高速鐵路對智能小區(qū)的電磁干擾分析范文

　　當(dāng)高速鐵路產(chǎn)生電磁影響時(shí)，為了改善影響方與被影響方兼容共存條件，必須采取防護(hù)措施，以避免或減少雙方的相互影響。 詳細(xì)內(nèi)容請看下文高速鐵路對智能小區(qū)的電磁干擾分析。

　　由于目前一些高速鐵路是在既有鐵路上改建而成，因此不存在選擇高速鐵路路徑的避讓條件，而交流電氣化鐵路通過城市時(shí)有可能對鐵路沿線的智能小區(qū)產(chǎn)生電磁干擾，就更加突出了采取防護(hù)措施的重要性。

　　1 高速鐵路對智能小區(qū)的電磁干擾

　　高速鐵路具有牽引功率大、效率高和環(huán)境污染小等諸多優(yōu)越性，是鐵路牽引動力現(xiàn)代化的主要方向。我國電氣化鐵道采用工頻交流制供電，接觸網(wǎng)額定工作電壓為25kv，電力牽引采用直供、at和bt三種供電方式，牽引電流不同程度地要以鋼軌(大地)為回路。在列車運(yùn)行中接觸網(wǎng)導(dǎo)線與機(jī)車受電弓因電火花脈沖而引起的無線電干擾會對周圍電磁環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾(emi)。尤其隨著傳感器技術(shù)的成熟，各種探測器(如紅外侵入探測器和被動紅外/微波雙技術(shù)探測器、感煙探測器、玻璃破碎探測器等)被應(yīng)用在智能小區(qū)的建設(shè)中，這些探測器再通過家庭無線局域網(wǎng)發(fā)射信號至家庭智能控制系統(tǒng)，再由公共電話網(wǎng)發(fā)送信息至戶主。這些智能小區(qū)中的電氣、電子設(shè)備極易受到外部電磁干擾的影響，可能出現(xiàn)運(yùn)行紊亂、檢測失誤等而無法正常工作，嚴(yán)重時(shí)還會危及設(shè)備與人員安全。電氣化鐵路對智能小區(qū)的干擾問題或電磁兼容性(emc)問題日益突出。

　　電磁干擾的傳輸途徑主要有通過傳輸線路和空間輻射兩種方式。對于智能小區(qū)的影響可以按照以下形式來討論。①牽引供電系統(tǒng)的放電火花脈沖產(chǎn)生的高頻電磁波輻射②阻性耦合導(dǎo)致電位升的影響。任何電磁干擾的形成都要具備三個(gè)基本要素：干擾源、敏感源和耦合途徑，稱為電磁干擾形成三要素，缺一不可。電磁干擾抑制技術(shù)的研究由此出發(fā)，即設(shè)法破壞或削弱其中一個(gè)或兩個(gè)要素的影響。

　　2 牽引供電系統(tǒng)的放電火花脈沖產(chǎn)生的高頻電磁波輻射及其防護(hù)

　　2.1 牽引供電系統(tǒng)的放電火花脈沖產(chǎn)生的高頻電磁波輻射

　　高速鐵路接觸網(wǎng)導(dǎo)線與機(jī)車受電弓因電火花脈沖而引起的無線電干擾，不是一個(gè)恒定的值，它與機(jī)車的運(yùn)行速度、牽引負(fù)荷的大小、接觸導(dǎo)線的新舊程度及清潔與否、以及受電弓的材質(zhì)及其磨損情況、弓子彈簧的張力、氣候等諸因素有關(guān)，因此它是一個(gè)隨機(jī)量(如圖1)。

　　防護(hù)機(jī)理上可以分為兩大類：一類是力圖消除干擾源，以減少產(chǎn)生電脈沖的數(shù)量或頻度，或降低電脈沖干擾幅度;另一類是以增加干擾的損耗和加大對干擾的屏蔽效果等手段來控制干擾波的傳輸通道，以縮小其傳播和影響的范圍;除此之外還應(yīng)對無線系統(tǒng)作進(jìn)一步的改進(jìn)。

　　2.2 高速鐵路弓網(wǎng)性能的改進(jìn)：提高接觸網(wǎng)質(zhì)量，降低電磁輻射

　　根據(jù)鄭武線準(zhǔn)高速不同區(qū)間干擾試驗(yàn)表明，電氣化鐵路脈沖型無線電干擾絕大多數(shù)產(chǎn)生于定位點(diǎn)處。因?yàn)槎ㄎ稽c(diǎn)是集中負(fù)荷點(diǎn)，該點(diǎn)在一個(gè)跨距內(nèi)彈性最低.是造成接觸網(wǎng)彈性不均勻的重要因素。如能增大接觸導(dǎo)線的張力，或采用彈性定位器，則可提高接觸網(wǎng)彈性均勻程度，減小接觸導(dǎo)線彈性差異系數(shù)，減少定位點(diǎn)處脈沖干擾發(fā)生幾率。鄭武線試驗(yàn)段接觸導(dǎo)線和承力索張力均為15kn，接觸導(dǎo)線為銀銅合金;非試驗(yàn)段接觸導(dǎo)線張力l0kn，銅線，承力索張力20kn。實(shí)測表明，由于試驗(yàn)段接觸網(wǎng)質(zhì)量提高，機(jī)車運(yùn)行產(chǎn)生的無線電干擾與非試驗(yàn)段相比降幅較大，約為7db。較差的接觸網(wǎng).幾乎每個(gè)定位點(diǎn)處都會產(chǎn)生脈沖干擾;質(zhì)量較好的接觸網(wǎng)，許多個(gè)連續(xù)定位點(diǎn)也不產(chǎn)生一個(gè)脈沖，從而可大大降低整體電磁輻射水平。大量實(shí)測還說明，受電弓滑板材質(zhì)、線路平直程度對干擾的大小也有一定作用，但接觸網(wǎng)性能指標(biāo)的改變對電磁輻射強(qiáng)弱的影響最大。

　　2.3 在高速鐵路穿越城市的區(qū)域可以采用屏蔽導(dǎo)線陣列擬制干擾電波

　　對于高速鐵路產(chǎn)生的無線電干擾，采用各種屏蔽手段來控制其傳輸通道，能起到良好效果。由金屬導(dǎo)線平行排列組成的屏蔽導(dǎo)線陣列是屏蔽措施的實(shí)用方法。它是利用陣列中的每根導(dǎo)線的反射及感應(yīng)到的干擾電流互相進(jìn)行矢量疊加使其抵消，從而干擾場強(qiáng)得以降低并獲得屏蔽效果。

　　根據(jù)京—秦線某復(fù)線區(qū)段對比性實(shí)驗(yàn)，即在架設(shè)屏蔽導(dǎo)線陣列的一側(cè)及沒有架設(shè)的另一側(cè)，利用相同的干擾場強(qiáng)測試儀同時(shí)測量同一輛電力機(jī)車通過測試點(diǎn)正前方時(shí)所產(chǎn)生的噪聲的最大值。實(shí)驗(yàn)表明架設(shè)屏蔽導(dǎo)線陣列在超短波段有一定的屏蔽效果，隨著導(dǎo)線陣列線間距離的減小，其屏蔽效果變好。如在靠近職能小區(qū)的鐵路沿線架設(shè)屏蔽導(dǎo)線陣列，將屏蔽一部分高速鐵路產(chǎn)生的無線電干擾。