電磁兼容A4紙

1、第1章 電磁兼容概述電磁兼容是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。三要素：電磁騷擾源、傳輸（耦合）途徑、敏感（受擾）設(shè)備電磁騷擾是指“任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低的電磁現(xiàn)象”傳輸（耦合）途徑：部分或全部電磁能量從規(guī)定位置傳輸?shù)搅硪浑娐坊蜓b置所經(jīng)由的路徑。騷擾的傳輸途徑有兩條：通過(guò)空間輻射和通過(guò)導(dǎo)線傳導(dǎo)，稱為輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射。敏感（受擾）設(shè)備：研究電磁騷擾如何使設(shè)備產(chǎn)生性能降低或產(chǎn)生不希望有的響應(yīng)，如何提高設(shè)備的抗干擾能力，降低對(duì)騷擾的敏感度，提高抗擾度。電磁干擾抑制技術(shù)：主要通過(guò)屏蔽、濾波和接地等技術(shù)來(lái)抑制電磁騷擾。另外，電子設(shè)備中

2、印刷電路板的設(shè)計(jì)、平衡技術(shù)、隔離技術(shù)等也是常用的手段。電磁兼容測(cè)量：在電磁兼容分析、建模、產(chǎn)品開發(fā)和檢驗(yàn)等各個(gè)階段都需要電磁兼容測(cè)量，涉及到測(cè)量方法、儀器設(shè)備、測(cè)量場(chǎng)地等方面的研究。電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)：電磁兼容分析預(yù)測(cè)和設(shè)計(jì)電磁騷擾及其來(lái)源：根據(jù)騷擾的來(lái)源、性質(zhì)、發(fā)生機(jī)理、傳輸方式、頻率范圍、時(shí)域特性等進(jìn)行分類。電磁騷擾抑制技術(shù)：濾波技術(shù)、屏蔽技術(shù)、接地技術(shù)，除此之外，還有隔離技術(shù)、平衡傳輸技術(shù)等。特別地，對(duì)于以微處理器為核心的數(shù)字設(shè)備的干擾抑制技術(shù)，包括有源器件的選擇和印制電路板(PCB)的EMC設(shè)計(jì)。常用的EMI濾波器都屬于低通濾波器，用于電源、信號(hào)線濾波。EMI濾波器多為寬帶濾波器。窄帶濾波器

3、及梳狀濾波器一般用于信號(hào)調(diào)理。從構(gòu)成來(lái)看，濾波器一般有兩個(gè)端口：一個(gè)輸入信號(hào)、一個(gè)輸出信號(hào)。一般是由電感、電容、電阻或鐵氧體器件構(gòu)成的二端口網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)濾波器的工作機(jī)理來(lái)區(qū)分，有反射式濾波器和吸收式濾波器兩種基本類型。反射式濾波器一般由電感、電容等器件組成，在濾波器阻帶內(nèi)（騷擾）呈現(xiàn)高的串聯(lián)阻抗和低的并聯(lián)阻抗，使它與騷擾源的阻抗和負(fù)載阻抗嚴(yán)重不匹配（失配），從而把不希望的頻率反射回騷擾源，所以稱之為反射式濾波器。電容濾波器：阻抗為：ZC=1jC。如果源電流中同時(shí)存在高頻成分和低頻成分，則高頻電流將主要流過(guò)電容，而低頻電流則流向負(fù)載，即電容起了濾除高頻成分的作用。電感濾波器：頻率越高，電感的阻抗越

4、大，即高頻時(shí)為線路提供了一個(gè)串聯(lián)的高阻抗，高頻分主要降在電感上，而低頻成分能衰減很小地通過(guò)電感到達(dá)負(fù)載。共模扼流圈可抑制每根導(dǎo)線對(duì)地的共模高頻騷擾，而對(duì)于傳輸線中傳輸?shù)牟钅ｋ娏鲃t沒(méi)有影響。共模扼流圈的優(yōu)點(diǎn)在于：即使有較大差模電流通過(guò)，也不會(huì)使磁環(huán)飽和，而對(duì)于共模電流則有較大的電感（約幾毫亨），所以可以用在大電流的電源濾波器中。電源線濾波器：功能：是安裝在電源線和設(shè)備之間的一個(gè)專門用來(lái)抑制射頻信號(hào)傳播的器件。其作用是雙向的，既能有效阻止外界的電磁干擾經(jīng)電源線進(jìn)入設(shè)備，又能阻擋設(shè)備自身工作中產(chǎn)生的電磁騷擾經(jīng)電源線進(jìn)入電網(wǎng)，傳送到其他敏感設(shè)備。組成：一般由無(wú)源集中參數(shù)元件（電感、電容和電阻）構(gòu)成，這

5、樣不僅在所阻帶范圍內(nèi)有良好的抑制特性，而且在其通帶和過(guò)渡帶中無(wú)明顯的阻尼振蕩。典型的單相電源線濾波器由電感和電容網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，通過(guò)電網(wǎng)與負(fù)載（設(shè)備）之間的阻抗失配，盡可能減少電磁騷擾從騷擾源向另一側(cè)轉(zhuǎn)移。插入損耗：濾波器的主要特性參數(shù)是插入損耗，指給定信號(hào)頻率下，濾波器插入前后，在負(fù)載上測(cè)到的傳輸功率比。濾波器分布參數(shù)的影響：由于構(gòu)成濾波器的電感器件和電容器件存在分布參數(shù)，電源濾波器并不是理想的低通濾波器，實(shí)際是一個(gè)帶阻濾波器，通常在100kHz30MHz范圍內(nèi)有效。屏蔽技術(shù)的目的：一是限制內(nèi)部的輻射電磁能量越出某一區(qū)域；二是防止外來(lái)的輻射進(jìn)入某一區(qū)域。作用和場(chǎng)合：電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽和電磁場(chǎng)屏蔽三

6、種。屏蔽技術(shù)主要用來(lái)抑制電磁噪聲沿著空間的傳播，即切斷輻射電磁噪聲的傳輸途徑。方法：通常用金屬材料或磁性材料把所需屏蔽的區(qū)域包圍起來(lái)，使屏蔽體內(nèi)外的“場(chǎng)”相互隔離對(duì)于屏蔽作用的評(píng)價(jià)可以用屏蔽效能來(lái)表示：SE_E (dB)=20lg(E_2/E_1)=20 lg(H_2/H_1) 電場(chǎng)屏蔽：抑制噪聲源和敏感設(shè)備之間由于存在電場(chǎng)耦合而產(chǎn)生的干擾。無(wú)論是靜電場(chǎng)或交變電場(chǎng)，電場(chǎng)屏蔽的必要條件是金屬體和接地，任何很薄的金屬體接地就能達(dá)到良好的效果。減弱干擾方法：1. 增大二者距離，以減小中間的分布電容。2. 盡可能使受感應(yīng)物貼近地，以增大對(duì)地電容。3. 可以在二者之間插一塊屏蔽板（金屬薄板）。電場(chǎng)屏蔽的

