浅谈地铁通信系统电磁干扰

席林发

摘要：地铁是现代化交通工具，具有一定的社会效应，地铁的安全性，与我国居民的人身安全与人身财产存在着直接关系，而地铁通信系统的安全运行，与其本身的电磁兼容性能息息相关，在地铁运营维护的实践中，应运用正确的专业理论，并结合实际情况，有效地抑制通信系统的电磁干扰。

关键词：地铁；通信系统；电磁干扰

1电磁干扰源分类

地铁中所有电器设备以及自然界中的雷电等都可能成为干扰源，它们以不同频段、不同途径对地铁通信设备造成电磁干扰威胁。从电磁干扰信号的频率范围可以把干扰源分为：（1）工频干扰源，50Hz及其谐波，包括输配电系统。（2）射频及视频干扰源，300kHz～300MHz。波长在1m～1000m之间，包括输电线电晕放电、电压设备和电力牵引系统的火花放电以及内燃机、电动机、照明设备等。（3）微波干扰源，300MHz～300GHz，波长1mm～1m之间，包括无线系统手持台、对讲机产生的干扰。（4）雷电，频谱在0Hz～1GHz之间。地铁通信设备均具有较大的惯性时间常数，较容易受到电磁干扰，如数据通信线路、信号输入输出终端、计算机、PLC控制器、显示器等。

2地铁通信系统电磁干扰途径

从传播途径的角度出发，电磁干扰可以分为以下两种：（1）传导干扰。这种干扰方法主要指的是以导电介质为基础，将信号耦合在两个电网络之间进行转移。电磁干扰信号在传输过程中，需要拥有相对完整的电路连接干扰源于敏感器，只有这样，干扰源才能够将干扰信号传输到敏感器中，从而产生干扰。（2）辐射干扰。辐射干扰指的是干扰源利用空间的方式，将信号耦合在两个电网络之间转移。干扰源的电源电路、输入输出信号电路和控制电路等导线在一定条件下都可构成辐射天线，当高频电流流经干扰源的外壳时，外壳便成为了辐射天线，将电磁干扰向周围辐射。比如电力机车在运行中所产生辐射干扰，其产生的部位包括受电弓架与接触网之间、车轮和轨道之间、电动机整流子和电刷之间、电磁阀、电磁接触器、大继电器、电抗器负载的开闭处。其中电力机车在运行中所产生辐射干扰，其产生的部位包括受电弓架与接触网之间、车轮和轨道之间两项，多数是随接点而移动，尽管接触电压的变化也会产生干扰电压，但还是以火花放电为多，由火花放电过度到弧光放电，接触网会成为一个辐射干扰源。无线通信系统中，无线设备通过空间传播辐射能量，当其电磁强度和谐波分量达到一定的范围后，就会对某些电子设备产生干扰，如在地铁车控室中，当使用无线对讲机靠近工作台时，CCTV监视屏幕就会出现“雪花”干扰，这是对讲机辐射的电磁波通过空间传播到监视器，形成辐射干扰。

3抑制地铁通信系统电磁干扰的措施

3.1确保地铁车辆电子设备的电磁兼容性

为了抑制地铁车辆受到的电磁干扰，不仅应当对地铁系统的外部电磁干扰进行屏蔽，还应当确保地铁车辆内部电子设备的电磁兼容性，并将电磁兼容性作为重要指标，对地铁车辆电子设备质量进行严格把关。地铁车辆内部显示器、通信设备以及控制器等设备都会产生一定的电磁干扰，因此在购置此类电子设备时，必须确保电子设备符合地铁系统的电磁兼容性标准，优先选择具备较强抗干扰能力的电子设备，并利用隔离、浮地技术等方式，削弱电子设备产生的电磁干扰。在购置地铁车辆电子设备以及电气设备时，应当加强与生产厂商的联系与沟通，深入了解电子设备具体抗干扰指标，对其差模拟制比、耐压能力等情况进行了解，合理规划电子产品工作的磁场强度环境。

