天津市地下铁道集团有限公司天津300051
摘要：电力牵引对轨道电路传输系统的干扰，主要是列车运行期间，由于电源波动、整流件换向、大负载变化、列车起动或制动、供电臂切换、车辆逆变等原因造成的影响。信息科技的发展，带动我国地铁事业的快速开展，在已经开通的地铁线路的信息系统的建设中，存在一定的污染———电磁干扰。基于上述原因，本文主要对地铁接触网对地铁供电系统的电磁干扰进行分析探讨。
关键词：地铁接触网；地铁供电系统；电磁干扰
1、前言
地铁已经成为人们出行的常见交通方式之一，因为它快速、舒适的特点得到人们的支持。随着地铁技术的发展，地铁供电系统从原来的第三轨供电形式向接触网供电形式转型，接触网供电有技术含量高、安全性能好，但对供电系统也会产生一定的电磁干扰。天津地铁5号线采用的是接触网供电系统，通过与相应工程师沟通发现电磁干扰的主要途径有两个，一个是通过空间传播的辐射性质电磁干扰，一个是通过导体传播的传导性质的电磁干扰。为了保证供电系统的可靠性与安全性，对电磁干扰进行相应研究势在必行。
2.接触网对供电系统电磁干扰的分析
2.1静电感应电压
静电感应现象是自然界中一种常见的物理现象，由于导体内部电子的流动而产生的静电放电现象。当导体内部的电子向导体表面移动时，由于电子的运动会在导体表面产生静电放电，如果物体表面电阻很小的话，这种静电放电的电流就会很大，影响导电系统的稳定性，产生一定的危害，因此，在地铁供电系统中对静电感应电压的研究是非常有必要的。本部分结合相关研究的结论，模拟出静电感应电压的计算示意图，从而推导出相应的计算公式，静电感应电压的模拟示意图如图1所示。
图1静电感应电压计算模拟图
2.2电磁感应电压
电磁感应电势的大小主要决定于高速铁路接触网电流的大小和两条线路的平行长度。在计算中，和计算高速铁路牵引网阻抗一样，利用“导线一地”回路原理，把地铁接触网视为地铁接触网———地回路。
2.3危险电压合成计算
通过前两个部分的介绍可以得出接触网对地铁供电系统的感应电压包括静电感应电压和电磁感应电压两个部分，它们共同形成了对地铁供电系统的电磁干扰。根据电势的矢量关系可以得到危险电压的数值为：
U2=U2t+U2m
通过实际数值带入公式可以进行求解。
3、抗电磁干扰策略
3.1采用屏蔽技术
采用屏蔽技术的实质就是采用屏蔽层，提高两个单位之间的隔离面积，控制电场、磁场和电磁波从一个区域到另一个区域的感应和辐射。屏蔽是提高电子系统稳定性的一个重要措施，它能有效地抑制各种电磁干扰。屏蔽通常包括两种：一种是电场屏蔽，主要用于防止静电场和恒定磁场的作用；另一种是电磁屏蔽，主要用于防止交变磁场、交变磁场和交变电磁场的影响。电场屏蔽应注意以下几点：选择高电导率的材料，并有良好的接地；正确选择屏蔽的地理位置和合适的形状，最好是屏蔽接地。
磁场屏蔽通常只涉及直流和低频磁场的屏蔽，其屏蔽效能远小于电场屏蔽和电磁屏蔽，屏蔽是系统集成的关键项目。电磁屏蔽应注意以下几点：选择铁磁性材料；磁性屏蔽远离磁性元件，防止磁路短路。盾构的开启应注意孔的方向，尽可能使缝长边平行于磁通流，增加磁路长度。磁场屏蔽通常只涉及直流和低频磁场的屏蔽，其屏蔽效能远小于电场屏蔽和电磁屏蔽，屏蔽是系统集成的关键项目。当采用磁场屏蔽时应注意以下几点。
1）磁场屏蔽应选用高磁导率的铁磁材料，如坡莫合金，它能防止磁饱和。
2）不阻塞物体设置在靠近屏蔽体的位置，以最大限度地减少屏蔽体中的磁通，屏蔽和屏蔽体应具有一定的间隙，防止磁短路现象。
3）可以增加屏蔽体的壁厚，从而降低屏蔽体的抗磁性。单块体的壁厚不应超过1.5mm，如果屏蔽效果单一屏蔽层差，可以采用双层屏蔽。
4）注意防护罩的结构设计每一个接缝处，通气孔可增加屏蔽磁阻，从而降低屏蔽效果。
5）在出现退火现象的情况下，应及时进行处理。
6）在磁屏蔽的激励机制中，接地屏蔽通常是不需要的，但为了防止电场感应，一般会选择接地。
3.2选择正确的接地方式
使用单点接地的方式可以有效降低干扰级别，这种接地方式主要适用于低频电路，低频电路主要是指电路的频率不高于1MHz，用于防止工频电流之间的电位差和其他杂散电流信号的介入。地铁的主变电站是一个可靠的单点接地，以确保接地阻抗满足电气规范。同时，它会延伸到屏蔽层的外面，以确保潜在的零电位实际存在，消除考虑不周而带来的虚点位现象。
3.3滤波处理技术
过滤意味着可以将各种信号和控制按照频率的特征来选择性地剔除，这是一个为其他信号提供传输零点的技术，允许信号在传输极点的范围之内。过滤是一个重要的措施来抑制干扰、防止干扰。它可以显著降低干涉的强度，由于有用信号的频率，滤波器具有良好的抑制信号频率的不同组件的能力。这是一个强大的测量使用过滤网络来抑制干扰来源和消除干扰的方法。
3.4采用光电技术
光电技术也是一种很好的抗电磁干扰技术，该技术可以很好地解决传输距离的问题，还可实现测量电路的隔离和干扰信号的滤波，有效地切断接地回路的干扰，避免地线与其他线路形成一个回路，引起电位差，影响测量精度和系统通信的准确度。地铁环境的重要信息渠道，如通信信号系统、火灾报警系统、自动售票系统、车站设备监控系统等重要信息传输通道，采用光纤作为传输介质，避免电磁效应对长距离运输信息通道的影响。主通信网络通过光纤接口连接装置，有效地阻断了接口，消除了电磁干扰的影响。
4、结语
国内有关车辆对信号系统的电磁干扰研究还是一个新的课题。虽然在测试过程中由于条件所限，没能进行正常运营环境下列车对信号系统的电磁干扰的测试，但测试方法及结果为进一步研究此类问题打下了一定的基础，对今后的设备建设和维护具有参考意义。地铁接触网对供电系统的电磁干扰不容忽略，本文分析了电磁干扰的主要产生原因，对静电感应电压、电磁感应电压和危险电压的合成计算，更好地掌握了地铁接触网中电磁感应的干扰情况，通过模拟公式的计算方法使干扰具体化，最后提出相关策略来应对供电系统中的电磁干扰现象，对未来地铁供电系统的发展有非常重要参考价值。
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