7、設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1. 屏蔽板要靠近受保護(hù)物體，而且屏蔽板的接地要良好。2. 屏蔽板形狀對(duì)屏蔽效能有明顯影響。3. 屏蔽板的材料應(yīng)是良導(dǎo)體，但對(duì)厚度只要求有一定強(qiáng)度即可，以保持其形狀。磁場(chǎng)屏蔽：抑制騷擾源和敏感設(shè)備之間由于磁場(chǎng)耦合所產(chǎn)生的干擾。磁場(chǎng)屏蔽必須對(duì)不同的頻率采取不同的措施。低頻磁場(chǎng)屏蔽：對(duì)于直流或甚低頻磁場(chǎng)的屏蔽，方法是使用鐵磁性材料將敏感器件包起來(lái)。低頻磁場(chǎng)的主動(dòng)屏蔽：由于鐵磁性物質(zhì)的磁導(dǎo)率比周圍空氣的磁導(dǎo)率大得多，一般約為103104倍，所以可把磁力線集中在其內(nèi)部通過(guò)，不至于大量發(fā)散在空氣中。屏蔽的實(shí)質(zhì)是對(duì)騷擾源的磁力線進(jìn)行了集流。如果將線圈繞在由鐵磁性材料組成的閉合環(huán)中，則磁力線主要在

8、該閉合環(huán)的磁路中通過(guò)，漏磁通很小。被動(dòng)屏蔽：把屏蔽殼體放入外磁場(chǎng)中，磁力線將集中在屏蔽體內(nèi)通過(guò)，不至于漏泄到屏蔽殼體包圍的內(nèi)部空間中去，從而保證該空間不受外磁場(chǎng)的影響。磁場(chǎng)屏蔽效能：SEH (dB)=20 lg0.22 r 1-(1-t/r)3 SEH 磁場(chǎng)屏蔽效能；r 鐵磁材料相對(duì)磁導(dǎo)率；t 屏蔽體厚度；r 同屏蔽體相同容積的等效球半徑低頻磁場(chǎng)屏蔽要點(diǎn)：為提高磁場(chǎng)屏蔽的效果，屏蔽體材料和形狀是關(guān)鍵：選用高導(dǎo)磁率的材料。但是材料的導(dǎo)磁率越高，越容易飽和，而失去屏蔽性能。盡量縮短磁路的長(zhǎng)度、增加屏蔽體的截面積（壁厚）。被屏蔽的物體不要緊貼屏蔽體上，以盡量減少通過(guò)屏蔽物內(nèi)的磁通?？勺尶p隙或長(zhǎng)條通風(fēng)

9、孔循著磁場(chǎng)方向分布，有利于屏蔽體在磁場(chǎng)方向的磁阻減小。完全的封閉體能夠提供最理想的磁屏蔽效果，但在實(shí)踐中不現(xiàn)實(shí)，一些不封閉的結(jié)構(gòu)，如五面體或更少面的結(jié)構(gòu)，甚至平板也能夠提供滿足要求的屏蔽效果。對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)的屏蔽，為保證較高的衰減量，需要采取多層屏蔽，或添加高磁導(dǎo)率、高飽和點(diǎn)的鐵合金，防止磁路飽和。一般低導(dǎo)磁率材料應(yīng)靠近干擾源。在安裝內(nèi)外兩層屏蔽體時(shí)，要注意磁路上彼此絕緣。當(dāng)沒(méi)有接地要求時(shí)，可用絕緣體材料做支撐件。若需要接地時(shí)，可用非鐵磁材料（如銅、鋁等）做支撐件。從屏蔽體能兼有防止電場(chǎng)感應(yīng)的目的出發(fā)，一般要求接地。高頻磁場(chǎng)屏蔽：低頻磁場(chǎng)屏蔽方法在高頻時(shí)并不適用。主要原因是：鐵磁性材料的磁導(dǎo)率隨頻

10、率的升高而下降，從而使屏蔽效能變差。同時(shí)，高頻時(shí)鐵磁性材料的磁損增加。磁損包括由于磁滯現(xiàn)象引起的磁滯損失，以及由于電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的渦流損失。磁損是消耗功率的，對(duì)于被屏蔽線圈，相當(dāng)于增加了其電阻值，造成線圈Q值下降，所以利用鐵磁性材料的高磁導(dǎo)率特性來(lái)集流騷擾磁力線的方法只適用于100kHz以下的低頻磁場(chǎng)屏蔽。高頻磁場(chǎng)屏蔽材料采用金屬良導(dǎo)體，例如銅、鋁等。當(dāng)高頻磁場(chǎng)穿過(guò)金屬板時(shí)在金屬板上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由于金屬板的電導(dǎo)率很高，所以產(chǎn)生很大的渦流。渦流又產(chǎn)生反磁場(chǎng)，與穿過(guò)金屬板的原磁場(chǎng)相互抵消，同時(shí)又增加了金屬板周圍的原磁場(chǎng)。因而，總的效果是，使磁力線在金屬板四周繞行而過(guò)。電磁場(chǎng)屏蔽：電磁場(chǎng)屏蔽用于

11、抑制噪聲源和敏感設(shè)備距離較遠(yuǎn)時(shí)，通過(guò)電磁場(chǎng)（遠(yuǎn)場(chǎng)）耦合產(chǎn)生的干擾。電磁場(chǎng)屏蔽和電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽不同，它是利用屏蔽體阻止電磁場(chǎng)在空間傳播的一種措施。其機(jī)理：是因?yàn)殡姶挪ㄔ谌肷涞浇饘袤w表面和穿越屏蔽體時(shí)發(fā)生了能量衰減：反射衰減和吸收衰減。反射衰減：當(dāng)電磁波到達(dá)屏蔽體表面時(shí)，由于空氣與屏蔽體（通常是金屬材料）交界面上阻抗不連續(xù)，對(duì)入射波產(chǎn)生反射，使穿過(guò)界面的電磁能量減弱。這種由于反射而造成的入射電磁波減弱現(xiàn)象被稱為反射衰減。反射衰減與材料厚度關(guān)系不大，只要求交界面上材料與空間阻抗不連續(xù)。如果電磁場(chǎng)屏蔽還需同時(shí)屏蔽電場(chǎng)和高頻磁場(chǎng)，通常采用電阻率小的良導(dǎo)體材料。吸收衰減：當(dāng)電磁波進(jìn)入金屬屏蔽體以后將產(chǎn)

12、生感應(yīng)電流，該電流又產(chǎn)生歐姆損耗，并變?yōu)闊崮芏纳?。電磁波在金屬體中以指數(shù)方式很快地衰減，傳輸距離很短。金屬體越厚，吸收損耗越大，吸收損耗隨頻率升高而增加。鐵磁性材料例如鐵、坡莫合金的吸收損耗大于良導(dǎo)體，如銅。多重反射：在屏蔽體內(nèi)未被吸收的電磁波到達(dá)材料的另一表面時(shí)，又一次遇到屏蔽體與空氣阻抗不連續(xù)的交界面，除部分會(huì)逸出屏蔽體表面外，余下大部分電磁波會(huì)在屏蔽體里形成再次反射，再次返回屏蔽體內(nèi)部。因此電磁波在穿越屏蔽體的過(guò)程中會(huì)有多次來(lái)回的反射，逐漸被屏蔽體所吸收，最終只有極少部分能透過(guò)屏蔽體進(jìn)入被屏蔽的空間。接地技術(shù)：低頻電路一般采用單點(diǎn)接地方式，高頻電路一般采用多點(diǎn)接地方式。目的：為了保護(hù)人

