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摘要：在城市轨道交通供电和接触网系统中，电气和电子设备集中，电磁环境复杂，在正常和异常运行状态下都会产生或出现各种电磁干扰。本文结合西安地铁二号线供电、接触网系统电磁兼容问题分析了与各子系统及设备相关的电磁干扰源和干扰途径，提出了相关的防护措施。
关键词：城市轨道交通；电磁兼容；分析；处理
1.概述
城市轨道交通工程，小至一个部件，大到一个复杂的子系统（如供电、车辆、通信、信号等），乃至整个城市轨道交通系统工程，对内对外都存在着电磁兼容问题，尤其在城市轨道交通供电和接触网系统中，电气和电子设备集中，电磁环境复杂，在正常和异常运行状态下都易产生或出现各种电磁干扰。
自动化设备是电磁干扰的敏感者。以微电子技术和计算机技术为基础的二次弱电设备，如继电保护、自动控制、远动和通信装置等在供电和接触网系统中广泛使用，它们的灵敏度高，且与强电设备靠近，所以很容易受到电磁干扰。本文结合西安地铁二号线供电、接触网系统电磁兼容问题分析了与各子系统及设备相关的电磁干扰源和干扰途径，提出了相关的防护措施。
1) 35KV气体绝缘金属封闭开关柜及保护装置
2) 整流变压器
3) 整流器
4) 配电变压器
5) 1500V直流金属封闭开关柜
6) 直流电源屏
7) 交流电源屏
8) 杂散电流监测系统
9) 电力监控系统
10) 接触网
11) 钢轨电位限制装置
12) 环网电缆等
1)高压回路中操作断路器、隔离开关引起的电磁暂态干扰；
2)高压装置产生的工频电场和磁场；
3)接地系统中的短路电流引起的电位升；
4)雷电引起的暂态干扰；
5)低压设备开合操作引起的电快速瞬变；
6)静电放电；
7)由于设备内部或者外部的无线电发射装置产生的高频场；
8)由于设备内部其他电气或电子设备产生的高频传导和辐射干扰；
9)由供电线路传来的低频传导骚扰；
10)其它干扰源。
1)阻尼振荡波
主要是由高压隔离开关和断路器操作产生的暂态过程，操作时由于触头间电弧的熄灭和复燃，在被断开或充电的电路上，因电压突变而引起的暂态波,在传播过程中，会因电路特性阻抗不匹配而引起反射，形成高频阻尼振荡波。在如此高的频率下，暂态波会以暂态电磁场的形式向外辐射，耦合到二次和低压线路上去，还会通过一些耦合设备（如PT、CT、载波等）直接耦合到二次设备上。在常规的高压变电站内测试到隔离开关操作时，在二次回路中最高干扰电压达到5kV，频率从几十kHz到几MHz，对GIS可达几十MHz。
2) 电快速瞬变脉冲群
快速瞬变电压是断开低压直流电路中的小电感负载时（如机电式继电器、接触器等），引起的暂态电压。当断开触点时，电感负载中的电流企图继续流通，在电感负载两端产生高电压，在断点间引起电弧，随着触点的运动，电弧不断熄灭和复燃，一连串的电压脉冲叠加到与电感负载相连的电源上，并耦合到其他回路上。这种干扰的特点是上升时间快、幅值高、频率高。实测表明，电压可达数千伏，重复率为数十到数百kHz。
3) 辐射电磁场
辐射干扰来源于一些有用或无用的电磁发射，如无线电广播、大功率无线发射台、移动式收发信机等。在电力系统中，对设备影响最大的是对讲机等移动通讯设备。对讲机一般功率为3～5W。如按使用距离为0.5米，功率按3W计
4）静电放电
带静电的人体接触到设备时，就会对设备放电，放电时的能量通过各种途径耦合到设备内部的电路，可能使设备工作失灵、出错甚至损坏。
5）浪涌
变电站可能直接遭受到雷击，但更多的情况是线路遭受到雷击，雷电波沿线路侵入到变电站，并通过
工频磁场干扰来源于载流导体和运行中的电力设备。工频磁场干扰分为正常远行情况下的干扰和短时故障时的瞬间干扰，前者强度较弱，但一直存在。后者较强，但持续时间较短，一般只有几秒钟。工频磁场对一些磁敏感设备影响很大，尤其是对计算机显示器。造成显示画面扭曲、抖动、变色等。
7) 在轨道交通中除了上述一些主要的干扰源外，还有其他的干扰会影响二次设备的正常工作。如线路故障时或开关操作时瞬间的暂态脉冲磁场、电力系统供电质量（包括电压波动、电压突降和短时中断、谐波、频率变化等）。
在系统设计阶段充分考虑屏蔽、滤波、合理接地、电缆和设备的合理布局等抑制干扰的措施。
关键词：城市轨道交通；电磁兼容；分析；处理
1.概述
城市轨道交通工程，小至一个部件，大到一个复杂的子系统（如供电、车辆、通信、信号等），乃至整个城市轨道交通系统工程，对内对外都存在着电磁兼容问题，尤其在城市轨道交通供电和接触网系统中，电气和电子设备集中，电磁环境复杂，在正常和异常运行状态下都易产生或出现各种电磁干扰。
