电磁兼容和配线工艺的研究

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近年来,随着社会进步和轨道交通行业的飞速发展,车辆用户对车辆尤其是高档车辆的需求与日俱增,车辆电气化程度也就越来越高,无论是从高速动车的主牵引控制方面还是网络通讯方面都对车辆的电气配线提出了更高的要求,对车辆配线的研究不仅可以节省配线空间,更主要的是可以提高车辆的安全性能,因为电气之间的相互干扰问题一直是困扰车辆安全的重要因素。 首先,这是因为当前电子技术正朝着高频、高速、高灵敏度、高可靠性、多功能、小型化的方向发展,导致了现代电子设备产生和接受电磁干扰的机率大大增加;其次,随着电力电子装置本身功率容量和功率密度的不断增大,电网及其周围的电磁环境遭受的污染也日益严重,所以电磁干扰已成为许多电子设备与系统能否在应用现场正常可靠运行的主要障碍之一,电磁兼容问题已成为当今任何一项工程设计中的一个重要组成部分。 然而铁道车辆的复杂性不仅表现在配线数量的增加上,同时还表现在设备上,尤其表现在功率、灵敏度和复杂性上,当今铁道车辆电气系统在外辐射千瓦级电磁能量的同时,又可能接收到微瓦级的信号干扰,而且在空间上,时间上和频率上占据着非常有限的电磁空间。这就要求铁道车辆电气系统内部各设备在其电磁环境中能完成其功能,同时又不产生不可容忍的干扰。 车辆电气配线是影响车辆安全的重要因素,目前,国内铁道车辆配线工艺及检测工艺均有相应的标准可参照执行,长春轨道客车股份有限公司也具备多年的铁路客车配线经验,并根据公司的实际情况制定了相应的工艺标准,但这些标准基本上还停留在经验性质的配线阶段,缺少必要的理论指导,同一套电气原理图,不同的人基于自己不同的经验可以制定出不同的接线图,配出不同的电气系统,然而按有的接线图配出的系统可在一定的电磁环境下工作,有的用其它的接线图配出的系统在同样的电磁环境下则不能正常工作,这种情况不仅表现在不同的铁路客车制造厂之间,即使是同一制造厂的不同总装配车间之间也存在上述问题,该问题严重地制约了国内铁道车辆的发展。 针对上述问题,文中对电磁兼容理论做了较为深刻的研究,从接地、屏蔽、滤波等环节研究入手,阐述了工作接地和保护接地的不同,如何消除或减轻地阻抗干扰,消除公共阻抗耦合,高低频电场和磁场的屏蔽方法,屏蔽材料的选用,滤波电容器的选型,及安装时的注意事项,滤波连接器的使用特点,电缆敷设时的注意事项,着重说明了电磁兼容理论在配线工艺上的应用,较为详细的阐述了配线工艺与电磁兼容之间的关系,并提出了具体的改进措施,将铁道车辆的配线工艺上升到电磁兼容的理论高度。通过对比国内外关于铁道车辆工艺配线方面存在的差距,通过对配线情况进行深入分析比较,特别是从电磁兼容的理论出发,以抗干扰,配线安全可靠为优化手段,提出配线工艺的基本思想。最后是对配线工艺和检测工艺进行整体优化,最终达到整车配线优化的目的。本文首先对国内配线工艺的现状做了详细分析和介绍,同时又结合铁道部200km/h动车组技术引进情况对国外ALSTOM公司的配线工艺情况做了分析,最后通过对电磁兼容的理论分析,对比国外先进的配线工艺,提出对国内配线工艺的改进措施,改善了整车完工后对电气配线的检测方法,保证了供电安全,对200km/h动车组国产化提供了借鉴。
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