耿士斌

（哈爾濱局齊齊哈爾供電段，黑龍江 齊齊哈爾 161002）

0 引 言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和鐵路事業(yè)的迅速發(fā)展，遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)在鐵路電力系統(tǒng)中的運(yùn)用規(guī)模越來(lái)越大。為了更好地確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，需要特別關(guān)注遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的抗干擾能力設(shè)計(jì)。鐵路的電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)來(lái)說(shuō)是一個(gè)集成度和復(fù)雜度較高的電子系統(tǒng)，對(duì)于外界的干擾較為敏感，所以在設(shè)計(jì)鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)需要考慮到系統(tǒng)的抗干擾能力設(shè)計(jì)。首先針對(duì)干擾源進(jìn)行分析研究，從干擾類(lèi)型的角度進(jìn)行分析，制定針對(duì)性的抗干擾措施，使得鐵路的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

1 鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)介紹

鐵路遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中，遠(yuǎn)動(dòng)控制站、通信通道和終端是其重要的三個(gè)組成部分。近幾年，隨著鐵路遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)的大力推廣使用，在國(guó)內(nèi)形成了涵蓋多個(gè)方面的集成系統(tǒng)，其中包括鐵路的電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)、終端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、電力調(diào)控管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)動(dòng)終端數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)以及相關(guān)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等[1]。

鐵路遠(yuǎn)動(dòng)電力系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面采用了分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包含三個(gè)重要的結(jié)構(gòu)組成部分，分別是遠(yuǎn)動(dòng)控制中心站、遠(yuǎn)動(dòng)終端及信息通道。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控以上三個(gè)部分的信號(hào)電源和電力配電等狀況，有利于設(shè)備隱患故障的排除，及時(shí)處理出現(xiàn)的故障，進(jìn)而確保鐵路行車(chē)供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的遙控和線路故障的檢測(cè)等。

2 遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備的主要干擾源

2.1 放電過(guò)程產(chǎn)生的干擾

在實(shí)際的遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)正常運(yùn)作過(guò)程中，存在較多不同種類(lèi)的放電現(xiàn)象，如弧光放電、靜電放電等?？沙掷m(xù)性進(jìn)行放電動(dòng)作的有弧光放電和電暈放電，能瞬間進(jìn)行放電的是靜電放電。在鐵路電力系統(tǒng)的運(yùn)行記錄中存在較多弧光放電的放電形式。實(shí)踐證明，這種放電形式產(chǎn)生的電磁干擾強(qiáng)度相對(duì)較高，放電所產(chǎn)生的電磁干擾和噪音等都會(huì)對(duì)電路裝置產(chǎn)生一定干擾。弧光放電在鐵路遠(yuǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)中較為常見(jiàn)，而且影響程度較大。在鐵路電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，輸電線事故的發(fā)生和排除都是在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行的，所以需要確保工作中的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，確保設(shè)備觸頭位置保持足夠的間距。因?yàn)橐坏┰O(shè)備觸頭處產(chǎn)生的電壓梯度較大，且產(chǎn)生的臨界電壓值較大時(shí)，會(huì)形成弧光放電，進(jìn)而產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的電磁干擾[2]。

2.2 自然干擾源

自然干擾源主要包括大氣層噪音、雷電及太陽(yáng)電磁輻射等。相比較而言，雷電所產(chǎn)生的電磁干擾強(qiáng)度較高，可對(duì)大氣層產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。雷電在產(chǎn)生時(shí)會(huì)與雷擊點(diǎn)形成較為強(qiáng)烈的電磁干擾，并在瞬間影響到周?chē)拇笃瑓^(qū)域[3]。正是因?yàn)槿藗儾扇×溯^多的雷電防護(hù)措施，使得雷電不能直接作用于電力控制系統(tǒng)，造成的毀壞程度也就可以忽略。然而，在輸入線、電源線、接地裝置等地方，并不只有雷電會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁脈沖干擾，一旦周?chē)霈F(xiàn)強(qiáng)烈的電磁場(chǎng)就會(huì)產(chǎn)生足夠的電磁感應(yīng)，進(jìn)而對(duì)電壓系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生很大的破壞。

2.3 電網(wǎng)干擾

在電網(wǎng)干擾方面，負(fù)載變化和線路阻抗都屬于配電線路相關(guān)的干擾。大功率的電機(jī)設(shè)備和較大型的變壓器等產(chǎn)生的沖擊電流度，都有可能產(chǎn)生供電電壓的瞬間變化。例如，電流沖擊和高頻震蕩等干擾現(xiàn)象大部分都由供電電壓的瞬間變化產(chǎn)生。這些干擾的產(chǎn)生都會(huì)借助于供電線路和網(wǎng)絡(luò)等影響到供電系統(tǒng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)異常，使得系統(tǒng)的程序數(shù)據(jù)出現(xiàn)混亂，進(jìn)而破壞整個(gè)的電力系統(tǒng)，使其無(wú)法正常工作。此類(lèi)干擾的產(chǎn)生一般需要借助輸電線、電源線、屏蔽設(shè)備和接地網(wǎng)絡(luò)等實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際的電力系統(tǒng)運(yùn)作過(guò)程中，鐵路電力系統(tǒng)設(shè)備自身不會(huì)對(duì)外界產(chǎn)生干擾，抗干擾功能設(shè)計(jì)的目的在于借助干擾抑制技術(shù)實(shí)現(xiàn)干擾源與設(shè)備的關(guān)聯(lián)性降低，使得設(shè)備的工作能夠承受較大干擾。較為常見(jiàn)的抗干擾措施有噪聲的屏蔽、濾波、接地等操作[4]。

