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【摘要】通信系统是城市轨道交通正常运营的重要组成，通过通信系统能够对城轨的实际运行状态及位置有准确了解。但是，通信系统往往会由于电源电磁的干扰而出现通信故障，影响城轨交通的正常运营。因此，必须明确电源电磁干扰的形成原因，从而有效抑制因电源电磁干扰而产生的影响。对此，本文首先阐述了城市轨道交通通信系统中电源电磁干扰的成因，然后细致探讨了抑制电源电磁干扰的有效措施，以供参考借鉴。
【关键词】城市轨道交通;通信系统;电源电磁干扰
1、城轨通信系统电源电磁干扰的成因
通常，在接通电源瞬间，经电源线传输会形成电快速瞬变脉冲群及浪涌电压而对电子设备产生干扰，主要分为以下几种情况：第一，功率因数补偿电容切换、感性负载或容性负载开关、电动机空载状态突然断开等都会引发瞬变电压与瞬变电流。第二，在调制无隔离变压器的UPS、逆变电源或变频器时形成的电磁干扰。第三，架空线路或UPS外接电源的空间电缆感应致使形成电磁干扰。第四，电源零线与地线之间出现较高的电位差，零线对地线电位过高而形成电磁干扰。第五，高频电源开关电流转换时的谐波干扰，开关器件的高频开关动作致使过高的电流变化率、电压变化率形成严重的电磁干扰。第六，因雷击造成电源电压瞬间跌落或高能雷击浪涌，经数据线以阻性耦合方式对通信设备造成破坏。
2、城轨通信系统电源电磁干扰的抑制措施
2.1抑制零线电磁干扰
由于零线电位会在一定程度上影响通信系统，而地线通过回路使零线电位持平，而城轨通信系统又不存在理想状态的地线，一旦有电流通过地线由于电阻存在必定会出现电压降。因此，根据地线形成干扰的机理可采取如下措施：首先，最大程度降低系统接地阻抗及电源系统主馈电阻抗;其次，阻隔地环路，避免交变磁场与地环路交连形成感应电势而造成电磁干扰;另外，选择正确合理的多点接地，对于高频电子设备常通过多点接地即就近接地。
2.2抑制开关电源干扰
造成电磁干扰的三要素为干扰源、传播途径及受扰设备，因此，抑制开关电源干扰最有效的方式也要基于这三方面内容。一是，抑制电磁干扰源，根据噪声干扰源种类削弱抑制噪声干扰源;二是，切断干扰源与受干扰设备间的耦合通道;三是，有效提高设备的抗干扰能力，降低设备对噪声的敏感度。当前，抑制干扰的措施基本都是通过屏蔽、接地及滤波，从而切断耦合途径以有效抑制开关电源干扰。
第一，通过屏蔽抑制辐射噪声干扰源。屏蔽能够限制变压器内部辐射的磁场泄漏，并能避免外部辐射对内部造成干扰。通常，可利用闭合磁环依照屏蔽磁场的方式形成磁屏蔽，使用有屏蔽层的导线作为开关电源的电源线及连接线，防止外部干扰耦合影響内部电路。同时，对于整个开关电源外壳以及接缝位置也应注意做好屏蔽。第二，通过接地建立传导通路，使电源其中有些部分通过连接大地防止电源干扰的影响。另外，为降低接地阻抗，合理选择多点接地或平面接地，对于接地部分选择就近接地。此外，为最大限度降低接地回路压降，可利用旁路电容降低返回电流的幅值。第三，通过电源线滤波器滤除干扰。通过使用EMI滤波器滤除电源线传导干扰，防止电网干扰对通信电源的干扰，并能有效抑制电源干扰信号反串电网。选择适宜专用的滤波器能够有效抑制开关电源线的差模干扰与共模干扰，同时在滤波电路中通常还采用穿心电容器、三端电容器等专用滤波元件以有效改善电路的滤波特性。此外，还可通过软开关技术有效降低开关损耗及开关噪声，使开关开通及关断时不会产生损耗及噪声。
2.3合理选配UPS供电系统
