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摘 要:分析铁路电力远动系统设备的干扰原因,讨论了各种干扰的特点,并进入设备的方式,讨论了铁路远程控制系统设备的抗干扰措施。
关键词:电力远程系统 抗干扰能力 浪涌保护器 避雷针
中图分类号:U44 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0071-01
铁路电力远动系统被广泛用于中国的铁路,远程和可靠的电力供应,电力系统稳定运行,与铁路安全生产调度密切相关。抗干扰能力作为一个系统设备的设计内容的重要组成部分,在铁路电力系统的设计过程中必须考虑。远程控制系统设备是一个高度集成的电子设备,绝缘水平低,是极为敏感的针对外界的干扰,雷电电磁脉冲和过电压的耐受性是非常低的。遥控设备的工作环境是电场极强的电磁干扰。各种干扰会影响数据的收集,处理和传输系统,从而影响系统的稳定性和可靠性。所以,铁路电力远动系统要采取的抗干扰措施,加强和改进系统对雷电保护和干扰,减少外界的干扰,提高系统的抗干扰能力。
1 铁路电力远动系统介绍
通信信道站,远程终端和远程控制这三部分组成了铁路电力远动系统,近年来新的技术在全国铁路普遍推广。铁路电力远程系统一般都采用分层分布式系统结构,主要是通过通信通道,远程终端和远程控制主站这三部分组成,实时监测和控制的铁路配电,电源线和信号电源运作,消除了事故隐患,并加快了故障处理速度。为了确保供应铁路交通方面的作用。它的主要功能包括“四遥”(遥信、遥测、遥调、遥控),以及线路故障检测。
2 远动系统设备干扰的主要来源
2．1 自然界的干扰
所谓的自然界来源的干扰。指的是各种各样的电磁噪声引起的自然现象,包括雷电,大气噪声,宇宙电磁辐射的异常等等。而大气层中最为常见、最为严重的电磁干扰源就是雷电。造成雷击点的成因主要是雷电引起了一个强大的电磁干扰,且通过瞬间场和其影响波及到周围造成干扰。雷电直接击中系统是不太可能的,因为多数设备都采取一定的防雷措施,不过,雷击电磁脉冲干扰不仅可能通过接地装置和电源线输入、输出线来渗透系统,强脉冲电磁场会产生强烈感应过电压,严重干扰甚至损坏系统设备。
2．2 放电过程中出现的干扰
放电现象包括弧光放电、电晕放电(辉光放电)、摩擦分离引起的静电放电这几种。而通过一个短暂的放电过程的是静电放电,且持续放电的是电晕放电和电弧放电。铁路电力系统中比较常见的是电弧放电,也是造成的电磁干扰强度最大。电网内的输电线的事故发生和事故的排除等都是运行状态的突然变化,同时在高压开关柜设备接触发生的“开—关”的时刻,会发生电弧放电。
2．3 电网干扰
配电线路阻抗的和其连接负载的变化。例如,高功率器件和高功率马达启动。大型变压器励磁浪涌电流。这些现象会导致电源电压的瞬间变化。在电源电压的瞬间变化会产生高频振荡和电流冲击,掉电电压。通过电源线或接地网络入侵防御系统,混乱系统设备的逻辑电路,这些干扰破坏RAM中的数据与程序。影响正常的CPU工作,导致系统崩溃。上述各种干扰,通过系统的电源线,输入和输出线,通道线,接地网络和设备屏蔽外壳传播。
铁路电力远动系统设备自身不会干扰外部,所以要通过各种干扰抑制技术来实现抗干扰。抗干扰措施主要是接地,滤波,屏蔽以及瞬态噪声抑制技术。
3 铁路远动系统设备的抗干扰措施
3．1 自动化设备布局合理和布线恰当
RTU分站(或一体化微机保护装置等),在主控制室集中组屏,这样不仅可以减少各种干扰的来源(包括温度),提高设备的运行环境,也有利于维护和检测人员对设备年检预审工作。应考虑二次回路接线时隔离,以减少互感耦合。避免互感耦合的干扰入侵。控制电缆尽可能离开高压母线。并尽量减少平行布局的长度。避雷器和避雷针接地点,电容式电压互感器的高频瞬态电流的位置,控制电缆应该远离他们,以减少电感耦合。
