高速电气化铁路电磁环境问题
高速电气化铁道电磁干扰浅析
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电气化铁道区段信号设备电磁兼容性分析
电气化铁道区段信号设备电磁兼容性分析电气化铁道区段信号设备是输送乘客和货物的重要交通工具，在现代化交通工具中起着重要的作用。
然而，由于信号设备的电子元件受到外部电磁场的干扰，可能会影响其正常运行。
因此，电气化铁道区段信号设备的电磁兼容性问题一直是班车行业必须面对的挑战。
电气化铁道区段信号设备的工作原理是通过无线电波进行通信操作的。
这些设备需要保持稳定的电源供应和干扰抑制措施来减少被外部电磁干扰的可能性。
还需要确保设备的电磁性能和电源满足电磁兼容性基准，以保证电气化铁道区段信号设备的正常工作和高效运行。
电磁兼容性是指电器和电子设备能对干扰电磁场和电源系统的耐受程度。
电气化铁道区段信号设备需要考虑到电源系统、通信系统和机械系统在内的多个方面的电磁兼容性。
这些设备需要抵御来自无线电波、雷击、变电站等源的电磁干扰和电源突变等问题。
在制定电气化铁道区段信号设备的电磁兼容性策略之前，需要先进行一些测试和分析。
这些测试通常有两种方式：实验室测试和实地测试。
在实验室测试过程中，需要对信号设备内部电路进行检测和分析。
这通常需要排除干扰源电磁场以确定它们对设备的影响。
接下来，可以验证信号设备的鲁棒性并进行性能测试。
在实地测试过程中，需要将测试设备放置在实际工作条件下进行测试。
这需要测试员和工程师一起工作，以检测设备在实际工作环境中的电磁兼容性性能。
这些测试通常伴随着现场测试人员的室内和室外设备的安装和调整。
在开发电气化铁道区段信号设备的电磁兼容性策略时，还需要考虑到以下因素：1.耐受电磁干扰的能力：需要考虑到设备内部对来自外部电源和无线电波的干扰符合的最低标准。
2.对其他设备和产品的共存性：需要确保设备可以与其他设备和产品并存，而不会相互干扰。
3.电流突变问题：需要考虑电源系统中发生突变的可能性，以便设备可以稳定运行而不受影响。
4.电子元件的成本：电气化铁道区段信号设备的电子元件可能会受到多种干扰的影响，这可能会提高电子元件的成本。
电气化铁路的电磁兼容(EMC)问题
电气化铁路的电磁兼容（EMC）问题周莉【摘要】随着电气化铁路的不断增加，电气化铁路系统中高电压子系统会对低电压子系统产生电磁干扰，同时也会威胁到与其相关的其他电子设备的正常工作。
为了提高电气化铁路的电磁兼容水平，在设计阶段必须根据相关标准，对铁路各个子系统尽可能进行建模仿真和相关试验。
对于已建铁路，后期接入设备进行补救。
而最根本的方法，还是参照铁路上电气标准，选用专用的设备。
【关键词】电气化铁路电磁干扰电磁兼容干扰源受扰体【作者简介】周莉，女，柳州运输职业技术学院机电工程系副教授。
广西柳州，545007近年来我国电气化铁路建设飞速发展，在给交通运输带来了方便快捷的同时，也带来了电磁污染和噪声干扰等问题。
由于信息技术的发展，在许多领域如电气化线路、电力牵引特别是交流传动，微电子器件大量用于设备的开环、闭环控制和监视；此外，由于经济的和生态学方而的需要，现代能源技术可保证开发出更加紧凑、能最佳利用资源的设备。
这种高电磁负荷、大功率能源设备与低电压、小功率信息装置并存的局面，使得解决电磁兼容性问题变得更加紧迫也更加复杂了。
据统计，1989年德国电力系统故障的28.7%是由电磁干扰引起的。
电气化铁路电磁兼容包含两个方面：首先，电气化铁路系统自身包含许多数字化子系统，因此高电压子系统可能会对低电压子系统产生电磁干扰。
众所周知，铁路信号与列车的安全、有效运行密切相关。
保证这两个系统之间的电磁兼容是很重要的；其次，电气化铁路也会对移动通信系统和其他灵敏度高的数字系统产生影响，例如对空情报雷达接收机的灵敏度高，微弱的电磁干扰也可能对雷达造成较大的影响。
而且，电气化铁路对铁路职工的健康是否存在影响也是目前研究的课题之一。
一、电气化铁路产生电磁干扰的分类电气化铁路产生的电磁干扰主要可分为三大类：脉冲干扰、交流声干扰及电磁辐射方式干扰。
脉冲干扰是由于脉冲器件产生的强电磁场耦合进入信道所致：例如开关电源时产生的60Hz－2MHz的干扰，以及闪电产生的2KHz－100MHz的脉冲噪声。
浅析高速铁路电气化改造及管理中关键性问题
浅析高速铁路电气化改造及管理中关键性问题高速铁路是现代交通运输的重要组成部分，其电气化改造及管理是保障高速铁路安全、高效运行的关键性问题。
随着科技的不断进步和社会经济的快速发展，高速铁路电气化改造及管理面临着诸多挑战和问题。
本文将从技术、管理等方面对高速铁路电气化改造及管理中的关键性问题进行浅析。
一、高速铁路电气化改造的技术问题1.供电系统的升级改造高速铁路电气化改造首先需要对供电系统进行升级改造。