13、身和設(shè)備的安全，免遭雷擊、漏電、靜電等危害，這類地線稱為保護(hù)地線，應(yīng)與真正大地相連接；為了保證設(shè)備的正常工作，例如信號(hào)傳輸需要有一根線接地作為基準(zhǔn)電位，傳輸信號(hào)的大小與該基準(zhǔn)電位相比較。單點(diǎn)接地是在一個(gè)電路或設(shè)備中，只有一個(gè)物理點(diǎn)被定義為參考接地點(diǎn)，其他凡是需要接地的點(diǎn)都被連接到這一點(diǎn)上。優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，低頻時(shí)性能最好。形式：串聯(lián)單點(diǎn)接地：地線不再是等電位線，易產(chǎn)生共阻抗干擾。并聯(lián)單點(diǎn)接地：各電路的地電位只與本電路的地電流及地線阻抗有關(guān)，不受其他電路的影響。缺點(diǎn)：當(dāng)?shù)鼐€太長(zhǎng)，頻率升高時(shí)，一方面地線阻抗增加，容易產(chǎn)生共地阻抗干擾；另一方面，如波長(zhǎng)小到與系統(tǒng)接地線長(zhǎng)度可以比擬時(shí)，呈現(xiàn)天線效應(yīng)，接收或向

14、外輻射電磁波，使地線之間、地線和其他導(dǎo)線之間由于電容耦合、電感耦合產(chǎn)生的相互串?dāng)_大大增加。多點(diǎn)接地是指設(shè)備（或系統(tǒng)）中凡是需要接地的點(diǎn)都是直接接到離它最近的接地平面上（就近接地），以便使接地線的長(zhǎng)度為最短。這里的接地平面可以是PCB板、設(shè)備的底板、專用接地母線，甚至是設(shè)備的框架。但是，多點(diǎn)接地對(duì)系統(tǒng)中的眾多接地線的維護(hù)提出了更高的要求。因?yàn)槿魏谓拥攸c(diǎn)上的腐蝕、松動(dòng)都會(huì)使接地系統(tǒng)出現(xiàn)高阻抗，從而使接地效果變差。綜合以上分析，低頻電路一般采用單點(diǎn)接地方式，高頻電路一般采用多點(diǎn)接地方式。區(qū)分低頻和高頻：經(jīng)驗(yàn)公式：10MHz 高頻?；旌辖拥兀夯旌辖拥丶磦€(gè)別要求高頻接地的點(diǎn)選擇多點(diǎn)接地（就近接地），其余

15、各點(diǎn)都采用單點(diǎn)接地?；旌辖拥剡€有一個(gè)含義：接地方式在低頻時(shí)呈現(xiàn)單點(diǎn)接地，在高頻時(shí)則為多點(diǎn)接地。如：通過(guò)電感(1mH)接地，相當(dāng)于低頻時(shí)接地，高頻時(shí)懸?。煌ㄟ^(guò)電容接地則相反。對(duì)用高頻電容做旁路接地的情況，要注意電容本身可能與引線電感之間產(chǎn)生諧振。浮地：目的是將設(shè)備或電路與公共地或可能引起環(huán)流的公共導(dǎo)體隔離開來(lái)。還可以使不同電位的電路間配合（通過(guò)光耦或變壓器）更容易。最大優(yōu)點(diǎn)是抗干擾性能好。主要缺點(diǎn)是：設(shè)備不與公共地直接連接，容易產(chǎn)生靜電積累，當(dāng)電荷積累到一定程度，設(shè)備與公共地之間的電位差會(huì)引起強(qiáng)烈的靜電放電，可能成為破壞性很強(qiáng)的干擾源?？稍诓捎酶〉氐脑O(shè)備與公共地之間，接進(jìn)一個(gè)阻值很大的電阻，以便

16、泄放掉所積累的電荷。第二章 鐵路信號(hào)系統(tǒng)及其干擾源信號(hào)系統(tǒng)按功能可分為：行車調(diào)度指揮系統(tǒng)：包括調(diào)度集中和調(diào)度監(jiān)督、TDCS ( DMIS /列車調(diào)度指揮管理信息系統(tǒng)）。車站聯(lián)鎖設(shè)備：主要有6502電氣集中、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖。列車運(yùn)行控制系統(tǒng)：包括ATP、傳統(tǒng)的機(jī)車信號(hào)和列車超速防護(hù)系統(tǒng)，以及地面的TCC、LEU、BALISE等。閉塞系統(tǒng)：ZPW-2000A自動(dòng)閉塞、UM71系列、計(jì)軸閉塞等。（屬列控系統(tǒng)）編組站（駝峰）控制系統(tǒng)另外，還包括道口信號(hào)、信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、智能化鐵路信號(hào)電源系統(tǒng)等。按信號(hào)電氣設(shè)備所處電磁環(huán)境可分為：室內(nèi)：指信號(hào)建筑物內(nèi)部，建筑物距離鋼軌相對(duì)較遠(yuǎn)，且新建機(jī)械室及機(jī)房在屏蔽、接

17、地、供電質(zhì)量等方面已進(jìn)行全面考慮。軌旁：指距離最近的鋼軌3m之內(nèi)的范圍。車載：工作于機(jī)車車輛上的直接參與列車速度控制的信號(hào)設(shè)備。電氣化鐵道的供電方式：直接供電（TR）：簡(jiǎn)單，投資省。即有共阻抗耦合，又有接觸網(wǎng)空間電磁干擾；帶回流線的直接供電（DN）：利用接觸網(wǎng)與回流線間的互感作用，使回流從回流線流回變電所。接觸網(wǎng)空間電磁干擾減弱，同時(shí)略微減小了共阻抗耦合；吸流變壓器供電（BT）：在牽引網(wǎng)中架有吸流變壓器，兩個(gè)吸流變壓器間用吸上線將鋼軌與回流線連接，強(qiáng)制回流通過(guò)吸上線流入回流線，進(jìn)一步削弱了接觸網(wǎng)空間電磁干擾和共阻抗干擾。阻抗大，能耗大，供電距離短。同軸電力電纜供電（CC）：其內(nèi)部芯線作為饋電線

18、與接觸網(wǎng)連接，外部導(dǎo)體作為回流線，大幅減小了接觸網(wǎng)空間電磁干擾。干擾小，供電距離長(zhǎng)，投資大。自耦變壓器供電（AT）：在接觸網(wǎng)與正饋線之間并聯(lián)接入一臺(tái)自耦變壓器，繞組中點(diǎn)與鋼軌相接，接觸網(wǎng)與鋼軌、正饋線與鋼軌間的自耦變壓器兩個(gè)半線圈上電壓相等，目前最優(yōu)選擇。阻抗小，損耗低，干擾小，投資高。電磁干擾基本來(lái)源：牽引供電的額定電壓為25 kV；牽引電流可達(dá)到數(shù)百安培甚至上千安培以上；電力機(jī)車為非線性負(fù)載，在整流換相和運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量諧波、電磁輻射。主要特點(diǎn)：電氣化鐵道為強(qiáng)電系統(tǒng)，屬于電磁干擾較嚴(yán)重的類型，工業(yè)環(huán)境，干擾形成可分為傳導(dǎo)、感應(yīng)、輻射。對(duì)軌道鐵路信號(hào)設(shè)備來(lái)說(shuō)，牽引電流及不平衡電流干擾源的

