多系统间存在干扰,干扰的大小是影响网络运行的关键因素,对通话质量、掉话、切换、拥塞均有显著影响。
如何降低或消除干扰是网络规划、优化的首要任务。
从干扰形成机理的角度,系统间干扰可分为杂散干扰、互调干扰及阻塞干扰三种(考虑到一般情况下系统间间隔频率大于工作带宽数倍,因此本文中不考虑邻频干扰的问题)。
(一)杂散干扰由于发射机中的功放、混频、滤波等器件工作特性非理想,会在工作带宽以外较宽的范围内产生辐射信号分量(不包括带外辐射规定的频段),包括电子热运动产生的热噪声、各种谐波分量、寄生辐射、频率转换产物以及发射机互调等。
3GPP将该部分信号通归为杂散辐射,因为其分布带宽很广,也称为宽带噪声。
根据3GPP规定:杂散辐射适用于指配带宽以外、有效工作带宽2.5倍以上的频段。
当两系统的工作频段相差带宽2.5倍以上时,滤波器非理想性将主要表现为杂散干扰。
(二)互调干扰互调干扰集中在各系统的下行输出,在进行合路时的互调产物上,主要表现为三阶互调干扰。
如果互调产物落在其中某一个系统的上行接收频段内,从而对该系统基站的接收灵敏度造成一定的影响。
(三)阻塞干扰任何接收机都有一定的接收动态范围,在接收功率超过接收动态允许的最大功率电平时,会导致接收机饱和,从而降低接收机的增益,导致接收机的灵敏度恶化,长时间的阻塞还可能造成接收机的永久性性能下降。
高速铁路通信信号的抗干扰与防护技术研究引言:随着高速铁路的迅猛发展,通信信号的稳定传输成为保障运行安全与效率的重要问题。
然而,高速铁路环境的复杂性和电磁干扰的存在给信号的传输带来了巨大的挑战。
因此,研究高速铁路通信信号的抗干扰与防护技术显得尤为重要。
一、高速铁路通信信号的干扰现象分析高速铁路通信系统存在多种干扰现象,主要包括电力线干扰、无线电频段干扰、轨道电路噪声干扰等。
这些干扰现象给信号的传输造成了严重的影响,导致通信质量下降和通信断线等问题。
1. 电力线干扰电力线干扰是高速铁路通信系统中常见的干扰源之一。
高速列车运行时,会通过地面的电力线产生辐射磁场和电场,这些电磁场会对通信信号的传输造成严重的干扰。
尤其在高速列车通过供电站、变电站等地区时,电力线干扰尤为明显。
2. 无线电频段干扰在高速铁路周边的无线电频段,例如移动通信、卫星通信等频段中,存在大量的无线电设备,这些设备会对高速铁路通信信号的传输造成干扰。
尤其在高铁线路沿线人口密集区域,频谱资源的竞争更加激烈,干扰问题更为突出。
3. 轨道电路噪声干扰轨道电路是高速铁路列车牵引和制动等设备的控制系统,其信号传输频率较高。
然而,由于环境干扰或设备老化等原因,轨道电路容易受到电磁噪声的影响,使通信信号的传输受到干扰,甚至出现误操作的情况。
二、高速铁路通信信号的抗干扰技术研究为保证高速铁路通信信号的稳定传输,需采取一系列抗干扰技术措施。
以下列举了一些常见的高速铁路通信信号的抗干扰技术研究内容:1. 信号调制技术信号调制是通过改变信号的调制方式和参数来增加信号传输的抗干扰能力。
在高速铁路通信系统中,采用高阶调制技术(例如,16QAM、64QAM等)来提高信号的传输速率和抗干扰能力,以应对频段干扰。
2. 天线设计与优化天线是高速铁路通信系统中重要的组成部分,天线的设计与优化能够提高信号的接收和发射能力,增强通信系统的抗干扰能力。
研究人员通过优化天线的结构和指向性,减少与其他频段的干扰,提高信号接收的信噪比。
高速铁路通信信号的抗干扰与抗衰弱技术研究近年来,随着高速铁路的不断发展,高速铁路通信系统在确保列车运行安全、提高通信可靠性和传输速率方面发挥着关键作用。
然而,高速铁路环境的特殊性以及信号传输距离较长等因素导致了信号受到干扰和衰减的挑战。