由于高速列车对电能的要求较高，传统的供电系统已经无法满足其需求。
供电系统的升级改造是高速铁路电气化改造的首要任务之一。
新型的供电系统需要具备更高的稳定性和可靠性，以确保高速列车的安全、平稳运行。
2.动力系统的优化升级高速铁路的动力系统是其核心技术之一，动力系统的优化升级对于提高列车的运行速度、降低能耗、提高运行效率至关重要。
高速铁路电气化改造需要对动力系统进行精心设计与优化升级，以满足高速列车的运行需求。
3.轨道设施的改造与维护轨道设施是高速铁路的基础设施，其改造与维护对于高速铁路的安全、舒适运行至关重要。
高速铁路电气化改造需要对轨道设施进行全面检查与改造，确保其能够承载高速列车的运行，并保持良好的状态。
2.设备管理高速铁路电气化改造后，有大量的设备需要进行管理与维护。
如何有效地管理这些设备成为高速铁路电气化管理中的关键性问题。
设备管理需要建立完善的管理体系，确保设备的正常运行，提高设备利用率，延长设备的使用寿命。
3.运行管理高速铁路的运行管理对于列车的正常运行至关重要。
高速铁路的列车数量较多，列车的间隔时间较短，因此需要建立健全的运行管理体系，提高列车的运行效率，保证列车的正常运行。
4.人员管理高速铁路的运行需要大量的专业人员进行管理与操作，因此人员管理也是高速铁路电气化管理中的关键性问题。
人员管理需要通过培训与考核确保员工的专业水平，提高员工的工作效率，保证高速铁路的安全、稳定运行。
总结：高速铁路电气化改造及管理是保障高速铁路安全、高效运行的关键性问题。
电气化铁路电磁辐射环境影响分析及与防护措施
电气化铁路电磁辐射环境影响分析及与防护措施截止到目前，我国已经有近30余个城市开展了城市轨道交通规划环境影响评价和建设项目环境影响评价。
通过环境影响评价及技术评估工作的广泛开展，我国城市轨道交通行业环境影响评价从技术到管理水平快速提升，在振动、噪声等环境影响治理措施上取得了显著成效，有效控制和减缓了由于城市轨道交通建设和运营可能产生的环境问题。
但是随着我国城市轨道交通建设快速发展，运营规模的不断扩大，针对轨道交通工程产生的振动、噪声、电磁等问题的环保投诉也与日俱增，尤以振动、噪声和电磁环境影响问题最为突出，备受各界公众关注。
虽然近年来我国在城市轨道交通环境保护和环境评价方面开展了大量的研究，先后出台《环境影响评价技术导则城市轨道交通》、《城市轨道交通引起建筑物振动与二次辐射噪声限值及其测量方法标准》等技术规范和标准，但由于我国城市轨道交通环境评价起步较晚，相关的评价标准、评价方法、指标体系等还有待于进一步完善。
本节重点讨论城市轨道交通电磁辐射污染源,影响及防护措施.第一节我国城市轨道交通发展的历程1我国的城市轨道交通,经历了40多年的发展历程。
总结发展过程,大致经历以下几个阶段: 1)起步阶段从20世纪50年代,我国开始筹备地铁建设,规划了北京地铁网络。
1965—1976年建设了北京地铁一期工程(54ｋｍ)。
当时地铁建设的指导思想更注重人防功能。
随后建设了天津地铁(7.1ｋｍ,现已拆除重建)、哈尔滨人防隧道等工程。
2)开始建设阶段20世纪80年代末至90年代初,由于城市规模限制及道路等基础设施比较薄弱,北京、上海、广州等特大城市的交通问题非常突出。
以上海轨道交通1号线(21ｋｍ)、北京地铁复八线(13.6ｋｍ)和地铁一期工程改造、广州地铁1号线(18.5ｋｍ)等建设项目为标志,我国内地真正以城市交通1朱军我国城市轨道交通发展现状与对策建议为目的的地铁项目开始建设。
台湾省台北市也于1997年3月开通了第一条地铁线路。
浅析高速铁路电气化改造及管理中关键性问题
浅析高速铁路电气化改造及管理中关键性问题随着我国高速铁路网络建设的不断推进，电气化改造也成为了关注的热点议题。
电气化改造能够使铁路运输更为快捷、省时、减少污染，提高铁路输送的安全性、可靠性和服务水平。
因此，高速铁路电气化改造及管理的问题也备受关注。
本文将从技术、管理、维护和环保等方面进行简单的分析和探讨。
一、技术问题1. 设备可靠性问题电气化改造中，各种设备的可靠性直接影响着高速铁路的安全性、可靠性和服务水平。
因此，如何提高设备可靠性成为电气化改造及管理的重点问题之一。
在设备选型和设备生产过程中，应考虑尽量选用高品质的设备，加强质量控制，确保设备的可靠性。
2. 充电技术问题高速铁路的电气化改造是依靠供电系统实现的，而供电系统的核心在于为动车组提供电能的充电技术。
如何确定合理的电瓶组容量、电池充放电曲线、充电效率以及充电策略等，是电气化改造和管理中需要考虑的重要问题。
随着科技的发展，人工智能、大数据等区块链等新技术也被应用到了铁路电气化改造中，这对提高电气化改造的效率、减少人为误操作、降低维修成本具有显著作用。