城轨通信系统中，根据UPS类型的不同能够实现不同级别的抗干扰保护，较为常见的抑制电源电磁的UPS供电系统主要分为以下在线式UPS、后备式UPS、在线互动式UPS以及Delta变换式UPS。其中，在线式UPS将输入的交流市电通过整流器变为稳压的直流电源，然后再将直流电通过逆变器逆变为交流电，并输出稳定、纯净、标准的正弦波电源，避免尖峰、浪涌等所有电源问题。另外，后备式UPS与在线互动式UPS类似，在输入电源正常时，通过UPS进行处理后向负载输出稳压精度为10%～15%的电源，而Delta变换式UPS是利用Delta变换器通过主供电通道的补偿变压器将不稳定的输入电源按照0.15%标称输出电压进行电压调控，并输出高达1%精度的稳压电源。后面三种UPS只有当输入电源非正常工作时，才启动逆变器电源，逆变输出稳定的电源电压。显而易见，后三种UPS主要解决输入电源的波动问题，对于因频率、谐波而引发的干扰则无法作用。因此，工作人员必须合理选配UPS供电系统，才能有效抑制电源电磁干扰对城轨通信系统造成的伤害。
2.4合理选择全线路接地方式
为避免工频电流以及线路上散杂电流的电位差干扰通信系统，通常需要将信号地线与安全地线以及电源进行隔离，于电源线接地位置采取单点连接。城轨沿线主变压器进行单点接地，从而确保接地阻抗满足相关标准要求。同时，在单点接地时，可将接地点引出至屏蔽笼外，提高单点接地的效率，避免由于电荷泄露而造成的电磁干扰。
2.5抑制电源雷击干扰
首先，等电位连接。为减小防雷空间内各金属部件及各系统间的电位差，应将通信电源机房内的金属设备外壳及线路等进行等电位连接，并以最短线路与最近等电位连接带进行连接，或连接到最近已经做好等电位连接的金属物，并且应尽量将各导电物体间多次连接。其次，室外电源线应做好金属屏蔽及重复接地。为避免室外架空电源线因雷击而直接进入机房损坏通信设备，应尽量将电缆以埋地方式接入，并用金属导管做好电缆的屏蔽工作，对于屏蔽金属管应先做好重复接地后再进入室内，从而有效减少或避免因导线引入而造成的雷电高压破坏。此外，城轨通信系统可通过加设防雷装置，以有效抑制因线路瞬态过电流及过电压而造成的干扰。
结语：
城市轨道全线通信设备都需要来自通信电源系统的供电，因电源系统而造成的电磁干扰会导致通信设备数据丢失、加大传输误码率，严重时可能会导致通信系统中断。因此，必须采取行之有效的抗干扰措施，最大程度的降低电源电磁干扰对通信系统造成的影响。
参考文献：
[1]肖利君.城轨通信系统中抑制电源电磁干扰的措施[J].科技创新与应用，2014，（20）：56-56.
[2]李顺成.地铁通信电源系统的安全控制[J].通信电源技术，2014，31（4）：165-167.
【关键词】城市轨道交通;通信系统;电源电磁干扰
1、城轨通信系统电源电磁干扰的成因
通常，在接通电源瞬间，经电源线传输会形成电快速瞬变脉冲群及浪涌电压而对电子设备产生干扰，主要分为以下几种情况：第一，功率因数补偿电容切换、感性负载或容性负载开关、电动机空载状态突然断开等都会引发瞬变电压与瞬变电流。第二，在调制无隔离变压器的UPS、逆变电源或变频器时形成的电磁干扰。第三，架空线路或UPS外接电源的空间电缆感应致使形成电磁干扰。第四，电源零线与地线之间出现较高的电位差，零线对地线电位过高而形成电磁干扰。第五，高频电源开关电流转换时的谐波干扰，开关器件的高频开关动作致使过高的电流变化率、电压变化率形成严重的电磁干扰。第六，因雷击造成电源电压瞬间跌落或高能雷击浪涌，经数据线以阻性耦合方式对通信设备造成破坏。
2、城轨通信系统电源电磁干扰的抑制措施
2.1抑制零线电磁干扰
由于零线电位会在一定程度上影响通信系统，而地线通过回路使零线电位持平，而城轨通信系统又不存在理想状态的地线，一旦有电流通过地线由于电阻存在必定会出现电压降。因此，根据地线形成干扰的机理可采取如下措施：首先，最大程度降低系统接地阻抗及电源系统主馈电阻抗;其次，阻隔地环路，避免交变磁场与地环路交连形成感应电势而造成电磁干扰;另外，选择正确合理的多点接地，对于高频电子设备常通过多点接地即就近接地。
2.2抑制开关电源干扰
造成电磁干扰的三要素为干扰源、传播途径及受扰设备，因此，抑制开关电源干扰最有效的方式也要基于这三方面内容。一是，抑制电磁干扰源，根据噪声干扰源种类削弱抑制噪声干扰源;二是，切断干扰源与受干扰设备间的耦合通道;三是，有效提高设备的抗干扰能力，降低设备对噪声的敏感度。当前，抑制干扰的措施基本都是通过屏蔽、接地及滤波，从而切断耦合途径以有效抑制开关电源干扰。