因此,研究高速铁路通信信号的抗干扰与抗衰弱技术势在必行。
首先,高速铁路通信信号面临的主要问题之一是干扰。
高速列车在行驶过程中会产生电磁干扰,同时周围环境中的其他电子设备也可能对信号传输造成干扰。
为了抵御这些干扰,研究人员提出了一系列技术。
首先是选择合适的频段和调制方式,以减小与其他无线电设备之间的干扰。
其次,通过采用多天线技术,如多输入多输出(MIMO)系统,可以提高信号的抗干扰性能。
此外,采用自适应等化器和解调器对信号进行预处理和后处理,能够有效抵御高速列车运行过程中产生的各种干扰。
另一个挑战是信号的衰减。
由于高速列车在运行过程中与信号源的距离可能较远,加上信号传输过程中的衰减因素,信号的质量可能会下降。
因此,研究人员提出了一系列抗衰弱技术。
首先,可以通过提高发射功率和接收灵敏度来增强信号的强度。
此外,还可以利用中继设备来延长信号传输距离,从而减少信号衰减。
此外,引入网络编码技术可以提高信号的容错能力,即使在部分信号丢失的情况下仍能恢复正常传输。
除了以上提到的抗干扰和抗衰弱技术,还有其他一些值得注意的技术和方法。
例如,合理设计高速铁路通信系统的布局,包括设备的部署、基站的设置和天线的安装,能够减少信号传输过程中的衰减和干扰。
此外,通过网络拓扑优化和链路预测技术,可以提高信号传输的稳定性和可靠性。
并且,对于不同的环境和应用场景,还可以采用基于位置的切换和优化算法来实现更好的信号传输性能。
最后,为了保证高速铁路通信信号在抗干扰和抗衰弱方面具有良好的性能,还需要进行大量的实验和测试。
通过实验,可以验证提出的抗干扰和抗衰弱技术的有效性和可行性,并对其进行进一步优化。
此外,还需要开展相关技术标准制定工作,以确保不同地区和系统之间的互操作性和兼容性。
铁路信号强电磁干扰抑制技术的探微摘要:随着铁路的高速发展,铁路信号系统采用了越来越多的精密设备,对抑制强电磁干扰的要求越来越高。
基于此,文章结合工作经验,先对铁路信号系统中强电磁干扰类型作了分析,并对目前实际设计施工中所采取的抑制电磁干扰的措施进行了详细的阐述,并针对强电磁对铁路信号影响的建议进行了论述。
关键词:铁路信号;电磁干扰;电气化引言:随着铁路技术的发展,微电子、计算机等先进技术陆续在铁路信号系统中得到了广泛的应用。
在电气化铁路系统当中,电磁干扰对信号电缆、联锁电码化元件等铁路信号设备的正常运行造成了一定的威胁,为铁路运输及行车安全带来了严重的隐患,危害着铁路职工和人民群众的生命及财产安全。
铁路信号系统属于弱电系统,对干扰比较敏感,因此提高系统自身抗干扰能力是保证铁路信号系统正常运行的关键问题。
1强电磁干扰电磁干扰(ElectromagneticInterference):即由电磁骚扰所引起的设备元件、传输通道或系统性能的下降。
电磁骚扰(ElectromagneticDisturbance)则是指任何会引起设备或系统降低或者对物质产生损害作用的电磁现象,由于其客观存在性,敏感设备只有在被其影响以至不能正常工作时才构成干扰。
其传播途径有两条,一是通过空间的辐射,即辐射发射;二是通过连接的导线传导,即传导发射。
对铁路信号系统造成的电磁干扰中,主要有雷电电磁干扰和电气化牵引供电系统干扰这两方面。
1.1雷电电磁干扰雷电是大气放电所产生,由两种带异电荷的雷云接近时而产生的强烈放电现象。
由于雷云一般情况下距离地面较远,所以异种电荷云层放电对地面上的铁路信号系统影响较小。
而雷击作为云层对大地的放电现象,对铁路信号设备的影响非常大。
通常把雷击分为直击雷、感应雷两种主要形式。