19、性質(zhì)是電流源。電氣化干擾對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的影響可分為以下類型：（1）傳導(dǎo)性干擾（不平衡牽引電流）（2）阻性耦合（地電位）（3）容性耦合（4）感性耦合（5）輻射影響不平衡系數(shù)：鋼軌不平衡電流與總電流(I1+I2)的比值。I21I22I11 I12縱向不平衡：沿著鋼軌方向的不對(duì)稱因素，如：接觸電阻等引起接續(xù)線阻抗不同、由于長(zhǎng)度差異或一側(cè)鋼軌斷裂等帶來(lái)的鋼軌阻抗不同、扼流變壓器一次線圈或空心電感（SVA）不對(duì)稱、與鋼軌連接線長(zhǎng)度不相等；橫向不平衡：側(cè)鋼軌對(duì)地不平衡，如兩側(cè)對(duì)地漏泄電導(dǎo)不同、接觸網(wǎng)桿塔地線或電纜護(hù)套等與一側(cè)鋼軌連接引起對(duì)地漏泄電流不同。另外，還涉及列車長(zhǎng)度及運(yùn)行時(shí)與鋼軌的接觸阻抗等動(dòng)態(tài)因素。

20、不平衡牽引電流干擾性質(zhì)：鋼軌（及扼流變壓器等）是牽引電流和軌道電路信號(hào)電流的共同通道，具有共阻抗耦合的特點(diǎn)。因此不會(huì)在兩段鋼軌間引起額外的壓降，而且方向相同，所以是共模干擾。無(wú)砟軌道條件下影響的定性分析：高速鐵路中的無(wú)砟軌道一般采用鋼筋結(jié)構(gòu)，軌道板中的鋼筋網(wǎng)絡(luò)與鋼軌產(chǎn)生電磁感應(yīng)，增大鋼軌電阻，改變了軌道電路的一次參數(shù)，一定程度削弱了無(wú)絕緣軌道電路的傳輸性能。由于無(wú)砟軌道道砟電阻高，鋼軌漏泄電導(dǎo)小，當(dāng)總的牽引電流大小相等時(shí)，更多的電流會(huì)流向鋼軌。由于無(wú)砟軌道條件下道砟電阻較大，軌道區(qū)段較短，更容易造成鋼軌不平衡，而鋼軌中牽引電流比例有所提高，從而使不平衡牽引電流干擾一定程度增大?？傮w上，無(wú)砟條件

21、下的軌道電路的信號(hào)干擾比將下降。對(duì)縱向電動(dòng)勢(shì)的防護(hù)：縱向電動(dòng)勢(shì)是通過(guò)平行線纜互感產(chǎn)生的，所以首先應(yīng)考慮屏蔽線纜，然后隔離電纜，即切斷耦合途徑。第三章 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)抗擾度試驗(yàn)的性能判據(jù)，分為以下四級(jí)：A. 在技術(shù)規(guī)范內(nèi)性能正常；B. 功能或性能暫時(shí)降低或喪失，但能自行恢復(fù)；C. 功能或性能暫時(shí)降低或喪失，但需操作者干預(yù)或系統(tǒng)復(fù)位；D. 因設(shè)備（元件）或軟件損壞或數(shù)據(jù)丟失而造成不能自行恢復(fù)的功能降低或喪失。GB/T 17624、GB/T 17625、GB/T 17626、GB/T 17799等系列標(biāo)準(zhǔn)是從IEC61000-1、IEC61000-3、IEC61000-4和IEC61000-6中

22、的相應(yīng)內(nèi)容等同轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的。對(duì)機(jī)箱端口的試驗(yàn)：靜電放電抗擾度試驗(yàn)：電流脈沖的前沿十分陡峭，含有豐富的高頻成分，帶寬大于1 GHz；射頻場(chǎng)輻射電磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)：頻率范圍801000MHz，用1kHz的正弦波對(duì)載波頻率進(jìn)行幅度調(diào)制；工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)；脈沖磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)。對(duì)輸入輸出口、地線端口和電源端口的試驗(yàn)：射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)：載波頻率為150 kHz80 MHz，幅度調(diào)制信號(hào)為1 kHz正弦波，調(diào)幅度80%；電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)：脈沖成群出現(xiàn)，脈沖重復(fù)頻率較高，脈沖波形的上升時(shí)間短暫，但單個(gè)脈沖的能量較小，頻譜分布非常寬；浪涌抗擾度試驗(yàn)：波形時(shí)間短，能量大；電壓跌落、短時(shí)中斷和電壓

23、漸變抗擾度實(shí)驗(yàn)：電壓跌落（暫降）指電壓偶然下降大于1015，持續(xù)時(shí)間為0.550周的電壓變化；短時(shí)中斷則是100的電壓跌落；工頻電源諧波抗擾度實(shí)驗(yàn)：主要由工業(yè)負(fù)荷和居民負(fù)荷產(chǎn)生，特別是非線性負(fù)荷，例如可控和不可控的整流器等。電快速脈沖群抑制措施：雖然脈沖群的能量不大，但電壓高，必須采用壓敏電阻、瞬變電壓抑制器（TVS）等瞬態(tài)抑制器件。需要注意氣體放電管（GDT）也是常見瞬態(tài)抑制器件，但由于氣體放電管一旦起弧放電，會(huì)將所有電壓（瞬態(tài)騷擾電壓和正常電壓）短路。這樣，在氣體放電管放電期間，被保護(hù)設(shè)備就將失去電源，故不能單獨(dú)使用。瞬態(tài)抑制器件應(yīng)安裝在電源的入口處，共模（對(duì)保護(hù)地）和差模（線間）均需安裝

24、，盡可能使引線最短。EN50121系列標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)整體，完整地概括了鐵路系統(tǒng)的電磁要求。其中：EN50121-1是總則部分，概述了整個(gè)系列標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，不涉及具體的測(cè)試要求和限值。EN50121-2給出了整個(gè)電氣化鐵道系統(tǒng)的發(fā)射限值并詳細(xì)規(guī)定了具體的測(cè)量方法。EN50121-3分為兩部分，3-1給出了機(jī)車車輛的發(fā)射限值及測(cè)量方法，3-2給出了機(jī)車上設(shè)備的電磁兼容試驗(yàn)要求。EN50121-4給出了鐵路信號(hào)與通信設(shè)備的電磁兼容試驗(yàn)要求。EN50121-5給出了固定供電裝置和設(shè)備的電磁兼容要求。第四章 室內(nèi)信號(hào)系統(tǒng)電磁兼容設(shè)計(jì)室內(nèi)信號(hào)系統(tǒng)主要設(shè)備：室內(nèi)信號(hào)系統(tǒng)由各種設(shè)備組成，傳統(tǒng)信號(hào)設(shè)備主要包括車