3．2 使用电磁密封衬垫减少缝隙阻抗
电磁密封垫是一种具有弹性的导电材料,其作用是填补非接触点的间隙,消除间隙。如果在间隙中安装电磁密封垫,电磁波就不会发生泄漏。这是一种广泛使用的方法。
在同等条件下,锡接触面接触电阻低和稳定,可以考虑金属部件表面镀锡。
3．3 使用限流避雷针和电解电极
雷电直击将导致对抗和强烈的感应现象,要避免损坏设备,就必须严格安装避雷器并对等电位施工。事实上,这个要求是很达到。当直击雷发生,减少入地的电流被视为一个最好的选择。采用避雷针以及电解地极可以有效降低入地电流。
3．4 开关电源滤波电路
铁路电力远动系统设备的工作电源由自闭线(或贯通线)的变压器引入,电网波形失真,电网电压波动范围广,很容易干扰远程系统设备的开关电源电路,导致开关电源不能正常工作。电源滤波器可以有效地提高开关电源抗共模干扰和差模干扰的能力。
4 结语
远动技术发展越来越快,设备变得更加复杂。混合模拟电路和数字电路,导致电路的工作频率越来越高,在电路之间的干扰更严重。为了消除电磁干扰的问题,最好的办法是在设备的设计和开发阶段,采取接地,屏蔽,抑制瞬态噪声和滤波等抗干扰措施。
总体而言,铁路电力远动系统的抗干扰并不是使用简单的抗干扰设备。这是一个困难的系统工程,涉及多项因素。因此,在铁路电力远动系统抗干扰实施过程中,要从真实现场出发,据铁路电力远程系统的功能运行特征,针对设备安装地点,不同的目的,选择合理的抗干扰措施。在符合经济,实用,高标准,严要求,高起点,高可靠性的原则,严格按照国家和行业标准,以实现更良好的保护作用。
参考文献
[1] 王小虎.电力系统自动化设备的电磁兼容技术[J].广西水利水电,2006(3).
[2] 王化深,刘栋.电子设备的电磁兼容设计[J].仪器仪表用户,2004(1).
[3] 张光升,王家伍.敏感设备抗干扰接地技术[J].低压电器,2005(11).
[4] 钱清泉.电气化铁道远动监控技术[J]. 2000.
[5] 郑军奇.EMC(电磁兼容)设计与测试案例分析[J].2006.
关键词:电力远程系统 抗干扰能力 浪涌保护器 避雷针
中图分类号:U44 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0071-01
铁路电力远动系统被广泛用于中国的铁路,远程和可靠的电力供应,电力系统稳定运行,与铁路安全生产调度密切相关。抗干扰能力作为一个系统设备的设计内容的重要组成部分,在铁路电力系统的设计过程中必须考虑。远程控制系统设备是一个高度集成的电子设备,绝缘水平低,是极为敏感的针对外界的干扰,雷电电磁脉冲和过电压的耐受性是非常低的。遥控设备的工作环境是电场极强的电磁干扰。各种干扰会影响数据的收集,处理和传输系统,从而影响系统的稳定性和可靠性。所以,铁路电力远动系统要采取的抗干扰措施,加强和改进系统对雷电保护和干扰,减少外界的干扰,提高系统的抗干扰能力。
1 铁路电力远动系统介绍
通信信道站,远程终端和远程控制这三部分组成了铁路电力远动系统,近年来新的技术在全国铁路普遍推广。铁路电力远程系统一般都采用分层分布式系统结构,主要是通过通信通道,远程终端和远程控制主站这三部分组成,实时监测和控制的铁路配电,电源线和信号电源运作,消除了事故隐患,并加快了故障处理速度。为了确保供应铁路交通方面的作用。它的主要功能包括“四遥”(遥信、遥测、遥调、遥控),以及线路故障检测。
2 远动系统设备干扰的主要来源
2．1 自然界的干扰
所谓的自然界来源的干扰。指的是各种各样的电磁噪声引起的自然现象,包括雷电,大气噪声,宇宙电磁辐射的异常等等。而大气层中最为常见、最为严重的电磁干扰源就是雷电。造成雷击点的成因主要是雷电引起了一个强大的电磁干扰,且通过瞬间场和其影响波及到周围造成干扰。雷电直接击中系统是不太可能的,因为多数设备都采取一定的防雷措施,不过,雷击电磁脉冲干扰不仅可能通过接地装置和电源线输入、输出线来渗透系统,强脉冲电磁场会产生强烈感应过电压,严重干扰甚至损坏系统设备。
