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【摘 要】在现代的信息化社会中，电子技术、计算机技术都有了极大的发展，一个系统中采用的电气、电子设备的数量越来越多，密度也越来越大，而且工作频带也越来越宽，功率越来越增大，信息传输速率、灵敏度也不断提高，综合以上种种原因，必然导致电磁兼容问题日渐严重。基于此，本文对高铁信号电磁兼容的问题进行了具体分析
【关键词】高铁；信号系统；电磁兼容
电磁兼容（EMC）是指设备所产生的电磁能量既不对其他设备产生干扰，也不受其他设备的电磁能量干扰的能力。信号系统设备应具备屏蔽、滤波的能力，以抑制自我产生的电磁干扰；电磁辐射应不超过可以接受的向外辐射电平。任何子系统的运行都不应受其他子系统所产生电磁辐射等，如根据经验所知的城市电磁环境、轨道交通环境等。信号系统设备应能在城市轨道交通系统的电磁环境中安全、稳定、可靠地工作。
一、我国铁路信号系统的发展及现状
铁路信号是铁路“信号、联锁、闭塞”的总称，是由各类信号显示、轨道电路、道岔转辙装置等主体设备及其他有关附属设施构成的一个完整的体系。
铁路信号系统是铁路车站联锁系统、区间闭塞系统、驼峰信号系统、列车运行控制系统（CTCS）、行车调度控制系统（CTC）、信号监测系统等系统的总称，是铁路运输指挥、保证行车安全、提高运输能力的重要技术装备，担负着路网上行车设备的运用状况、列车运行的实时状态、运输调度的指令控制等信息的传递与监控任务。
铁路信号产品抗扰度试验的重要性等到信号产品在使用的过程中产生电磁兼容问题然后再去解决将会浪费大量的时间和经费，因此应该在信号设备开发的初期就进行电磁兼容的分析与预测，然后进行电磁兼容设计，但是电磁兼容性是很复杂的，可能会因为外部的一点小影响，对自身造成严重的干扰，所以设计、仿真是不够的，要将电磁兼容试验融入在设备开发的过程中。电磁兼容试验按其目的可以分为诊断试验和达标试验。诊断的目的是调查产生电磁兼容问题的原因，确定产生噪声和被干扰的具体部分，从而采取抑制措施；达标试验是根据有关电磁兼容标准规定的方法对设备进行试验，评定其是否达到标准提出的要求。产品在定型和进入市场之前，必须进行达标试验，所以达标试验是任何产品获得市场准入证的无法回避的重要一关。应该指出的是电磁兼容试验并不仅仅是根据标准的规定进行简单的重复操作，同样的测量仪器、场地和试验步骤，不同的操作人员得到的结果也会大相径庭。所以对于铁路信号设备的达标检验应该有专业的检验场地、测量仪器以及检验人员，没有达到标准规定要求的设备是不允许进入市场的。所以电磁兼容试验是铁路信号设备产生不可或缺的一部分。并且铁路信号设备在使用过程中会因为外部环境的影响以及自身使用的情况而降低抗电磁干扰的能力，这就需要对各种信号设备做定期的检验，对于不合格的设备要及时更换，以保证铁路运输的安全与效率。
二、铁路信号系统电磁环境
铁路信号系统包含的设备属于弱电系统。目前电气化铁道已经普及（电气化铁道属于强电系统），在电气化铁道区段，信号设备常常是受扰（敏感）设备，处于被动防护的地位。信号设备受到的外部电磁干扰主要来源于电气化铁道及雷电。电气化铁道主要包括牵引供电系统和电力机车。随着电气化铁道的发展，电力机车或电动车组目前已成为我国主要的运营车种，整流器作为电力机车电源侧变流器，是整个交流牵引传动系统的重要组成部分，采用二极管不控整流或晶闸管相控整流電路会造成严重的电网污染[25]，如使电网中的谐波含量增大、电压产生瞬时电压跌落、电压波动、高频噪声等。