25、站聯(lián)鎖設(shè)備、軌道電路發(fā)送器接收器、編組站（駝峰）自動(dòng)控制設(shè)備、信號(hào)電源屏等。由于列車運(yùn)行控制系統(tǒng)已成為干線鐵路信號(hào)的核心設(shè)備，CTCS-2級(jí)和CTCS-3級(jí)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)備還包括：CTC、TDCS、列控中心（TCC）、LEU、無(wú)線閉塞中心（RBC）、GSM-R通信接口設(shè)備等。室內(nèi)電磁環(huán)境特點(diǎn)：設(shè)備結(jié)構(gòu)存在共性、微電子化程度高、線纜和接口類型復(fù)雜、存在室外電磁干擾耦合途徑。CRT工作原理：顯示器顯像管中的高速電子束在幀偏轉(zhuǎn)線圈和行偏轉(zhuǎn)線圈磁場(chǎng)的共同作用下以掃描形式轟擊顯示屏，產(chǎn)生圖像顯示。干擾原因分析：如顯示器周圍存在其它外部磁場(chǎng)，同樣會(huì)影響電子束的軌跡。由于圖像是每秒50幀，所以，5

26、0Hz的工頻磁場(chǎng)是產(chǎn)生圖像抖動(dòng)的主要原因。周圍高頻電磁場(chǎng)、顯示器電源中的瞬變脈沖等干擾因素可能通過(guò)各種途徑影響視頻信號(hào)質(zhì)量，使屏幕顯示出現(xiàn)同步不穩(wěn)、滾動(dòng)、雪花、亮條等現(xiàn)象，但不會(huì)出現(xiàn)顯示字符和線條的抖動(dòng)。隔離變壓器可實(shí)現(xiàn)電路間的電氣隔離，解決了設(shè)備之間的公共地的問(wèn)題，故可以抑制共模干擾，但不具備抗差模干擾的功能。因?yàn)槔@組間存在分布電容，對(duì)共模干擾的抑制效果隨干擾頻率的升高而下降，如1kHz以上。未屏蔽的普通隔離變壓器對(duì)共模干擾的抑制效果，可用初次級(jí)間的分布電容和設(shè)備對(duì)地分布電容之比值來(lái)估算。通常共模干擾衰減值在1020倍左右，即2030dB。同一電纜中鄰線如果傳輸載頻2000Hz信號(hào)，其發(fā)送功

27、率大，最大電壓可達(dá)176V，通過(guò)線間耦合電容，形成共模干擾，通過(guò)變壓器級(jí)間電容耦合到次級(jí)。解決方法：要提高對(duì)共模干擾的抑制能力，關(guān)鍵是減小變壓器繞組間的耦合電容，可在變壓器初次級(jí)間加設(shè)屏蔽層，并在次級(jí)接地。移動(dòng)電話時(shí)輻射場(chǎng)強(qiáng)：目前鐵路行業(yè)用于集群移動(dòng)通信的頻段主要在400MHz和800MHz頻段，手持終端對(duì)講機(jī)的功率范圍0.55W，場(chǎng)強(qiáng)E的計(jì)算公式：E=(kp)/d=(3.0p)/d 。客運(yùn)專線鐵路信號(hào)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)暫行技術(shù)條件鐵路信號(hào)電源屏中，對(duì)輸出電壓波動(dòng)范圍的指標(biāo)更詳細(xì)，同時(shí)電磁兼容的要求比較全面，不僅利于有效抵御外界電磁干擾進(jìn)入信號(hào)電源，而且還對(duì)自身傳導(dǎo)和輻射發(fā)射有約束，避免影響周圍環(huán)境。另

28、外，主備電源切換時(shí)間規(guī)定為最大150ms，各種信號(hào)設(shè)備還需配置UPS不間斷供電電源。建筑物內(nèi)設(shè)備接地方法：星狀隔離連接網(wǎng)接地（Star-IBN）：基本特征是系統(tǒng)內(nèi)連接成星型狀，但系統(tǒng)與周邊共用接地系統(tǒng)呈隔離狀態(tài)；為保證每個(gè)設(shè)備的地都單獨(dú)連接到接地匯流排，必須做好設(shè)備的絕緣措施，否則機(jī)殼金屬與建筑鋼結(jié)構(gòu)等有電氣接觸，相當(dāng)于有多條地線與接地匯流排連接，也可能導(dǎo)致不同設(shè)備機(jī)柜之間的電氣連接；屬單點(diǎn)接地。網(wǎng)狀隔離連接法（Mesh-IBN）：指一個(gè)設(shè)備群內(nèi)各種設(shè)備地線相互連接成網(wǎng)格狀，但并不直接與建筑鋼結(jié)構(gòu)相連接，而是匯總到一個(gè)專門的接地點(diǎn)后，再與建筑鋼結(jié)構(gòu)或CBN連接；其基本特征是系統(tǒng)內(nèi)連接成網(wǎng)格狀，

29、但系統(tǒng)與周邊CBN呈隔離狀態(tài)；先分類接地（可以多點(diǎn)接地）；再單點(diǎn)接地。網(wǎng)狀多點(diǎn)接地(Mesh-BN)：是指搭接網(wǎng)絡(luò)中所有相關(guān)設(shè)備的機(jī)架、機(jī)柜等均以多點(diǎn)方式與CBN連接。接地性能分析：原理上看，兩種IBN都是單點(diǎn)接地，適用于較低的頻率范圍，而Mesh-BN是多點(diǎn)接地。由于設(shè)備IBN與共用接地系統(tǒng)CBN之間存在分布電容，分布電容大小與IBN尺寸有關(guān)。隨著頻率升高，需考慮接地線電感與電容的并聯(lián)諧振，此時(shí)接地效果最差，應(yīng)采用網(wǎng)狀多點(diǎn)接地。片狀導(dǎo)體作為接地體：相同截面積片狀導(dǎo)體的電感要小于圓形導(dǎo)體；當(dāng)截面積一定時(shí)，片狀導(dǎo)體截面的周長(zhǎng)也大于圓形導(dǎo)體截面的周長(zhǎng)，即片狀導(dǎo)體的表面積更大，高頻時(shí)的阻抗更小。因此

30、，片狀導(dǎo)體更加適合于高頻電流（工作頻率高于10MHz）。在工程中，通常用金屬片（如銅排）做地線。線纜屏蔽層的端接：線纜屏蔽層端接時(shí)，首要的要求是直接將它連接到金屬底板或機(jī)殼地，而該金屬底板或機(jī)殼地能夠提供可能的最低阻抗，這樣，就可以保障屏蔽層上的干擾電流直接入地，無(wú)需經(jīng)過(guò)電路或者耦合到電路之后再傳送到地。實(shí)現(xiàn)連接的最佳方案是將線纜屏蔽層延長(zhǎng)到地平面或底板，并做到可靠的360度連接。屏蔽層小辮或“豬尾巴”（pigtail）連接是指將線纜屏蔽層收縮擰成一根線狀，然后經(jīng)由連接器引腳延長(zhǎng)到接地點(diǎn)。因?yàn)檫@樣安裝起來(lái)比較方便，常被用于連接數(shù)據(jù)線纜的屏蔽層。這種方式只適合幾MHz以下的場(chǎng)合，并且使用小辮方式