直击雷指的是放电直接击中铁路信号系统,它的危害极大,一般会造成设备损坏和人员伤亡等后果。
由于站场内铁路信号设备一般集中在信号机械室附近,所以安装避雷针可以有效的防御直击雷。
强电磁干扰抑制技术在铁路信号中的应用随着铁路通信信号系统的发展,信号设备采用数字化技术,提高了信号系统的可靠性和稳定性。
但是,随着电气化铁路的推广和高速列车的使用,铁路周围的强电磁干扰越来越严重,如何应对这种情况成为了铁路信号工程师亟待解决的问题。
强电磁干扰指的是来自高压输电线、高速列车、无线电台等电磁辐射的干扰信号,会破坏信号传输设备的正常运行,进而造成铁路的不安全运营。
因此,对于铁路信号系统来说,强电磁干扰抑制技术的应用变得非常重要。
强电磁干扰抑制技术一般包括以下几个方面的内容:1. 地线排列设计地线排列是一种有效的抗干扰措施,通过将信号系统的地线与电力系统地线分离,在一定程度上减少了瞬时干扰电流。
在铁路信号工程中,地线排列应该尽可能地从电力系统线路和设施远离、在同一高度、地电势较小的地方布置。
此外,为了进一步提高抗干扰能力,地线排列可以采用不对称式的设计,如采用“L”形、三脚马等结构。
2. 防雷措施铁路信号设备在雷电天气下容易受到雷击干扰,因此,在信号系统建设过程中必须加强防雷措施。
主要措施包括:设置金属接地体和引下线,以搜集雷电过电压;加装避雷装置,将雷电过电压导向地面;进一步提高隔离性能,预留保护接头、钳子等接地和接线装置。
3. 屏蔽措施屏蔽是强电磁干扰抑制中的一种有效手段,可以分为全屏蔽和局部屏蔽两种。
全屏蔽即将信号线全部包覆在屏蔽管或屏蔽网组成的灯芯内;局部屏蔽指对受干扰较大的关键部位进行局部屏蔽,如制动信号传输线、导引信号传输线等。
通过屏蔽措施,铁路信号系统可以有效抑制外部干扰信号,提高系统的抗干扰能力,确保运行安全。
4. 滤波措施将信号源与信号接收器之间的干扰电源与正常信号进行滤波分离,以实现信号传输的准确性和稳定性。
铁路信号系统通常采用低通滤波器,通过在信号线路中加入电感器和电容器组成的滤波器来过滤掉高频干扰信号。
综上所述,强电磁干扰在铁路信号系统中会造成严重危害,因此强电磁干扰抑制技术的应用非常必要。
强电磁干扰抑制技术在铁路信号中的应用强电磁干扰是指由于电力系统中的高压电设备产生的电磁场干扰,可对铁路信号系统产生严重的影响。
在现代铁路信号系统中,信号设备的可靠性和稳定性对于列车运行的安全和正常进行至关重要。
为了减少强电磁干扰对铁路信号的影响,需要采用相应的抑制技术。
本文将就强电磁干扰抑制技术在铁路信号中的应用进行探讨。
一、强电磁干扰对铁路信号的影响强电磁干扰是指由于电力系统中的高压电设备产生的电磁场干扰,可对铁路信号系统产生严重的影响。
强电磁干扰主要包括以下几种类型:1.电线感应干扰:电线感应干扰是由电力线圈或有线电传输系统发出的电磁波干扰,对铁路信号设备的正常工作造成干扰。
2.电器设备干扰:由于近距离的电器设备如电机、逆变器等产生的电磁场干扰,也会对铁路信号系统产生影响。
这些强电磁干扰会导致铁路信号系统的误动作、误闭塞等现象,进而影响列车的运行安全和效率。
对强电磁干扰进行有效的抑制对于铁路信号系统的可靠性和稳定性具有重要意义。
二、强电磁干扰抑制技术为了减少强电磁干扰对铁路信号系统的影响,需要采用相应的抑制技术。
目前,主要采用以下几种技术进行抑制:1.屏蔽技术:通过在信号设备周围加装屏蔽罩、屏蔽门等设备,有效隔离强电磁场的影响,减少对信号系统的干扰。
2.滤波技术:采用滤波器对电力线圈或有线电传输系统发出的电磁波进行滤除,减少对铁路信号系统的影响。
3.绝缘技术:通过增加信号设备的绝缘层或采用特殊的绝缘材料,减少强电磁场的渗透,提高信号系统的抗干扰能力。
