高速铁路系统电磁兼容与电磁安全现状及展望

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:唐志远
[导读] 摘要:高速铁路的飞速发展,提高了高速铁路自动化和智能化程度,进而对高速铁路系统的安全性和可靠性提出了更高的要求,而高速铁路系统的安全性和可靠性,则与高速铁路系统的兼容性有着直接的关系。
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        摘要:高速铁路的飞速发展,提高了高速铁路自动化和智能化程度,进而对高速铁路系统的安全性和可靠性提出了更高的要求,而高速铁路系统的安全性和可靠性,则与高速铁路系统的兼容性有着直接的关系。本文分析了高速铁路系统电磁兼容和电磁安全的现状,对高速铁路系统电磁兼容的未来发展趋势进行了探讨,以确保高速铁路的运输安全性。
        关键词:高速铁路;电磁兼容;电磁安全;现状;展望
        为了缓解我国铁路运输压力,高速铁路建设迅速,电气设备普遍运用,不仅提高了高速铁路的运输效率,降低了铁路运输部门的成本,还提高了铁路运输的服务质量,满足旅客多元化和个性化需求,同时提升了高速铁路运输的环保性,满足社会可持续发展要求。但随着高新科技的应用,信号系统受到的电磁干扰增强,影响着高速铁路信号的正常接收,甚至影响高速铁路的运输安全,因此,对高速铁路电磁兼容性要求更高,以此来确保高速铁路系统的正常运行。
        一、高速铁路系统电磁兼容现状分析
        将电磁兼容技术应用到高速铁路系统建设当中,能够确保各种电气、电子设备在同一电磁环境中的相互兼容性,使各系统能够正常运行,降低高速铁路系统发生安全事故的几率,提高高速铁路信号系统运行的安全可靠性。现阶段,高速铁路建设中先进电气设备的应用越来越广泛,电磁环境也越来越复杂,而电磁兼容由于其设计、技术先进性等问题,无法在电磁环境下实现全方位的兼容,势必会降低电磁抗干扰能力,影响高速铁路的安全运行。而随着高速铁路系统的创新和发展,目前在高速铁路系统电磁兼容措施上,也有了有效的电磁抗干扰解决方法,在提高高速铁路系统效率的同时提高了其运输安全性,由高速铁路干扰故障所引起的安全事故也越来越少。
        二、高速铁路系统电磁兼容问题的解决方法
        想要有效解决高速铁路系统电磁兼容问题,需要对产生电磁兼容问题的主要原因进行分析,采取有效措施,从产品开发阶段开始,将其贯穿在整个产品生产过程当中,来实现信号系统的电磁兼容性,提高高速铁路系统的电磁安全性。
        2.1.高速铁路系统产生电磁兼容问题的原因
        一般情况下,高速铁路系统产生电磁兼容问题的主要原因有以下三个方面:第一,电磁干扰源因素。电磁干扰源对高速铁路系统的危害较大,能够使处于同一磁场环境的电子设备、元件或系统发生电磁危害,进而导致电子设备或系统性能降低或失效,使高速铁路运行处于危险状态。一般情况下,电磁干扰源有自然干扰源和人为干扰源两种。第二,耦合途径因素。耦合途径即电磁干扰源的传播途径。高速铁路系统电磁干扰发生时,必然需要通过干扰源的传输通道,将干扰源传送到电磁环境当中,例如传导方式和辐射方式。

在实际的电磁干扰过程中,由于不同设备之间发生的干扰耦合途径有多样,容易形成交叉耦合,从而增强了电磁干扰程度,使得电磁干扰控制难度增大。第三,敏感设备因素。有些电子设备或元件敏感性较强,一旦触碰到电磁干扰源,将会立刻发生干扰,尤其是敏感设备本身产生电磁干扰时,将会引起更强的电磁干扰,甚至会发生电磁干扰故障,直接影响到高速铁路系统的正常运行。
        2.2.高速铁路系统电磁兼容问题的解决方法
        为了有效解决高速铁路系统电磁兼容问题,确保电磁安全性,需要提高高速铁路信号系统的电磁抗干扰能力。首先,在信号电流频率选择方面,要根据实际情况,结合牵引电流数值,选择合适的信号电流频率,来确保轨道铁路运行的可靠性。其次,增加适配器的数量,并根据适配器实际情况选择变压器类型,用于减弱牵引电流对轨道的干预。再次,当发生高速铁路信号系统电磁干扰现象时,应借助现代信息技术,对各电气设备进行测量,结合实际测量结果、过往经验和电磁干扰实际情况,确定电磁干扰源,找出电磁干扰传输的耦合途径,采取恰当解决方式,来对电磁干扰故障进行有效的解决。最后,充分利用高速铁路信号系统抗电磁干扰技术来解决。屏蔽技术,利用磁性材料将容易受到干扰的区域进行防护,隔离电磁干扰源,从而实现屏蔽的目的。接地技术,采用单点、多点或混合接地方式,来提高高速铁路系统的屏蔽保护性和运行稳定性,增强高速铁路系统电磁兼容性能。滤波技术。利用滤波器发出的抑制频率来控制电磁干扰。具体运用哪种抗电磁干扰技术,应根据高速铁路系统实际情况来选择。
        三、高速铁路系统电磁兼容与电磁安全发展趋势
        高速铁路建设集电子技术、通信、电磁等多个学科为一体,复杂性较高,在高速铁路电磁兼容和电磁安全问题上,更是需要贯穿在高速铁路建设整个过程当中。随着科学技术的不断发展和人们对绿色交通的大幅需求,高速铁路系统电磁兼容研究的重要性不言而喻。在未来的发展中,电磁兼容技术应从高速铁路系统整体出发,把握智慧交通网建设,基于干扰风险共担原则,来优化电磁兼容性能,使其能够在不同的交通系统中实现综合立体化的协同,同时使电磁干扰效应能够实现在能量、信息、信号等多个领域的融合,从而使高速铁路系统的运行更加安全稳定,确保高速铁路运输效率的高效性。
        四、结束语
        综上所述,高速铁路系统电磁兼容直接影响着高速铁路的运行可靠性,而随着光通信技术、信息技术、智能网络技术等的进一步发展,不仅给高速铁路系统电磁兼容技术提出了更高的挑战,也给其研究创造了有力的条件。因此,在高速铁路电磁兼容问题上,应积极研究其产生原因,结合实际情况,采取有效的技术措施和管理方法来控制电磁干扰,提高高速铁路电磁的兼容性,以此来确保高速铁路系统的安全性、稳定性和可靠性。
        参考文献:
        [1]周勇.基于计算机仿真的铁路、机场电磁兼容评估[J].铁道标准设计,2020,64(07):170-174.
        [2]闻映红.高速铁路系统电磁兼容与电磁安全现状及展望[J].安全与电磁兼容,2018(06):9-10.
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