3 鐵路運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備的抗干擾措施

3.1 自動(dòng)化設(shè)備的位置和布線要合理

微機(jī)保護(hù)裝置和RTU子站都需要安裝在高壓開(kāi)關(guān)柜上，通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)控制操作實(shí)現(xiàn)主控室與高壓開(kāi)關(guān)柜之間的通信，通過(guò)不同類(lèi)型的信號(hào)連接接口實(shí)現(xiàn)與通信管理機(jī)之間的信息傳遞。電磁干擾易由開(kāi)關(guān)操作所產(chǎn)生的電力波動(dòng)引發(fā)，導(dǎo)致信息的誤傳，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致接口的破壞。此外，因?yàn)楦邷氐挠绊?，微機(jī)保護(hù)裝置和RTU子站產(chǎn)生的熱量同樣會(huì)產(chǎn)生較大干擾。

針對(duì)上述問(wèn)題可將微機(jī)保護(hù)裝置和RTU子站集中組屏到主控室中，能最大限度地降低各種不同干擾源的影響，同時(shí)降低溫度產(chǎn)生的負(fù)面干擾，有利于改善設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，便于工作人員開(kāi)展設(shè)備檢修[5]。

在進(jìn)行二次回路布線時(shí)，需要避免互感反應(yīng)產(chǎn)生的電磁干擾，降低互感耦合產(chǎn)生的干擾對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的影響[6]。同時(shí)，在電纜與高壓母線之間保持一定的距離，平行線電纜長(zhǎng)度設(shè)置要盡可能短。

3.2 通過(guò)電磁密封襯墊減少縫隙阻抗

設(shè)備正常工作中所使用的電磁密封襯墊采用彈性較高的導(dǎo)電材料制作，此類(lèi)襯墊的作用是消除部件之間的縫隙、填滿其中的非接觸點(diǎn)。通過(guò)將密封襯墊放置于縫隙中能很好地防止電磁泄露。類(lèi)似于橡膠密封墊使用之后能保證其中的水泄露，這是一種常用的電磁泄露防護(hù)方法。同樣可考慮采用金屬表面的鍍錫工藝處理，正是因?yàn)檫@種材料跟金屬的接觸面形成的電阻相對(duì)較低，而且工作過(guò)程中穩(wěn)定可靠[7]。

3.3 處理好鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的遙信誤報(bào)

要想處理好鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)遙信誤報(bào)，一方面應(yīng)強(qiáng)化屏蔽鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)各現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的電磁，防止出現(xiàn)外界電磁干擾，另一方面應(yīng)分層敷設(shè)各電力電纜及相關(guān)遙信電纜。應(yīng)積極處理鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中存在的接觸網(wǎng)隔離開(kāi)關(guān)中的輔助接觸點(diǎn)實(shí)際接觸不良的問(wèn)題，具體可通過(guò)對(duì)原接觸網(wǎng)隔離開(kāi)關(guān)實(shí)施遙信量的采集方式，把鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中之前布設(shè)的單點(diǎn)遙信采集方式修改成更可靠。更高效的雙位置遙信采集方式，從而更好地避免之前因單一采集方式而引發(fā)的遙傳誤報(bào)問(wèn)題。對(duì)于雙位置遙信采集方式而言，該種采集方式主要是通過(guò)取兩常開(kāi)接點(diǎn)于反映開(kāi)關(guān)位置的隔離開(kāi)關(guān)輔助點(diǎn)處，進(jìn)而來(lái)更好地規(guī)避系統(tǒng)出現(xiàn)的遙傳誤報(bào)問(wèn)題。另外，對(duì)于安檢系統(tǒng)存在的頻繁誤報(bào)問(wèn)題，也應(yīng)把彈出式相關(guān)報(bào)警信息修改成提示型，便于系統(tǒng)操作。鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)供電調(diào)度員可通過(guò)實(shí)時(shí)查看報(bào)警信息或定時(shí)翻看歷史記錄，有效避免因報(bào)警信息的頻繁大量出現(xiàn)而影響電力調(diào)度人員的有序正常操作。實(shí)際生產(chǎn)中，在處理鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備故障時(shí)，若故障點(diǎn)處于執(zhí)行端二次設(shè)備中或必須進(jìn)行接線改動(dòng)時(shí)，為更好保障跌落電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性，應(yīng)先在調(diào)度端開(kāi)展必要的傳動(dòng)試驗(yàn)，并經(jīng)調(diào)度操作員實(shí)地驗(yàn)收后，才可繼續(xù)進(jìn)行操作。

4 結(jié) 論

鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中的相關(guān)儀器設(shè)備發(fā)展越來(lái)越快，而且設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造也越來(lái)越復(fù)雜，出現(xiàn)了模擬電路和數(shù)字電路的混合，使得電路工作過(guò)程中的工作頻率逐漸成為電路干擾的主要源頭。相關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)時(shí)易受到電磁干擾，從而延誤企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃，嚴(yán)重降低了產(chǎn)品質(zhì)量。因此，需要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研發(fā)期間采用噪音以及電磁等屏蔽技術(shù)避免干擾的影響。