这些抑制技术可有效降低强电磁干扰对铁路信号系统的影响,提高信号系统的可靠性和稳定性。
强电磁干扰抑制技术在铁路信号中的应用已经成为了铁路信号系统设计和施工的重要内容。
在铁路信号系统的设计阶段,需要充分考虑到周围环境中可能存在的强电磁场,选择合适的抑制技术进行设计。
在铁路信号系统的施工阶段,需要严格按照相关规范和标准,采用合适的抑制技术进行施工和安装。
浅析高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术
由于高度铁路的电磁环境相对复杂,极易受到电磁干扰,对高速铁路信号系统产生不利影响。
本文分析了高速铁路信号系统的抗电磁干扰类型,提出基本抑制措施和抗电磁干扰技术,旨在有效的降低电磁干扰对我国高速铁路信号系统产生的不良影响,为同行提供参考。
标签:高速铁路;信号系统;抗电磁干扰;技术
随着社会的高速发展,我国的城市化水平加快,高速铁路也获得了较快的发展。
在人们日益增长的交通需求背景下,预示着我国高速铁路具有较大的建设潜能。
近年来,我国高速铁路信号系统小有成就,但在应用抗电磁干扰技术的过程中,存在部分缺陷,对高速铁路信号系统的整体应用产生的不利影响,也阻碍了高速铁路的整体发展,受到了高速铁路部门的高度重视。
高速铁路信号系统十分复杂,存在较多的电磁干扰源,高速铁路使用综合接地方式,受众多突发性脉冲干扰,抗电磁干扰技术在应用过程中受到较高的挑战。
因此,分析高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术具有一定的现实意义。
1高速铁路信号系统的抗电磁干扰类型
1.1辐射干扰
高速铁路信号系统的抗电磁干扰包括辐射干扰,从理论分析的角度出发,辐射干扰基于网络干扰原理,通过干扰源在空间中进行信号传输。
信号传输的过程中,辐射介质通过电磁波的方式进行干扰传播,对高速铁路的信号系统正常运行带来不利影响。
1.2雷电电磁干扰
雷电电磁干扰将导致系统的传输通道、设备元件出现性能降低或者故障的问题。
雷电电磁干扰是通过大气中放电产生,当两朵带异电荷的雷云接近后,出现放电现象,形成雷电电磁干扰。
虽然雷电电磁干扰对铁路信号的影响不大,但如果出现雷击,会对高速铁路信号系统带来严重影响。
1.3电气化干扰
电气化干扰属于强电磁干扰,电气化通过牵引高速铁路信号供电系统,形成干扰影响。
其中的牵引电磁干扰是指高速铁路沿线强电线产生的电子影响,沿线信号电缆出现感应电,降低了高速铁路线路信号传输质量,甚至出现信号电缆绝缘层被击穿的问题,严重阻碍了列车的安全运行。
电气化牵引供电系统干扰中的传导性干扰,主要由传导电流产生,通过行车或钢轨等接触地面的传输耦合途径,牵引电流会对高速铁路信号设备产生干扰,进而阻止信号系统的有效运用。
由于高速铁路行车系统复杂,电磁骚扰源众多,高铁系统的电磁环境如图1所示。
2 基本抑制措施
2.1 故障排查与处理。
分析高速铁路信号系统的电磁干扰,采取基本的抑制措施。
首先进行故障排查与处理,当系统受到电磁波干扰的问题时,需要检查高速铁路信号系统,全面分析电磁干扰的原因,找到干扰设备或者干扰途径,为后续的故障处理工作奠定扎实的理论基础。
由于电磁干扰源相对复杂,且种类较多,进行故障排查作业时需要通过先进的仪器设备展开测量操作,提高测量的专业性和准确度,并有专业的工作人员进行理論与实践的结合分析。
在进行干扰源的定位工作时,需要基于高速铁路发展的实际情况,提高重视程度。
要求综合分析干扰的传输耦合途径的同时,还需要对干扰源的传输方式进行深入研究。