因此，如何将智能化技术应用于电气化改造及管理中，也是需要探讨的问题。
二、管理问题1. 人员管理电气化改造需要大量的高技能、高素质的人才，针对高铁电气化改造领域招募有经验的人才，可以依靠专业的技能培训机构培训合格的人才，还可以充分利用干部和员工的专业技能和经验，建立科学的人员管理制度，开展科学合理的评价和考评。
2. 质量管理从设计、建设、验收、开通到日常维护，均需要严格的质量控制。
对于电气化改造及管理而言，重点在于保证电气化设备的质量和长期稳定性，同时在日常运营中坚持标准化管理，强化质量追溯能力，确保电气化改造后高铁安全稳定运行。
三、维护问题1. 维护效率高速铁路的运营时间长，因此维护效率应该得到重视。
针对电气化改造及管理中可能出现的设备故障、电力波动等问题，需要在日常维护中进行及时有效的排查和修复。
电气化铁路的电磁兼容问题
电气化铁路的电磁兼容问题1. 引言电气化铁路作为一种现代化的交通工具，其优势在于提供了更高的运行速度、更好的运行效率和更低的环境污染。
然而，电气化铁路也面临着一系列的电磁兼容问题。
在这篇文档中，我们将讨论电气化铁路的电磁兼容问题，并介绍一些解决和预防这些问题的方法。
2. 电气化铁路的电磁干扰源电气化铁路的电磁干扰源主要包括列车牵引系统、变电所以及线路设备等。
这些设备在工作过程中会产生较强的电磁场，可能对周围的电子设备和通信系统产生干扰或损坏。
3. 电磁兼容性评估和试验为了确保电气化铁路的电磁兼容性，我们需要进行充分的评估和试验。
电磁兼容性评估主要包括电磁场测量和电磁干扰预测等。
电磁兼容性试验可以通过在实际运行环境中测试列车和设备来验证其电磁兼容性。
4. 电磁兼容问题的影响电磁兼容问题可能对电气化铁路造成一系列的影响，包括通信故障、设备损坏以及安全隐患等。
对于通信故障来说，干扰可能导致信号传输中断或错误，从而影响列车运行和安全。
而设备损坏可能导致系统故障和停机维修，增加运行成本和维护难度。
安全隐患则包括干扰对列车控制和紧急制动系统的影响，可能导致事故发生。
5. 电磁兼容问题的解决方法为了解决电气化铁路的电磁兼容问题，我们可以采取以下几种方法：(1) 设备抗干扰设计在设备设计阶段，需要考虑到电磁兼容问题，采取相应的抗干扰措施。
例如，使用抗干扰的电路设计、合理的电磁屏蔽和接地等措施可以降低设备对外部电磁干扰的敏感性。
(2) 线路防护措施对于电气化铁路的线路设备，我们可以采取一些防护措施来减少电磁干扰。
例如，使用电磁屏蔽材料或设计合理的线路布局，减少电磁辐射和传导。
(3) 运行和维护管理在电气化铁路的运行和维护管理中，需要注意电磁兼容问题。
例如，定期检查设备抗干扰性能，及时进行维护和修复；合理安排列车和设备的运行时间，避免与其他电磁干扰源同时运行。
(4) 周围环境监测为了及时发现和解决电磁兼容问题，我们可以采用周围环境的监测系统。
高速铁路的电磁干扰及其防护措施
1.2 电磁干扰环境评价标准
高速铁路无线电干扰对电视画面影响的评价采用主观评价方 法的损伤制较为合适。国际无线电咨询委员会推荐关于损伤制的 五级评分标准是：五级，没有干扰；四级，有干扰但可忽略不 计；三级，有干扰但影响不大；二级，有干扰且影响大；一级， 不能收看。
高速铁路的电磁干扰及其防护措施
1.2 电磁干扰环境评价标准
高速铁路的电磁干扰及其防护措施
1.1 电磁干扰特性
受电弓滑动产生的无线电噪声具有以下特性： ①当列车在曲线上行驶或减速时，其噪声强度要比加速时高 15~20 dB。 ②无线电噪声与电源频率同步，周期性产生，每一周期的噪声 是一个数十微秒至数毫秒之间的脉冲群，其持续时间因列车运行情 况的不同而异，对电视画面的干扰也大不相同。 ③由于使用的电源频率为60 Hz，所以干扰以120 Hz的频率出 现，周期约为 8.3 ms，以电视帧频的2倍重复干扰。
1.1 电磁干扰特性
无线电噪声对电视画面产生的干扰包括下面四个方面的内容： ①由高层建筑物和高架桥体等引起电波反射而产生的重影。 ②由这些建筑物产生的屏蔽所引起的电视信号减弱。 ③由运行列车引起的电视图像颤抖。 ④由火花放电形成的无线电脉冲噪声。 其中，脉冲噪声的影响最大。
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金涛斌，刘正文
Figure 1. Interferences of high-speed electrified railways 图 1. 高速铁路的各种干扰 Table 1. System resulting data of standard experiment 表 1. 各种供电方式的吸流效果和入地电流
= I R2 x ⋅I D
电力机车在 AT 段内运行时， 网络内电流分布与机车居于 AT 段中的位置系数 x/D 呈线性关系。 例如， 当机车居于 AT 段的中点处，即 x/D = 1/2，此时有，