而且电力机车为非线性负载，在运行过程中会产生大量谐波成分和电磁辐射。？牵引动力类型和功率是提高列车质量的主要因素，目前使用的是电力牵引系统。牵引电流的环路很大，该环路为牵引变电所——接触网——受电弓——机车——钢轨和大地——牵引变电所。电气化铁道属于强电系统，牵引供电系统带来的电磁干扰是属于比较严重的工频干扰现象，它的来源主要为：接触网的额定电压为25kV；牵引电流可达数百甚至上千安培。？雷电是一种剧烈的大气静电放电现象，雷电现象会在电器电子设备的线路上产生过电压或过电流（浪涌现象），并且在在空间产生很强的瞬态电磁场，对设备产生冲击或干扰。？还有其他很多的电感负载在切断或接通时会产生瞬变噪声（冲击电流）。生活中人体与设备接触形成的静电放电会产生很强的尖峰脉冲电流。目前数字通信技术迅速发展，个人移动电话的使用人员可与设备的距离很近，这就在局部范围内对设备产生了射频电磁干扰。
三、电磁骚扰源
高速铁路采用的是交流25kV高压供电，这本身就可能因为供电质量的问题引起较强的电磁骚扰，同时列车与接触网的连接是通过受电弓滑动来连接的，这就可能会有离线、抖动等情况发生，这可能造成极强的电磁辐射，另外，列车上电力电子设备不断增多且分布得越来越密集，走线也变得更加复杂。高速铁路系统的列车本身是一个高速移动，结构复杂的电气系统，当其高速通过某一地区时，必将导致此处的电磁环境发生较大的改变，这可能影响到沿线的通信电缆、电气设备甚至是居民的正常生活。因此，深入研究电气化铁路的电磁骚扰源具有非常重要的实用价值和实践指导意义。高速铁路的电磁骚扰源包括既列车外部的，又包括列车内部的，有固定不动的，也有随列车运行而移动的。总体来说可以分为如下骚扰源（如图1所示）：
图1高速铁路电磁干扰源
四、避免电磁干扰的措施
对重要的数字控制设备（如数字控制继电器、传输设备、信号设备、计算机及交换机等），应采用电磁抗扰屏蔽柜，柜内安装的设备可免受外界的电磁波干扰。信号系统应采取措施防止连接电缆附近的干扰磁场和电场产生的有害影响，包括连接车载天线和测速电机的电缆，以及连接其他构成整个ATC系统辅助设备的电缆。所有强弱电缆/电线应分开布置。信号系统应考虑强电对弱电的电磁干扰，制定适当的分隔距离或电磁保护措施。接地系统应选择避免电线/电缆受到周围的电磁干扰而影响连接的设备。信号系统亦应同时考虑设备的安全及信号接地方法，以维护系统整体的安全和电磁兼容性。在计算机显示器的选择上，信号系统应考虑：①为了避免受附近电磁干扰而引起图像变色或变形，所有设在车站、车辆段、变电所及控制中心中央控制室的显示器应为液晶显示屏（LCD）；②其他地方的计算机显示器，应考虑其类型，或作出相关的电磁防护措施，不能因附近电磁干扰而引起画面变色或变形。
信号系统所有被确认需电磁测试的设备，均应由国家实验室认可委员会认可授权、或国际认可授权的标准测试机构执行认证，证明符合有关规范及技术要求，并应获得测试证书。
综上所述，电磁兼容的理论内容很广泛，从数学、电路基础、电磁场与电磁波到材料科学，而且一般导致电磁兼容故障的原因比较复杂、抽象，只有了解电磁兼容故障的基本原理、特征，才能对其进行分析。
参考文献：
[1]赵青鹤.高铁信号系统的系统级故障诊断方法研究[D].北京交通大学，2014.
[2]方俊.城市地铁电磁兼容研究[D].大连交通大学，2010.