高速铁路信号系统工作人员必须对电磁干扰源进行精准定位,严格把控,做好二次排查工作,高效的处理电磁干扰产生的信号系统故障问题。
2.2电磁信号的补偿设计。
高速铁路信号系统需要做出电子信号的补偿设计,根据实际运行情况,有效的控制电磁信号。
装置涵盖了电磁干扰控制和动态无功补偿两个功能,将无源滤波器和有源滤波器整合起来,抑制了外部电磁信号干扰的同时,还可以实现对分散的电磁信号产生聚合作用,有效的完成了信号系统传输任务,提高了高速铁路信号系统的工作效率。
2.3敏感设备分析
分析了高速铁路信号系统电磁干扰程度的同时,还要求建立免疫模型,通过深入的研究.降低干扰信号系统的强度。
有效的掌握高速铁路信号系统出现故障的原因,便于后续展开一系列的排查和处理工作。
分析高速铁路信号系统的敏感设备,提高对信号设备的电磁兼容性的重视程度。
高速铁路车载信号系统也属于敏感设备,需要加强对其的防护措施,从设计的角度出发,做好通信系统设计。
在通信系统设计中加入接收电平、电磁兼容设计,设置电压线服环节,有效的抑制冲击电流,例如雷电等相关现象。
3 抗电磁干扰技术的类型
高速铁路信号系统为达到良好的抗电磁干扰效果,需要同时使用屏蔽、接地、滤波的抗电磁干扰技术。
从高速铁路信号系统的整体角度出发,通过最具针对性的抗干扰措施,有效的解决问题。
处理高速铁路抗电磁干扰故障,需要从实际应用情况出发。
由于高速动车组采用动力分散式的牵引方式,强电流设备被分散的安装在高速铁路列车地板下,大规模的进行布线操作,会将简单的电磁环境复杂化,只有实现屏蔽技术、接地技术和滤波技术的有效应用,才能全面的解决干扰设备电磁故障问题。
3.1屏蔽技术
屏蔽技术是利用辐射骚扰传输途径,达到切断干扰电磁的效果。
通过静电屏蔽或电磁屏蔽方式,有效的防止交变电磁场、静电场带来的不良影响。
使用低磁导率的金属材料,屏蔽高频磁场或低频电场产生的电磁干扰。
3.2接地技术
应用接地技术中的等电位,对大地和保护地线进行连接。
设备屏蔽与接地实现相结合,为屏蔽以前因电流和外界的干扰因素,需要对高速铁路沿线区域的通信电缆的金属护套和金属屏蔽层的两端接地。
对于长度不够的信号电缆可以进行单点接地,同时在不接地的一端加上保护器,降低电磁干扰产生的不良影响。
3.3滤波技术
滤波技术则是通过滤波器对高速铁路信号系统进行抗电磁干扰,抑制干扰源的传输方式。
滤波器属于插入损耗,能够决定各种电磁波频率,通过滤波器的衰减程度,选择插入损耗值进行分类。
滤波器是频率选择性二端口网络,包括高通滤波器、带阻滤波器的类型,常用于高速铁路信号系统电磁干扰部位的为低通滤波器。
4 结语
随着经济的快速发展,高速铁路成为较为普遍的交通出行方式,其占比逐年递增。
高速铁路信号系统中的敏感设备较多,极易受到电磁信号干扰,只有进行有效控制,才能推动高速铁路行车安全,因此,本文对高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术进行研究,符合现实要求,以期有效的缓解电磁干扰对高速铁路稳定运行产生的各类问题。
参考文献
[1]高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术[J].张利利.住宅与房地产.2019 (15)
[2]高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术研究[J]胡洋.通讯世界.2019(03)
[3]高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术分析[J].刘凡.中国新通信.2019(07)。