31、端接屏蔽層時(shí)，一定要使其盡可能短。在高頻時(shí)，因?yàn)樾∞p的電感而嚴(yán)重影響屏蔽效果，甚至可能與不連接沒(méi)有什么區(qū)別。室內(nèi)鐵路信號(hào)設(shè)備線纜按照IEC的有關(guān)定義進(jìn)行分類：第1類 敏感類：低電平模擬信號(hào)，寬帶數(shù)字和模擬信號(hào)，滿量程小于1V或1mA的信號(hào)，源阻抗大于1k或頻率大于1MHz的信號(hào)。第2類 輕微敏感類：較低功率的低頻信號(hào)，低速率數(shù)字信號(hào)，模擬儀表，低速數(shù)字總線通信。第3類 輕微噪聲類：DC電源，被抑制的開關(guān)負(fù)載，經(jīng)濾波的交流源，外部供電的低壓AC或DC電源，接觸器和螺線管線圈電路。第4類 噪聲類：AC電源及回路，大功率射頻和寬帶信號(hào)；電源輸入、輸出和可調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的直流線路，焊接設(shè)備和類似電子噪聲

32、類設(shè)備。數(shù)據(jù)的抗干擾設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)包含靜態(tài)的原始數(shù)據(jù)（各種編碼參數(shù)等）、中間運(yùn)算和最終結(jié)果數(shù)據(jù)。盡管原始數(shù)據(jù)是正確的，但由于外界干擾，在各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)造成數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤。軟件可從以下幾方面對(duì)數(shù)據(jù)的正確（完好）性進(jìn)行檢驗(yàn)：靜態(tài)數(shù)據(jù)是否發(fā)生改變，數(shù)據(jù)校驗(yàn)和是否正確，是否出現(xiàn)非法數(shù)據(jù)，關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)之間邏輯關(guān)系是否合理。第五章 軌旁信號(hào)對(duì)電磁干擾防護(hù)技術(shù)FSK信號(hào)從時(shí)域波形看，移頻信號(hào)為兩個(gè)不同頻率交替出現(xiàn)的正弦信號(hào)；頻譜特征可總結(jié)如下：兩個(gè)邊帶以載頻為中心，對(duì)應(yīng)的上下邊頻大小相等，奇次項(xiàng)上下邊頻相位相反，偶次項(xiàng)相位相同。頻譜不同于原來(lái)的方波信號(hào)，出現(xiàn)新的頻率分量，是非線性調(diào)制。當(dāng)調(diào)頻系數(shù)m增加時(shí)，移頻波頻譜中載

33、頻的幅度下降，邊頻幅度上升，即信號(hào)功率擴(kuò)展到較寬的頻帶中；為不失真地傳輸移頻信號(hào)，要求占用較寬的頻帶。當(dāng)頻偏f固定，隨調(diào)制低頻增大，m會(huì)減小，頻譜中相鄰邊頻的間隔增大，相鄰邊頻譜線的間隔是移頻信號(hào)的調(diào)制低頻頻率。另一方面，高次數(shù)的邊頻幅度相應(yīng)下降。因而在頻偏f對(duì)應(yīng)的頻點(diǎn)處，只有m等于整數(shù)時(shí)才有頻譜（且相對(duì)幅度為0.5）。特殊地，當(dāng)m=2、4、6偶數(shù)時(shí)，載頻頻譜分量幅度為0。解調(diào)方法：頻移鍵控（FSK）信號(hào)的解調(diào)包括模擬和數(shù)字兩種方法，在傳統(tǒng)的數(shù)字解調(diào)理論中，可分為兩大類：一類是相干方式解調(diào)：相干數(shù)字解調(diào)接收質(zhì)量最佳，但在其解調(diào)過(guò)程中恢復(fù)出具有精確頻率和相位的相干信號(hào)較為困難，所需設(shè)備也較復(fù)雜，

34、一般采用非相干數(shù)字解調(diào)方法；另一類是非相干方式解調(diào)：常用非相干解調(diào)方法分析數(shù)字頻移鍵控信號(hào)，最常用的方法有鑒頻法、差分檢波法、動(dòng)態(tài)濾波法和零交點(diǎn)法、頻譜分析法等。另外，可采用相位推算法等方法，對(duì)低頻FSK信號(hào)進(jìn)行輔助分析； UM71調(diào)制方式采用FSK調(diào)頻方式，優(yōu)于調(diào)幅制的抗干擾性能。（1）載頻：選在偶次諧波上，加之諧波次數(shù)高（3452次），因此諧波干擾量相對(duì)較小。（2）頻偏為11Hz，而最近的載頻間隔為300Hz，各載頻的上下邊頻不會(huì)重疊，信號(hào)之間互不干擾。（3）由于僅有11Hz頻偏，調(diào)諧區(qū)內(nèi)的串聯(lián)諧振電路的通帶可以很窄，或者品質(zhì)因數(shù)Q值很高，串聯(lián)諧振電阻可以很小，因此電氣分隔性能很好。（4）

35、同樣，由于頻偏小，信號(hào)主要功率所占頻帶較窄，接收設(shè)備的帶通濾波器通帶窄，選擇性好，當(dāng)帶寬40Hz時(shí)，在通帶內(nèi)一般僅有一個(gè)偶次諧波干擾；即使在牽引頻率漂移時(shí)，最多有兩個(gè)諧波分量，故牽引電流諧波干擾量小。（5）對(duì)于調(diào)制頻率（低頻），在選擇低頻組合時(shí)，無(wú)二次諧波干擾。（6）UM71參數(shù)缺點(diǎn)及對(duì)策，首先，UM71載頻較高，由于鋼軌呈現(xiàn)電感性，會(huì)帶來(lái)較大的衰耗。其次，由于UM71頻偏小，使得調(diào)頻系數(shù)m較小，在最高調(diào)制頻率（低頻）時(shí)，m=0.344，屬于窄帶調(diào)頻。對(duì)策：針對(duì)此缺點(diǎn)，UM71采用提高發(fā)送功率、傳輸補(bǔ)償?shù)仁侄芜M(jìn)行了彌補(bǔ)。UM71系列的頻譜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：UM71載頻的能量很大，而邊頻的能量??；濾波器

36、的通帶可以很窄，僅讓調(diào)制信號(hào)的一次邊頻通過(guò)即可。國(guó)內(nèi)區(qū)間軌道電路：采用了數(shù)字信號(hào)處理等新技術(shù)，抗干擾指標(biāo)提高。為進(jìn)一步改善軌道電路傳輸，補(bǔ)償電容按載頻類型及傳輸長(zhǎng)度進(jìn)行了優(yōu)化。在不影響軌道電路整體結(jié)構(gòu)的條件下擴(kuò)展了載頻數(shù)量，每個(gè)載頻頻率微調(diào)后劃分為“-1”(+1.4Hz)和“-2”(-1.3Hz)兩種類型：下行為：1701.4 / 1698.7 Hz；2301.4 / 2298.7 Hz；上行為： 2001.4 / 1998.7 Hz；2601.4 Hz / 2598.7 Hz。傳導(dǎo)性干擾對(duì)軌道電路FSK信號(hào)的影響：50Hz基波干擾特點(diǎn)是能量大，譜線幅度高，但在頻域來(lái)看，距離信號(hào)譜線較遠(yuǎn)。采用

