城市轨道交通工程中供电设备环网电缆的电磁兼容性研究

一、引言

城市轨道交通凭借其高效、便捷、环保等优势，成为现代城市公共交通体系的核心组成部分。供电设备作为轨道交通系统的动力源泉，其稳定性和可靠性直接关系到整个系统的正常运转。环网电缆作为供电设备的关键连接部件，承担着传输电能的重要任务。然而，在实际运行中，环网电缆易受到各种电磁干扰，导致信号传输异常、电能损耗增加，甚至引发设备故障，严重威胁轨道交通系统的安全运行。因此，深入研究供电设备环网电缆的电磁兼容性，对于提升城市轨道交通系统的稳定性和可靠性具有重要的现实意义。

二、环网电缆电磁兼容性基础

（一）电磁兼容性的定义与内涵

电磁兼容性（EMC）是指电气和电子设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中其他设备或系统产生无法接受的电磁干扰的能力。这一 概念涵盖了电磁干扰 （E 电磁敏感性（EMS）和电磁抗扰度等多个关键方面。对于城市轨道交通中的环网电缆而言， 性意味着它既能抵御来自周围设备的电磁干扰，确保自身稳定传输电能，又不会向周围环境辐射过量的电磁能量，影响其他电子设备的正常运行。

（二）环网电缆电磁干扰产生的原因

环网电缆在运行过程中，自身会产生电磁干扰。一方面，电缆中传输的交变电流会在其周围空间产生交变磁场，形成电磁辐射。另一方面，当电缆与其他电气设备相连时，由于设备的启停、负载变化等原因，会在电缆中产生瞬态电流和电压波动，这些瞬态干扰信号会通过电缆传导至其他设备。此外，轨道交通系统中存在大量的电气设备，如牵引电机、变流器等，它们在运行过程中也会产生强烈的电磁干扰，通过空间辐射或传导耦合的方式影响环网电缆的正常工作。

（三）环网电缆电磁干扰的传播途径

电磁干扰在环网电缆中的传播途径主要有传导和辐射两种方式。传导干扰是指干扰信号通过电缆的导体直接传输，例如，当附近设备产生 地系统或电源线路耦合到环网电缆中时，就会形成传导干扰。辐射干扰则是干扰源产 在空间传播，并被环网电缆接收。由于环网电缆通常较长，且处于复杂的电磁环境中，很容易受到来自周围电气设备、通信基站等的辐射干扰。

三、影响环网电缆电磁兼容性的因素

（一）电缆自身特性

环网电缆的结构和材料对其电磁兼容性有显著影响。例如，电缆的屏蔽层设计直接关系到其抗辐射干扰的能力。若屏蔽层采用高导电率的金属材料，且具有良好的接地性能，则能有效阻挡外界电磁辐射的侵入。此外，电缆的绝缘材料性能也不容忽视，优质的绝缘材料可以降低电缆内部的电磁泄漏，减少对周围环境的干扰。电缆的长度和线芯布局也会影响电磁干扰的传播，长电缆更容易受到外界干扰，而不合理的线芯布局可能导致线芯之间的电磁耦合增强。

（二）周围电磁环境

城市轨道交通系统内部存在多种电磁干扰源，如列车运行时牵引电机产生的强电磁辐射、通信系统发射的射频信号等。此外，轨道交通沿线还可能受到来自城市电网、移动通信基站等外部电磁干扰源的影响。这些复杂的电磁环境因素叠加在一起，使得环网电缆面临严峻的电磁兼容性挑战。

（三）系统运行工况

轨道交通系统的运行工况处于动态变化之中，这也对环网电缆的电磁兼容性产生影响。当列车启动、加速、制动时，供电系统的电流和电压会发生剧烈变化，从而在环网电缆中产生较大的瞬态电磁干扰。而且，不同线路的列车运行密度和运行时间不同，导致环网电缆在不同时段所承受的电磁负荷也有所差异。例如，在高峰时段，列车运行频繁，环网电缆受到的电磁干扰强度可能会显著增加。

四、提升环网电缆电磁兼容性的方法

（一）屏蔽技术

屏蔽是提高环网电缆电磁兼容性的重要手段之 。采用金属屏蔽层包裹电缆，可以有效阻挡外界电磁辐射的侵入，同时减少电缆自身电磁辐射对周围环境的影响。常见的屏蔽方式有铜带屏蔽、编织屏蔽等。铜带屏蔽具有较高的屏蔽效能，能有效阻挡高频电磁干扰；编织屏蔽则在一定程度上兼具柔韧性和屏蔽性能，适用于一些需要弯曲的场合。

（二）接地措施

良好的接地是保证环网电缆电磁兼容性的关键。通过合理的接地设计，可以将电缆上的感应电荷和干扰电流引入大地，从而降低电磁干扰对电缆的影响。在接地方式选择上，单点接地适用于低频电路，可有效避免地环路电流引起的干扰；多点接地则更适合高频电路，能降低接地阻抗，提高接地效果。在城市轨道交通供电系统中，应根据环网电缆的实际工作频率和系统要求，综合运用单点接地和多点接地方式。

（三）滤波方法

滤波是抑制电磁干扰的有效方法之 在环网电缆的输入端和输出端安装滤波器，可以有效滤除电缆中传输的高频干扰信号和瞬态干扰信号。 、带通滤波器和带阻滤波器等。低通滤波器可以让低频信号通过， 高频信号通过，滤除低频干扰。根据环网电缆所受干扰的频率特性， 波器的参数，能够显著提高电缆对电磁干扰的抑制能力。此外，还可以采用有 滤波技术 通过实 馈控制，更精准地补偿和消除干扰电流。

（四）合理布线与布局

在城市轨道交通工程中，环网电缆的电磁兼容性是保障系统稳定运行的关键。因此，布线与布局的合理性显得尤为重要。为提升电磁兼容性，应严格避免环网电缆与强电磁干扰源平行敷设，并确保它们之间有足够的安全距离，以减少干扰。针对不同类型的电缆，应依据其电磁兼容性要求进行分类敷设，比如将信号电缆与电力电缆分开，以降低电磁耦合的风险。在设计电缆桥架和线槽时，应考虑采用屏蔽措施，如金属屏蔽层，以进一步减少电缆间的干扰。此外，优化电缆的路径规划，减少不必要的弯曲和交叉，防止形成闭合的电磁环路，是降低电磁干扰传播风险的有效途径。通过这些综合措施，可以显著提高城市轨道交通系统的电磁兼容性，确保运行的安全和可靠。

结束语

城市轨道交通工程中供电设备环网电缆的电磁兼容性是确保整个轨道交通系统安全、稳定运行的重要因素。通过深入理解电磁兼容性的概念，分析环网电缆电磁干扰的产生原因、传播途径及影响因素，并采取有效的屏蔽技术、接地措施、滤波方法以及合理的布线与布局等手段，可以显著提升环网电缆的电磁兼容性。在未来的城市轨道交通建设和发展中，应持续关注电磁兼容性问题，不断优化设计和施工方案，以适应日益复杂的电磁环境，为城市轨道交通系统的可靠运行提供坚实保障。

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