第一，通过屏蔽抑制辐射噪声干扰源。屏蔽能够限制变压器内部辐射的磁场泄漏，并能避免外部辐射对内部造成干扰。通常，可利用闭合磁环依照屏蔽磁场的方式形成磁屏蔽，使用有屏蔽层的导线作为开关电源的电源线及连接线，防止外部干扰耦合影響内部电路。同时，对于整个开关电源外壳以及接缝位置也应注意做好屏蔽。第二，通过接地建立传导通路，使电源其中有些部分通过连接大地防止电源干扰的影响。另外，为降低接地阻抗，合理选择多点接地或平面接地，对于接地部分选择就近接地。此外，为最大限度降低接地回路压降，可利用旁路电容降低返回电流的幅值。第三，通过电源线滤波器滤除干扰。通过使用EMI滤波器滤除电源线传导干扰，防止电网干扰对通信电源的干扰，并能有效抑制电源干扰信号反串电网。选择适宜专用的滤波器能够有效抑制开关电源线的差模干扰与共模干扰，同时在滤波电路中通常还采用穿心电容器、三端电容器等专用滤波元件以有效改善电路的滤波特性。此外，还可通过软开关技术有效降低开关损耗及开关噪声，使开关开通及关断时不会产生损耗及噪声。
2.3合理选配UPS供电系统
城轨通信系统中，根据UPS类型的不同能够实现不同级别的抗干扰保护，较为常见的抑制电源电磁的UPS供电系统主要分为以下在线式UPS、后备式UPS、在线互动式UPS以及Delta变换式UPS。其中，在线式UPS将输入的交流市电通过整流器变为稳压的直流电源，然后再将直流电通过逆变器逆变为交流电，并输出稳定、纯净、标准的正弦波电源，避免尖峰、浪涌等所有电源问题。另外，后备式UPS与在线互动式UPS类似，在输入电源正常时，通过UPS进行处理后向负载输出稳压精度为10%～15%的电源，而Delta变换式UPS是利用Delta变换器通过主供电通道的补偿变压器将不稳定的输入电源按照0.15%标称输出电压进行电压调控，并输出高达1%精度的稳压电源。后面三种UPS只有当输入电源非正常工作时，才启动逆变器电源，逆变输出稳定的电源电压。显而易见，后三种UPS主要解决输入电源的波动问题，对于因频率、谐波而引发的干扰则无法作用。因此，工作人员必须合理选配UPS供电系统，才能有效抑制电源电磁干扰对城轨通信系统造成的伤害。
2.4合理选择全线路接地方式
为避免工频电流以及线路上散杂电流的电位差干扰通信系统，通常需要将信号地线与安全地线以及电源进行隔离，于电源线接地位置采取单点连接。城轨沿线主变压器进行单点接地，从而确保接地阻抗满足相关标准要求。同时，在单点接地时，可将接地点引出至屏蔽笼外，提高单点接地的效率，避免由于电荷泄露而造成的电磁干扰。
2.5抑制电源雷击干扰
首先，等电位连接。为减小防雷空间内各金属部件及各系统间的电位差，应将通信电源机房内的金属设备外壳及线路等进行等电位连接，并以最短线路与最近等电位连接带进行连接，或连接到最近已经做好等电位连接的金属物，并且应尽量将各导电物体间多次连接。其次，室外电源线应做好金属屏蔽及重复接地。为避免室外架空电源线因雷击而直接进入机房损坏通信设备，应尽量将电缆以埋地方式接入，并用金属导管做好电缆的屏蔽工作，对于屏蔽金属管应先做好重复接地后再进入室内，从而有效减少或避免因导线引入而造成的雷电高压破坏。此外，城轨通信系统可通过加设防雷装置，以有效抑制因线路瞬态过电流及过电压而造成的干扰。
结语：
城市轨道全线通信设备都需要来自通信电源系统的供电，因电源系统而造成的电磁干扰会导致通信设备数据丢失、加大传输误码率，严重时可能会导致通信系统中断。因此，必须采取行之有效的抗干扰措施，最大程度的降低电源电磁干扰对通信系统造成的影响。
参考文献：
[1]肖利君.城轨通信系统中抑制电源电磁干扰的措施[J].科技创新与应用，2014，（20）：56-56.
[2]李顺成.地铁通信电源系统的安全控制[J].通信电源技术，2014，31（4）：165-167.