37、時(shí)域?yàn)V波的方法可有效濾除干擾成分。帶內(nèi)諧波干擾，與信號(hào)頻譜接近，無(wú)法采用時(shí)域?yàn)V波來(lái)消除；在頻域處理時(shí)，由于其能量可能超過(guò)信號(hào)譜線，同樣不能簡(jiǎn)單地以單根譜線來(lái)判別，而必須考慮多條譜線及其相互關(guān)系。牽引電流脈沖干擾，仿真結(jié)果：在接收端信號(hào)波形會(huì)相應(yīng)出現(xiàn)多個(gè)周期的高頻脈沖，幅度出現(xiàn)明顯影響，但信號(hào)頻率成分并未產(chǎn)生變化。FSK軌道電路的信號(hào)干擾比，移頻軌道電路的信號(hào)干擾比應(yīng)不小于1：2。干擾的能量達(dá)到甚至超過(guò)軌道電路信號(hào)強(qiáng)度。牽引供電頻率漂移的影響，根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 159451995 “電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率允許偏差”，頻率偏差范圍為500.5Hz，即1%，而相應(yīng)的工頻諧波同樣將會(huì)按此比例偏移。UM

38、71軌道電路對(duì)電氣化諧波干擾的防護(hù)策略：在FSK軌道電路接收器中安裝濾波器。在干擾源環(huán)節(jié)，應(yīng)減少軌道電路的不平衡，降低諧波比例。設(shè)計(jì)有絕緣軌道的扼流圈變壓器和無(wú)絕緣軌道電路的空芯線圈。在鋼軌間并聯(lián)補(bǔ)償電容，從而抵鋼軌電感對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?。頻譜分析的誤差及解決措施：頻譜混疊：AD轉(zhuǎn)換時(shí)，不滿足采樣定理會(huì)帶來(lái)頻譜混疊；解決方法：高采樣率、抗混疊濾波器。頻譜泄漏：對(duì)信號(hào)處理時(shí)的時(shí)域截?cái)嘞喈?dāng)于頻域與窗函數(shù)頻譜周期卷積，頻譜分量從其正常頻譜擴(kuò)展開來(lái)，造成泄漏?？赏ㄟ^(guò)窗函數(shù)加權(quán)來(lái)抑制DFT等效濾波器的振幅特性的副瓣（旁瓣）；或使有限長(zhǎng)度的輸入信號(hào)周期延拓后，在邊界上盡量減少不連續(xù)程度。柵欄效應(yīng)：DFT計(jì)算

39、頻譜只限制為基頻的整數(shù)倍，即頻譜并不是一個(gè)連續(xù)函數(shù)?？朔艡谛?yīng)的一個(gè)辦法是：在原記錄末端補(bǔ)零來(lái)改變時(shí)間周期內(nèi)的點(diǎn)數(shù)，并保持記錄不變，從而在保持原有頻譜形式不變的情況下，變更譜線位置。頻譜分析的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：在頻域，易于剔除信號(hào)的帶外干擾。利用FSK信號(hào)和干擾頻譜特征進(jìn)行識(shí)別，濾除混入信號(hào)通帶內(nèi)的干擾，比如工頻諧波干擾及鄰線信號(hào)干擾等。干擾較大時(shí)，可根據(jù)信號(hào)頻譜模式，采用相關(guān)性分析和多次判決等方法，從受污染的殘缺頻譜中提取信號(hào)。信干比指標(biāo)達(dá)到1：1（甚至1：7）25Hz相敏軌道電路抗干擾技術(shù)：采用25Hz作為信號(hào)頻率：最主要目的是為了有效防止工頻牽引電流對(duì)軌道電路的影響。不平衡牽引電流干擾會(huì)以傳

40、導(dǎo)方式進(jìn)入繼電器軌道線圈上，而 50Hz及其諧波均為25Hz信號(hào)的整數(shù)倍，由三角函數(shù)的正交性可知，其與局部線圈25Hz能量在一周期（40ms）內(nèi)乘積的積分值為零，即力矩平均值為零。因此，盡管在每一瞬間乃至半周期形成的力矩并不為零，但由于翼板慣性較大，使繼電器緩動(dòng)時(shí)間大于100ms，故不會(huì)造成繼電器錯(cuò)誤動(dòng)作。抗電氣化干擾設(shè)計(jì)：采用25Hz作為信號(hào)頻率，接收端防護(hù)盒（HF）并接在軌道繼電器軌道線圈上，使用緩動(dòng)繼電器（JWXC-H310）作為軌道繼電器的復(fù)示繼電器。誤動(dòng)原因：主要來(lái)自不平衡牽引電流脈沖干擾。扼流變壓器飽和：當(dāng)激磁電流增加時(shí)，該變壓器鐵心的磁化曲線可能進(jìn)入深度飽和區(qū)，電感量減小，扼流變

41、壓器阻抗下降，減少了軌道電路接收器所獲得的信號(hào)能量，從而使軌道電路接收器短時(shí)錯(cuò)誤失磁落下。BES型扼流適配變壓器的作用：加大扼流變壓器的飽和電流值，串聯(lián)諧振電路大大減小扼流變壓器激磁電流，使其在大的不平衡電流沖擊下不會(huì)飽和。顯著減小不平衡牽引電流干擾的功率，增加信號(hào)功率，從而大大提高了信干比，可抗大的不平衡牽引電流脈沖干擾。大幅減小軌面不平衡電壓，降低鋼軌間電位差，改善了機(jī)車信號(hào)的工作狀態(tài)，減小對(duì)信號(hào)機(jī)械室內(nèi)設(shè)備的干擾?？垢蓴_線圈設(shè)計(jì)為可調(diào)匝數(shù)，從而可以調(diào)整相敏繼電器相位差至90?？稍黾?5Hz相敏軌道電路傳輸長(zhǎng)度。BES型扼流適配變壓器設(shè)計(jì)指標(biāo)要求：牽引圈阻抗應(yīng)根據(jù)抗脈沖干擾指標(biāo)決定，牽引圈

42、50Hz阻抗給定后，氣隙大小即確定，由于牽引圈基本為純電感特性，25Hz信號(hào)阻抗相當(dāng)于50Hz阻抗的一半，而適配器在信號(hào)頻率下的等效容抗應(yīng)與25Hz阻抗形成關(guān)聯(lián)諧振。品質(zhì)因數(shù)是濾波器的關(guān)鍵參數(shù)，如Q值大，則要求電感和電容耐壓高，且對(duì)電感工藝要求更高；而Q值變小，則濾波器的通頻帶變寬，選擇性變差，諧振阻抗增大，降低對(duì)干擾能量的吸收效果。綜合考慮，適配器Q值取2030為宜，則50Hz諧振阻抗為：Z50=250L/Q第六章 車載信號(hào)設(shè)備電磁兼容技術(shù)ATP車載設(shè)備構(gòu)成：車載安全計(jì)算機(jī)(VC)，軌道信息接收單元（STM），應(yīng)答器信息接收單元（BTM），制動(dòng)接口單元(RLU)，記錄單元(DRU)，人機(jī)界面