[3]关金金.基于高铁LTE-R不同接入方式的电磁兼容性能研究[D].北京交通大学，2014.
[4]何惠森.基于AC-DC开关电源系统的电磁兼容设计及稳定性研究[D].西安电子科技大学，2012.
【关键词】高铁；信号系统；电磁兼容
电磁兼容（EMC）是指设备所产生的电磁能量既不对其他设备产生干扰，也不受其他设备的电磁能量干扰的能力。信号系统设备应具备屏蔽、滤波的能力，以抑制自我产生的电磁干扰；电磁辐射应不超过可以接受的向外辐射电平。任何子系统的运行都不应受其他子系统所产生电磁辐射等，如根据经验所知的城市电磁环境、轨道交通环境等。信号系统设备应能在城市轨道交通系统的电磁环境中安全、稳定、可靠地工作。
一、我国铁路信号系统的发展及现状
铁路信号是铁路“信号、联锁、闭塞”的总称，是由各类信号显示、轨道电路、道岔转辙装置等主体设备及其他有关附属设施构成的一个完整的体系。
铁路信号系统是铁路车站联锁系统、区间闭塞系统、驼峰信号系统、列车运行控制系统（CTCS）、行车调度控制系统（CTC）、信号监测系统等系统的总称，是铁路运输指挥、保证行车安全、提高运输能力的重要技术装备，担负着路网上行车设备的运用状况、列车运行的实时状态、运输调度的指令控制等信息的传递与监控任务。
铁路信号产品抗扰度试验的重要性等到信号产品在使用的过程中产生电磁兼容问题然后再去解决将会浪费大量的时间和经费，因此应该在信号设备开发的初期就进行电磁兼容的分析与预测，然后进行电磁兼容设计，但是电磁兼容性是很复杂的，可能会因为外部的一点小影响，对自身造成严重的干扰，所以设计、仿真是不够的，要将电磁兼容试验融入在设备开发的过程中。电磁兼容试验按其目的可以分为诊断试验和达标试验。诊断的目的是调查产生电磁兼容问题的原因，确定产生噪声和被干扰的具体部分，从而采取抑制措施；达标试验是根据有关电磁兼容标准规定的方法对设备进行试验，评定其是否达到标准提出的要求。产品在定型和进入市场之前，必须进行达标试验，所以达标试验是任何产品获得市场准入证的无法回避的重要一关。应该指出的是电磁兼容试验并不仅仅是根据标准的规定进行简单的重复操作，同样的测量仪器、场地和试验步骤，不同的操作人员得到的结果也会大相径庭。所以对于铁路信号设备的达标检验应该有专业的检验场地、测量仪器以及检验人员，没有达到标准规定要求的设备是不允许进入市场的。所以电磁兼容试验是铁路信号设备产生不可或缺的一部分。并且铁路信号设备在使用过程中会因为外部环境的影响以及自身使用的情况而降低抗电磁干扰的能力，这就需要对各种信号设备做定期的检验，对于不合格的设备要及时更换，以保证铁路运输的安全与效率。
二、铁路信号系统电磁环境
铁路信号系统包含的设备属于弱电系统。目前电气化铁道已经普及（电气化铁道属于强电系统），在电气化铁道区段，信号设备常常是受扰（敏感）设备，处于被动防护的地位。信号设备受到的外部电磁干扰主要来源于电气化铁道及雷电。电气化铁道主要包括牵引供电系统和电力机车。随着电气化铁道的发展，电力机车或电动车组目前已成为我国主要的运营车种，整流器作为电力机车电源侧变流器，是整个交流牵引传动系统的重要组成部分，采用二极管不控整流或晶闸管相控整流電路会造成严重的电网污染[25]，如使电网中的谐波含量增大、电压产生瞬时电压跌落、电压波动、高频噪声等。而且电力机车为非线性负载，在运行过程中会产生大量谐波成分和电磁辐射。？牵引动力类型和功率是提高列车质量的主要因素，目前使用的是电力牵引系统。