I T1 =
I T2 = IF =
3 I 4
1 I 4
(6) (7) (8) (9) (10)
Figure 2. AT power supply type 图 2. AT 方式 DOI: 10.12677/jee.2018.64044 373 电气工程
金涛斌，刘正文
2.3. AT 网络电流分布
假设 R 对地漏导为 0，忽略 AT 漏抗，并考虑到 AT 漏抗和 R 对地漏导对牵引网电气计算的影响在 一定程度上能相互抵消，故该假设条件不会对最终计算结果带来明显误差。这里仅以无保护线情况下的 单线 AT 网络电流分布进行说明(图 3)，有保护线和双线等情况，依然可以得到相同的结论，详细的理论 分析和其它情况的电流分布可以参见文献[1] [2] [3]。考虑接触网导线 T 与 F 导线截面相等，且悬挂位置 对称，此时有，
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1. 引言
近些年来，我国高速电气化铁路(以下简称高速铁路)发展十分迅速，到 2011 年，我国投入运营的高 速铁路达到 7431 km。我国高速铁路采用 50 Hz、27.5 kV 的工频单相交流制式，供电方式为自耦变压器 (AT)方式。这种高电压、大电流(高速动车正常工作时一般为 1200 A，短路时高达 12,000 A)，以及列车 高速运行时的弓网电火花等，都会给高速铁路沿线的电磁环境带来很大的负面影响。 查询国内外文献，关于高速铁路电磁环境的研究以我国居多。其主要原因是： 1) 我国人口密度在世界上属于高位，各种用电设施和高速铁路接近的情况更加严重； 2) 近些年来，我国经济发展迅速，给高速铁路的设计和建设提出了更高的要求。 高速铁路的主要干扰源是牵引设备和弓网电火花。高速铁路的高架桥、高速运行的列车车体也会对 无线电信号产生遮挡、反射，这会对各种无线电信号的传播产生不利影响。 本文基于前人的研究基础，旨在对高速铁路电磁环境问题做一概述。本文按照频率高低，将高速铁 路对周围环境的电磁干扰分为低频干扰和高频干扰，低频干扰的频率范围是在 1 KHz 以下，高频干扰的 频率范围是 10 KHz 以上，各种干扰如图 1 所示。低频干扰分为感性耦合、容性耦合、阻性耦合和谐波干 扰。高频干扰主要有弓网电火花和无源散射。
Journal of Electrical Engineering 电气工程, 2018, 6(4), 371-379 Published Online December 2018 in Hans. /journal/jee https:///10.12677/jee.2018.64044
Review of Electromagnetic Environment in High-Speed Electrified Railways
Taobin Jin1, Zhengwen Liu2
1 2
Huhehot Metro Rail Transit Construction Management Co., Ltd., Huhehot Inner Mongolia School of Mechanical Engineering, Beijing Institute of Petrochemical Technology, Beijing
供电方式 DF (单线) DF (双线) DN (单线) DN (双线) AT BT 吸流效果/% 50 65 60~70 75~85 90~95 96~97 入地电流/% 50 35 40~30 25~15 10~5 4~3
由表 1 可知，入地电流最小的是 BT 方式，为 3%~4%，而 AT 方式的入地电流为 5%~10%。但是高 速铁路采用了 AT 供电方式， 这是因为 BT 方式与 AT 方式相比， 存在较多的缺点： 牵引网阻抗增大约 50%、 牵引网电压损失增大约 51%、牵引网电能损失增大。除此之外，BT 方式还存在一个致命的缺点，根本限 制了其在高速铁路中的应用：BT 的一次线圈接在接触网导线上，故电力机车高速运行时，更容易产生弓 网电火花，从而烧损受电弓滑板，并形成更强的高频辐射干扰。
Figure 3. Current distributions of AT type 图 3. AT 方式的电流分布
x I T1 = 1 − ⋅ I D 2
I= T2 IF = x ⋅I 2D x ⋅I 2D
(1) (2) (3) (4) (5)
x I R1 = 1 − ⋅ I D
2. 高速铁路的供电方式
2.1. 电气化铁路供电方式