43、（DMI），速度傳感器，軌道信息接收天線，應(yīng)答器信息接收天線。功能：ATP車載設(shè)備以接收到的地面信息為基礎(chǔ)，由車載設(shè)備生成速度控制（模式）曲線，并與實(shí)際速度實(shí)時(shí)比較，如果實(shí)際速度超過(guò)速度控制曲線，車載設(shè)備就自動(dòng)實(shí)施制動(dòng)。弓網(wǎng)離線脈沖放電騷擾的影響：在其持續(xù)期間，脈沖的重復(fù)發(fā)生頻率和工頻電壓過(guò)零點(diǎn)的出現(xiàn)頻率近似相同，約100 Hz。從而不平衡電流加劇，影響軌道電路的正常工作，做含有的高次諧波成分，通過(guò)各種耦合途徑或空間輻射等，竄入設(shè)備，從而影響設(shè)備正常工作。弓網(wǎng)離線產(chǎn)生電磁脈沖騷擾的過(guò)程及機(jī)理：在列車運(yùn)行時(shí)，火花放電并不是單次出現(xiàn)的。A.當(dāng)受電弓與接觸線分離，空氣間隙的端電壓在接觸網(wǎng)工頻電壓作用

44、下，到達(dá)擊穿電壓時(shí)，發(fā)生火花放電；繼而形成電弧構(gòu)成低阻電流通路。B.當(dāng)該工頻電壓減小至零點(diǎn)附近時(shí)，電弧熄滅，受電弓與接觸線之間恢復(fù)高阻狀態(tài)；然后空氣間隙的端電壓上升，再次達(dá)到擊穿電壓，重復(fù)上面所描述的現(xiàn)象。C.直到受電弓與接觸線恢復(fù)良好電接觸為止。弓網(wǎng)離線脈沖放電的特點(diǎn)：發(fā)生概率高：由其物理性質(zhì)和形狀決定；持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)：干擾是由一系列連續(xù)的放電脈沖組成，其持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)；幅值高：能量主要集中在600MHz以內(nèi)，但600MHz-1GHz內(nèi)電壓幅值也可達(dá)到500mV及以上。車載設(shè)備的EMC設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下三方面：對(duì)于騷擾源，要考慮到機(jī)車整車的電磁兼容性（以及牽引供電系統(tǒng)）；對(duì)于耦合途徑，要考慮電纜的合理

45、布線和接地。對(duì)于敏感設(shè)備，要考慮信號(hào)設(shè)備的電磁兼容性設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是抗干擾。線纜屏蔽：將A類電纜屏蔽，以減少輻射，將C類電纜進(jìn)行屏蔽，以提高抗擾度。在預(yù)期存在高等級(jí)電磁騷擾的情況下，所有類別的電纜都應(yīng)該進(jìn)行屏蔽。當(dāng)屏蔽層接地的時(shí)候，應(yīng)盡可能大面積接地（即低阻抗連接）。當(dāng)有其它可行方案的時(shí)候，不應(yīng)該將屏蔽層連到單線并通過(guò)插針接到接地點(diǎn)上。通常情況下，電纜屏蔽層應(yīng)該盡可能接地。應(yīng)制定接地策略（接地方案），防止地環(huán)路干擾，確保屏蔽層上不會(huì)流過(guò)由于接地點(diǎn)間電壓差產(chǎn)生的補(bǔ)償電流或回路電流。第七章 信號(hào)設(shè)備雷電防護(hù)和綜合接地技術(shù)雷電直接擊中線路設(shè)備或終端設(shè)備并經(jīng)設(shè)備入地的雷擊稱為直擊雷。特點(diǎn)：放電電壓高；放電

46、電流大；閃電電流波形波頭陡度大；放電過(guò)程時(shí)間短；溫度可達(dá)2萬(wàn)度。雷電感應(yīng)：定義：雷電放電的強(qiáng)大電磁場(chǎng)作用在鄰近的導(dǎo)線或電子、電氣設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的靜電感應(yīng)過(guò)電壓和過(guò)電流以及電磁感應(yīng)過(guò)電壓和過(guò)電流。特點(diǎn)：雷電感應(yīng)電壓幅值與雷云對(duì)地放電時(shí)的電流有關(guān)；與雷擊點(diǎn)與線路間相對(duì)位置有關(guān)；與雷擊點(diǎn)周圍環(huán)境如土壤電阻率有關(guān)；與線路長(zhǎng)度，線路高度，設(shè)備接地裝置電阻等諸多因素有關(guān)。U峰值I峰值波頭時(shí)間T1半值時(shí)間T2直擊雷500kV200kA10s350s感應(yīng)雷50kV40kA8s20s感應(yīng)雷波形分析：雷電波形是脈沖信號(hào)，具有很寬的頻帶；能量主要集中在低頻部分，由脈沖強(qiáng)度決定；帶寬可以用1/tr（上升時(shí)間）來(lái)估算，

47、脈沖的前沿越陡峭，則脈沖包含的高頻能量越大;從電磁兼容角度，考慮的最高頻率約在300kHz10MHz。雷電脈沖侵入計(jì)算機(jī)設(shè)備的途徑：直接感應(yīng)：雷電電磁脈沖直接感應(yīng)進(jìn)入計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)設(shè)備的電路板；間接感應(yīng)：雷電電磁脈沖通過(guò)電源線、通信線和數(shù)據(jù)線以及電臺(tái)的天線進(jìn)入計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)設(shè)備的電路板；地電位反擊：雷擊時(shí)強(qiáng)大的雷電流經(jīng)引下線和接地裝置泄入大地，這時(shí)接地裝置周圍土壤形成喇叭形電位分布。當(dāng)計(jì)算機(jī)設(shè)備的其它接地裝置和避雷針接地裝置靠近時(shí)，大地的高地電位便可通過(guò)相關(guān)聯(lián)的地線和計(jì)算機(jī)其它進(jìn)路的線條間形成電位差，形成地電位反擊，造成設(shè)備雷害。抑制雷電干擾的原則：雷電具有很大的能量，首先應(yīng)考慮避免雷擊，或者使雷電的能量能以適當(dāng)?shù)姆绞桨踩狗?，以保障人身安全和設(shè)備不被燒毀；由于雷電脈沖包含高頻成份，能量已被抑制在安全線以下的雷電波進(jìn)入設(shè)備后，仍有可能對(duì)電路產(chǎn)生干擾，因此應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行良好的電磁兼容設(shè)計(jì)；針對(duì)雷電的侵入途徑，高鐵信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)利用屏蔽、濾波和接地的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。地環(huán)路干擾的抑制：采用平衡電路、隔離變壓器、共模扼流圈、光電耦合器、光纖傳輸.常用的浪涌抑制器件：氣體放電管：響應(yīng)時(shí)間約為100ns，有殘留尖峰。優(yōu)點(diǎn)是能承受很高的沖擊電流