2．2 放电过程中出现的干扰
放电现象包括弧光放电、电晕放电(辉光放电)、摩擦分离引起的静电放电这几种。而通过一个短暂的放电过程的是静电放电,且持续放电的是电晕放电和电弧放电。铁路电力系统中比较常见的是电弧放电,也是造成的电磁干扰强度最大。电网内的输电线的事故发生和事故的排除等都是运行状态的突然变化,同时在高压开关柜设备接触发生的“开—关”的时刻,会发生电弧放电。
2．3 电网干扰
配电线路阻抗的和其连接负载的变化。例如,高功率器件和高功率马达启动。大型变压器励磁浪涌电流。这些现象会导致电源电压的瞬间变化。在电源电压的瞬间变化会产生高频振荡和电流冲击,掉电电压。通过电源线或接地网络入侵防御系统,混乱系统设备的逻辑电路,这些干扰破坏RAM中的数据与程序。影响正常的CPU工作,导致系统崩溃。上述各种干扰,通过系统的电源线,输入和输出线,通道线,接地网络和设备屏蔽外壳传播。
铁路电力远动系统设备自身不会干扰外部,所以要通过各种干扰抑制技术来实现抗干扰。抗干扰措施主要是接地,滤波,屏蔽以及瞬态噪声抑制技术。
3 铁路远动系统设备的抗干扰措施
3．1 自动化设备布局合理和布线恰当
RTU分站(或一体化微机保护装置等),在主控制室集中组屏,这样不仅可以减少各种干扰的来源(包括温度),提高设备的运行环境,也有利于维护和检测人员对设备年检预审工作。应考虑二次回路接线时隔离,以减少互感耦合。避免互感耦合的干扰入侵。控制电缆尽可能离开高压母线。并尽量减少平行布局的长度。避雷器和避雷针接地点,电容式电压互感器的高频瞬态电流的位置,控制电缆应该远离他们,以减少电感耦合。
3．2 使用电磁密封衬垫减少缝隙阻抗
电磁密封垫是一种具有弹性的导电材料,其作用是填补非接触点的间隙,消除间隙。如果在间隙中安装电磁密封垫,电磁波就不会发生泄漏。这是一种广泛使用的方法。
在同等条件下,锡接触面接触电阻低和稳定,可以考虑金属部件表面镀锡。
3．3 使用限流避雷针和电解电极
雷电直击将导致对抗和强烈的感应现象,要避免损坏设备,就必须严格安装避雷器并对等电位施工。事实上,这个要求是很达到。当直击雷发生,减少入地的电流被视为一个最好的选择。采用避雷针以及电解地极可以有效降低入地电流。
3．4 开关电源滤波电路
铁路电力远动系统设备的工作电源由自闭线(或贯通线)的变压器引入,电网波形失真,电网电压波动范围广,很容易干扰远程系统设备的开关电源电路,导致开关电源不能正常工作。电源滤波器可以有效地提高开关电源抗共模干扰和差模干扰的能力。
4 结语
远动技术发展越来越快,设备变得更加复杂。混合模拟电路和数字电路,导致电路的工作频率越来越高,在电路之间的干扰更严重。为了消除电磁干扰的问题,最好的办法是在设备的设计和开发阶段,采取接地,屏蔽,抑制瞬态噪声和滤波等抗干扰措施。
总体而言,铁路电力远动系统的抗干扰并不是使用简单的抗干扰设备。这是一个困难的系统工程,涉及多项因素。因此,在铁路电力远动系统抗干扰实施过程中,要从真实现场出发,据铁路电力远程系统的功能运行特征,针对设备安装地点,不同的目的,选择合理的抗干扰措施。在符合经济,实用,高标准,严要求,高起点,高可靠性的原则,严格按照国家和行业标准,以实现更良好的保护作用。
参考文献
[1] 王小虎.电力系统自动化设备的电磁兼容技术[J].广西水利水电,2006(3).
[2] 王化深,刘栋.电子设备的电磁兼容设计[J].仪器仪表用户,2004(1).
[3] 张光升,王家伍.敏感设备抗干扰接地技术[J].低压电器,2005(11).
[4] 钱清泉.电气化铁道远动监控技术[J]. 2000.
[5] 郑军奇.EMC(电磁兼容)设计与测试案例分析[J].2006.