自动化设备是电磁干扰的敏感者。以微电子技术和计算机技术为基础的二次弱电设备，如继电保护、自动控制、远动和通信装置等在供电和接触网系统中广泛使用，它们的灵敏度高，且与强电设备靠近，所以很容易受到电磁干扰。本文结合西安地铁二号线供电、接触网系统电磁兼容问题分析了与各子系统及设备相关的电磁干扰源和干扰途径，提出了相关的防护措施。
2.与子系统或设备有关的干扰源和干扰途径
2.1.与电磁兼容有关的子系统和设备
西安地铁二号线供电系统、接触网和轨道旁辅助设备中与电磁兼容有关的子系统和设备有：1) 35KV气体绝缘金属封闭开关柜及保护装置
2) 整流变压器
3) 整流器
4) 配电变压器
5) 1500V直流金属封闭开关柜
6) 直流电源屏
7) 交流电源屏
8) 杂散电流监测系统
9) 电力监控系统
10) 接触网
11) 钢轨电位限制装置
12) 环网电缆等
2.与子系统或设备有关的干扰源
2.2.1.与子系统或设备有关的主要干扰源
西安地铁二号线供电系统、接触网系统和轨道旁辅助设备中，与上述主要子系统或设备有关的干扰源有：1)高压回路中操作断路器、隔离开关引起的电磁暂态干扰；
2)高压装置产生的工频电场和磁场；
3)接地系统中的短路电流引起的电位升；
4)雷电引起的暂态干扰；
5)低压设备开合操作引起的电快速瞬变；
6)静电放电；
7)由于设备内部或者外部的无线电发射装置产生的高频场；
8)由于设备内部其他电气或电子设备产生的高频传导和辐射干扰；
9)由供电线路传来的低频传导骚扰；
10)其它干扰源。
2.对二次设备最具影响的干扰波形
对二次设备最具影响的干扰波形有：阻尼振荡波、电快速瞬变脉冲群、辐射电磁场、静电放电、浪涌、工频磁场、线路故障时或开关操作时瞬间的暂态脉冲磁场、电力系统供电质量（包括电压波动、电压突降和短时中断、谐波、频率变化等）。1)阻尼振荡波
主要是由高压隔离开关和断路器操作产生的暂态过程，操作时由于触头间电弧的熄灭和复燃，在被断开或充电的电路上，因电压突变而引起的暂态波,在传播过程中，会因电路特性阻抗不匹配而引起反射，形成高频阻尼振荡波。在如此高的频率下，暂态波会以暂态电磁场的形式向外辐射，耦合到二次和低压线路上去，还会通过一些耦合设备（如PT、CT、载波等）直接耦合到二次设备上。在常规的高压变电站内测试到隔离开关操作时，在二次回路中最高干扰电压达到5kV，频率从几十kHz到几MHz，对GIS可达几十MHz。
2) 电快速瞬变脉冲群
快速瞬变电压是断开低压直流电路中的小电感负载时（如机电式继电器、接触器等），引起的暂态电压。当断开触点时，电感负载中的电流企图继续流通，在电感负载两端产生高电压，在断点间引起电弧，随着触点的运动，电弧不断熄灭和复燃，一连串的电压脉冲叠加到与电感负载相连的电源上，并耦合到其他回路上。这种干扰的特点是上升时间快、幅值高、频率高。实测表明，电压可达数千伏，重复率为数十到数百kHz。
3) 辐射电磁场
辐射干扰来源于一些有用或无用的电磁发射，如无线电广播、大功率无线发射台、移动式收发信机等。在电力系统中，对设备影响最大的是对讲机等移动通讯设备。对讲机一般功率为3～5W。如按使用距离为0.5米，功率按3W计
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算，按场强公式可得到场强为10.4V/m。4）静电放电
带静电的人体接触到设备时，就会对设备放电，放电时的能量通过各种途径耦合到设备内部的电路，可能使设备工作失灵、出错甚至损坏。
5）浪涌
变电站可能直接遭受到雷击，但更多的情况是线路遭受到雷击，雷电波沿线路侵入到变电站，并通过
一、二次系统间的各种耦合途径或接地网进入到二次回路。
6) 工频磁场工频磁场干扰来源于载流导体和运行中的电力设备。工频磁场干扰分为正常远行情况下的干扰和短时故障时的瞬间干扰，前者强度较弱，但一直存在。后者较强，但持续时间较短，一般只有几秒钟。工频磁场对一些磁敏感设备影响很大，尤其是对计算机显示器。造成显示画面扭曲、抖动、变色等。
7) 在轨道交通中除了上述一些主要的干扰源外，还有其他的干扰会影响二次设备的正常工作。如线路故障时或开关操作时瞬间的暂态脉冲磁场、电力系统供电质量（包括电压波动、电压突降和短时中断、谐波、频率变化等）。
2.3.与子系统或设备有关的干扰途径
电磁干扰的途径可分为两大类：传导干扰和辐射干扰。3.为减少发生电磁干扰而采取的措施
电磁兼容性控制是一项系统工程，在系统和设备设计、研制、生产、施工、运行与维护的各阶段都必须充分考虑电磁兼容问题，使电磁兼容控制在GB、EN、IEC等相关标准要求的范围之内。在系统设计阶段充分考虑屏蔽、滤波、合理接地、电缆和设备的合理布局等抑制干扰的措施。
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