电气化铁路的牵引动力均是采用受电弓从接触网获取电流，牵引供电系统采用工频单相交流制式， 采用的供电方式一般有：直供(DF)方式、带回流线的直供(DN)方式、自耦变压器(AT)方式、吸流变压器 －回流线(BT)方式。它们的吸流效果和入地电流如表 1 所示[1] [2] [3] [4] [5]。
2.2. AT 供电方式
AT 供电方式，发展于上世纪 70 年代，因其能有效减轻牵引网对通信线路的干扰，又能适应高速、 重载的优点，在我国高速铁路的建设中均推荐采用这种供电方式。 如图 2 所示，T 为接触网、R 为钢轨、F 为正馈线，AT 为自耦变压器。AT 方式由接触网、钢轨、 正馈线和 AT 组成供电回路，每隔 10 km 左右在接触网与正馈线之间并联接入 1 台自耦变压器，绕组的 中点与钢轨相连接。
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Received: Dec. 5 , 2018; accepted: Dec. 20 , 2018; published: Dec. 28 , 2018
Abstract
High-speed electrified railways have a great development in China, and it poses great negative effect on electromagnetic environment along electrified railways including low frequency interference and high frequency interference. In order to research the effect of low frequency interference, current distributions of autotransformer (AT) power supply type are accurately calculated, which is adopted in high-speed electrified railways. Inductance coupling and capacitance coupling are extremely small because of AT type having many wonderful features, and resistance coupling is needed to be calculated only when short-circuit fault happens. In order to research the effect of high frequency interference, the electric sparks and the passive scattering interference are analyzed thoroughly in this paper. The switch electric sparks model is in detail analyzed to be used to present approximately the electric sparks. The electric sparks are very complicated, and the precise description still remains to be further studied in a numerically exact way. The general analytical methods are given to calculate the passive scattering interference which is attributable to the architectures of high-speed electrified railways. These conclusions obtained in this paper about low frequency interference and high frequency interference can supply a foundation for further researches of electromagnetic environment along high-speed electrified railways.
高速电气化铁路电磁环境问题
金涛斌1，刘正文限责任公司，内蒙古 呼和浩特 北京石油化工学院机械工程学院，北京
文章引用: 金涛斌, 刘正文. 高速电气化铁路电磁环境问题[J]. 电气工程, 2018, 6(4): 371-379. DOI: 10.12677/jee.2018.64044
金涛斌，刘正文