谈客运专线长距离电缆贯通线电磁兼容性
摘要:本文作者从电磁场的形成、电磁兼容性的机理入手进行分析,阐述了电磁干扰的计算及减轻电磁干扰的措施,分析了长距离电缆线路对并行的信号等信息线路的干扰,确定了客运专线电缆贯通线的电磁兼容性。
关键词:长距离 电缆 贯通线 干扰 电磁兼容性
引言
客运专线负荷主要分布在车站及区间,负荷分布的特点是车站负荷容量大且集中;区间负荷容量小,设置点多且分散。由于区间平均约1.5~3千米1处供电点,且负荷大部分为通信、信号等与行车密切相关的一级负荷,因此,一般建2回10kv电力贯通线(1回综合贯通线、1回一级负荷贯通线)向全部通信、信号及区间负荷供电。电力贯通线可采用以架空为主、电缆敷设为辅的混合方式和全电缆敷设两种架(敷)设方式。由于电力贯通线两种架(敷)设方式均存在明显的优缺点,从维护工作最小化、社会发展及对环境美化的要求等角度考虑,客运专线两回10kv电力贯通线一般采用全电缆敷设方式,电缆可采用单芯和三芯电力电缆。
由于客运专线长距离电缆贯通线沿路基、隧道、桥梁及站场等电缆槽敷设,与决定着客专动车机组能否正常运行的信号控制电缆一直长距离并行敷设,那么电力电缆对信号控制电缆是否存在电磁干扰或影响、是否影响信号设备的正常运行,单芯和三芯电力电缆哪个干扰更大等一系列电磁兼容性的问题,值得进行分析与研究。
1 电磁兼容性的机理
所谓电磁兼容性(emt)是指电场和磁场对电气和电子器材功能的作用。
在电气或电子设备之间的每种电磁交互影响的根源都是电场和磁场。电场产生于不同电位点之间,电场强度取决于这些点之间的电位差。在电力电缆中,屏蔽电缆的电场出现在导线和屏蔽之间;对无导电层、有共同金属护套的多芯电缆,电场也出现在导线之间;对无屏蔽电缆,电场也出现在导线之间以及导线和周围环境之间。只要导线上有电压,即使没电流,也都存在电场。
为了设计一个系统的电磁兼容性,必须了解干扰系统(干扰源)耦合机理和受干扰系统(干扰汇)的灵敏性。干扰源、干扰汇可通过测量易于求得,但耦合机理,大多是非预见的,且具有非期望的效应。
不管是电磁放射(干扰发射)还是电磁污染(干扰影响),都可能以通过线路或者作为不通过线路的辐射出现。耦合机理一般分为四种:电流耦合、电容耦合、电感耦合和辐射耦合。
1.1 电流耦合
如果若干电流回路,全部或局部地共用相同导线,则产生电流耦合,也称欧姆耦合。沿着这段导线,由所有电流共同引起的电压降,在每一个电流回路中,以其全值出现,而非以各自电流引起的分量值出现。电流耦合属于受导线约束的干扰,因为它总需要一根导线。例如一个信号回路,信号源和信号汇装置的外壳被用作信号回流线,由于两外壳点的不同电位引起的干扰电流在外壳回流线中造成额外的电压降,这就使信号接收器(信号汇)上的原始信号电压失真。
1.2 电容耦合
这种耦合是基于不同电位导线之间的电场产生的。由某一导线(干扰源)中的交变电压引起的交变场,通过耦合电容,推动一个干扰电流通过被干扰的电路(干扰汇),并通过外壳或地回流至干扰源。实际上,在频率小于30mhz时,电感耦合的强度和重要性大多比电容性耦合的大得多。所以,一般说只有电流的磁场才有意义。
1.3 电感耦合
垂直于一个电路的馈线和回流线构成的平面的交变磁场,感生一个干扰电压。
1.4 辐射耦合
在功率或控制电子技术中,干扰线路的长度大致和由它传输的高频谐波长度一样或更长,则由其发射出电磁波。同时总有一个电场和一个与其垂直的磁场,它们通过周围空间的波阻抗相互耦合。它与电容耦合的区别在于,在此电缆纵向上的电场分量也有意义。
辐射是电波,所以不受导线的约束。这种波同时具备磁场分量和电场分量。它们侵入屏蔽层并在其中引发带磁场的电流。基于高频,屏蔽本身也会发射电磁波。
2电磁干扰的计算
根据国际电信电报咨询委员会(ccitt)和德国电工委员会(dke)的规定,在用保护装置(变换器、避雷器之类)闭合时受信息回路短时间干扰(0.5s)情况下,电缆测试电压的百分数为60%。一般测(标)定信息电缆线芯对地的测试电压为2000v(有效值),允许干扰电压就是1200v,一个电缆设施的构造就应当使干扰电压不超过1200v。在用电压泄电器或其他与“导线-地”电路短接的元件闭合的情况下,由保护元件的定位点之间感应干扰造成的理论计算的由电缆导线和地构成的电路中的纵向电动势(emk)ei,容许在电缆测试电压的120%以下。在这些情况下,在有局部干扰(即在被干扰线段的中心对地短接)时,要求电缆绝缘同样仅只约60%的测试电压。纵向电动势的计算见公式2-1。
ei=ω*m'ee*l*i*r (2-1)
式中ei-感生电动势;
谈客运专线长距离电缆贯通线电磁兼容性
本文2009-08-10 23:11:36发表“工矿企业”栏目。
本文链接:https://www.wenmi123.com/article/133254.html
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