动车组电磁干扰源分析

动车组电磁干扰源分析

张振宇

中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛， 266111

摘要：高速列车是由多种电气设备组成的一个复杂的动力设备。本文主要以我国某型动车组为基准，本文研究分析了动车组牵引系统可能造成的电磁干扰、电磁干扰的传输耦合途径以及车载设备的被干扰状况。可为高速动车组的电磁兼容设计提供理论依据，为我国高速动车组的全面国产化与自主创新打下基础，保障动车组列车的安全可靠的运行。

关键词：动车组；电磁干扰源；

1.引言

动车组列车（图1）的电磁干扰源是多种多样的，这些干扰源形成的原理和特点也各不相同。在不同的层面和情景下，一个受干扰设备可能是某个设备的电磁干扰源，而某个电磁干扰源也可能是其它受干扰设备受扰设备。大多数情况下，一个受到电磁干扰的设备的干扰源通常不是简单的一种，干扰源之间的耦合途径也不尽相同。根据对动车组列车多年的测试积累的数据和对电磁干扰问题处置的经验来看，会对动车组的安全运行造成影响的电磁干扰主要来源于牵引系统，而车载信号设备和通信系统是是主要的被干扰设备。

图1动车组图示

2.牵引系统产生的电磁干扰

动车组列车牵引系统中包含有牵引变压器、变流器等大功率设备（如图2），在动车组列车运行过程中要将接触网上的高压电能进行转换，在大功率电能的转化过程中有多种形式的能量转化，在大功率电流和电压的转换过程中，会形成多种谐波，所以工作原理上讲，动车组列车的牵引系统在正常工作过程中理所应当的会产生多样的电磁干扰。像开关电源等大功率设备运行中会产生诸如谐波、噪声等干扰，虽然这些设备的工作频率较低，但动车组系统的地电位会受到这些大电流噪声的影响，直接导致地电位的波动与上升，地电位的上升和波动会导致动车组列车不同接地位置的地电平存在巨大的差异，由此带来的共地干扰会影响到车内所有的电子设备，因此，这些谐波和噪声造成的一些共地干扰会影响到车内所有的电子设备。

图2大功率设备布置图

3.线缆间的电磁干扰

为了提高动车组列车的车厢利用率，动车组列车几乎所有的用电设备都被集中安置在狭小的空间内，在有限的空间内，安置了主变压器、主断路器、电抗器、主变流器、控制电源、牵引电机、冷却风机、各种辅助电机等在内的各种电气设备，这些设备会连接各种各样的动力线缆和信号线缆，而各种动力线缆和信号线缆等多种线缆并行铺设，这些线缆之间的间隔距离十分有限，这些问题都加剧了动车组列车内电磁干扰问题。

4.过分相时的电磁干扰

动车组从接触网获取能量，弓网接触过程中会生成大量的电磁噪声和电磁辐射，其频率范围非常的宽广，几乎覆盖了从几十赫兹到兆赫兹，且存在多种发射和传输耦合机理，尤其是动车组列车过分相时产生的放电火花和气体电离放电也是动车组重要的强电磁干扰源之一。

5.牵引回流造成的电磁干扰

牵引回流也会造成很大的电磁干扰。牵引电流通过轨道形成回流，两条轨道都会存在一定的对地漏电，而对地漏泄电会在钢轨中形成电流，对地泄露电的不同会导致电流的不平衡，这种原因产生的电磁干扰是导致轨道信号干扰的主要原因。随着载重的和速度的提升，牵引回路产生的电磁干扰的现象愈加明显，甚至会影响到信号设备的正常工作，造成车载传感器工作失效、轨道信号电路失常或损坏等故障。

6．轨道装备带来的电磁干扰

我国高铁轨道上大多都安装了很多电气化设备，包括车号自动识别设备，地面轨道阅读器设备，这些设备都有其固有的工作频率。而高速动车组普遍采用的是点式应答器来作为对传统轨道信号的补充，车载信号设备和地面应答器都属于大功率设备。这些安装在车底的信号设备与大电流的牵引电机设各及轨面的距离都很近，牵引电流中的谐波与噪声成分都是潜在的干扰源。随着铁路向高速化和重载化发展，车底电磁环境也变得越来越为复杂。

7.结束语

随着技术的进步和发展，动车组列车已经在轨道交通的舞台上大放异彩。为保障我国高速动车组的安全稳定运行、提升列车运营速度、提高列车长期服役性能，有必要对动车组电磁干扰环境展开系统的研究，从而使我国轨道交通车辆设计制造水平得到大幅度提高。

参考文献：

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