3.2正確接地

根据各系统的不同情况分别选择不同的接地方式，将整个系统的接地干扰减少到最小，同时注意接地点的位置和数量，以及回路干扰与接地点的位置。一般而言，低电平电路、弱信号检测电路、传感器输入电路、前级放大电路、混频器等敏感信号和小信号“地”应避免混杂于其他电路中；高电平电路、末级放大器、大功率电路等不敏感信号和大信号电路的地线系统必须和小信号电路的地线分开设置；电动机、继电器、接触器等干扰源设备地系统不仅要采取屏蔽隔离技术，地线还必须和电子电路分开设置；机壳、底板、机门、面板等金属构件地必须将机壳等接地。

3.3屏蔽

屏蔽用来防止辐射干扰，其作用是在干扰信号到达被保护电路之前将其衰减，它能有效地抑制通过空间传播的各种电磁干扰，同时也使屏蔽网里面的电磁干扰辐射不出去。在地铁系统中，具体屏蔽部位一般会定位在地铁车辆的接收器装置以及车站总控制室，在布置屏蔽系统时必须按照具体操作规范设置接地系统。通常来讲，地铁车辆对外部电磁干扰的屏蔽可以分为电场屏蔽、电磁屏蔽以及磁场屏蔽集中，其中选择电场屏蔽时应当在确保高导电性材料良好接地的基础上，合理选择高导电材料的接地地点。地铁系统内的磁场屏蔽主要指的是对低频磁场以及直流磁场的屏蔽，尽管磁场屏蔽的实际效果与电场屏蔽相比较弱，但却是现阶段我国地铁系统采用较多的屏蔽方式。在设置磁场屏蔽时应当选择铁磁性材料，并确保这种材料原理自身含磁性的电子元件，在对磁屏蔽体进行开孔时尤其应当注意开孔方向，通过是磁通流向与开孔长边保持平行，缩短磁路总长度。

3.4合理的布放线缆

合理、规范地选择线缆和布线是防止电磁干扰的有效方法。在电子设备中，线间耦合是造成干扰的重要原因，按干扰频率不同可分为高频耦合与低频耦合。为抑制电缆间的电磁干扰，在走线时应尽量减小或破坏耦合量。比如线缆应穿金属管保护，并宜暗敷在非燃烧体结构内；不同系统、不同电压、不同电流类别的线路不应穿于同一根管内或线槽的同一槽孔内；弱电线路的电缆竖井宜与强电线路的电缆竖井分别设置，以有效地减少强电对弱电系统的干扰。

3.5确保地铁通信系统各项工作的合理性

如果要在地铁通信系统正常运行情况下对其实施全方位的维修养护，此时应先对系统实际的运行状态准确掌握，所以需要对铁路通信系统各方面状态进行合理的调研及整理。然后结合信息整理及调研结果规划系统的养护维系周期。通过对地铁通信系统信息的掌握，了解和确定预防性养护维修的重点。

4结束语

综上所述，在地铁通信系统建设时期，虽然将电磁兼容作为一个重要问题予以考虑，但在运营过程中，电磁干扰情况仍有发生。随着地铁线路的拓展，在控制中心以及换乘站会增加越来越多的设备，同时随着通信设备的老化、维修等原因，设备本身的电磁泄漏和抗干扰能力也会降低，因此，积极解决地铁通信系统的电磁干扰问题日显重要。

参考文献：

[1]地铁通信的现状和发展[J].汪锋.信息与电脑（理论版）.2016（19）.

[2]地铁无线通信系统电磁干扰分析及解决方案研究[D].陈杰.苏州大学2014.

[3]甚高频通信系统电磁干扰问题浅析[J].虞正阳.科技创新导报.2011（30）.

[4]浅谈地铁通信系统的施工难点[J].贺敏.科技风.2016（02）.

（作者单位：成都地铁运营有限公司）