牵引电流的环路很大，该环路为牵引变电所——接触网——受电弓——机车——钢轨和大地——牵引变电所。电气化铁道属于强电系统，牵引供电系统带来的电磁干扰是属于比较严重的工频干扰现象，它的来源主要为：接触网的额定电压为25kV；牵引电流可达数百甚至上千安培。？雷电是一种剧烈的大气静电放电现象，雷电现象会在电器电子设备的线路上产生过电压或过电流（浪涌现象），并且在在空间产生很强的瞬态电磁场，对设备产生冲击或干扰。？还有其他很多的电感负载在切断或接通时会产生瞬变噪声（冲击电流）。生活中人体与设备接触形成的静电放电会产生很强的尖峰脉冲电流。目前数字通信技术迅速发展，个人移动电话的使用人员可与设备的距离很近，这就在局部范围内对设备产生了射频电磁干扰。
三、电磁骚扰源
高速铁路采用的是交流25kV高压供电，这本身就可能因为供电质量的问题引起较强的电磁骚扰，同时列车与接触网的连接是通过受电弓滑动来连接的，这就可能会有离线、抖动等情况发生，这可能造成极强的电磁辐射，另外，列车上电力电子设备不断增多且分布得越来越密集，走线也变得更加复杂。高速铁路系统的列车本身是一个高速移动，结构复杂的电气系统，当其高速通过某一地区时，必将导致此处的电磁环境发生较大的改变，这可能影响到沿线的通信电缆、电气设备甚至是居民的正常生活。因此，深入研究电气化铁路的电磁骚扰源具有非常重要的实用价值和实践指导意义。高速铁路的电磁骚扰源包括既列车外部的，又包括列车内部的，有固定不动的，也有随列车运行而移动的。总体来说可以分为如下骚扰源（如图1所示）：
图1高速铁路电磁干扰源
四、避免电磁干扰的措施
对重要的数字控制设备（如数字控制继电器、传输设备、信号设备、计算机及交换机等），应采用电磁抗扰屏蔽柜，柜内安装的设备可免受外界的电磁波干扰。信号系统应采取措施防止连接电缆附近的干扰磁场和电场产生的有害影响，包括连接车载天线和测速电机的电缆，以及连接其他构成整个ATC系统辅助设备的电缆。所有强弱电缆/电线应分开布置。信号系统应考虑强电对弱电的电磁干扰，制定适当的分隔距离或电磁保护措施。接地系统应选择避免电线/电缆受到周围的电磁干扰而影响连接的设备。信号系统亦应同时考虑设备的安全及信号接地方法，以维护系统整体的安全和电磁兼容性。在计算机显示器的选择上，信号系统应考虑：①为了避免受附近电磁干扰而引起图像变色或变形，所有设在车站、车辆段、变电所及控制中心中央控制室的显示器应为液晶显示屏（LCD）；②其他地方的计算机显示器，应考虑其类型，或作出相关的电磁防护措施，不能因附近电磁干扰而引起画面变色或变形。
信号系统所有被确认需电磁测试的设备，均应由国家实验室认可委员会认可授权、或国际认可授权的标准测试机构执行认证，证明符合有关规范及技术要求，并应获得测试证书。
综上所述，电磁兼容的理论内容很广泛，从数学、电路基础、电磁场与电磁波到材料科学，而且一般导致电磁兼容故障的原因比较复杂、抽象，只有了解电磁兼容故障的基本原理、特征，才能对其进行分析。
参考文献：
[1]赵青鹤.高铁信号系统的系统级故障诊断方法研究[D].北京交通大学，2014.
[2]方俊.城市地铁电磁兼容研究[D].大连交通大学，2010.
[3]关金金.基于高铁LTE-R不同接入方式的电磁兼容性能研究[D].北京交通大学，2014.
[4]何惠森.基于AC-DC开关电源系统的电磁兼容设计及稳定性研究[D].西安电子科技大学，2012.