随着经济的飞速发展,对于铁路运输的速度以及运载能力的需求急剧提升,我国铁路运输呈现迅猛发展势头。在此发展需求之下,铁路电气化牵引功率显著增大,各种电力电子设备在铁路系统中得到充分应用,使得铁路信号设备工作的电磁环境越来越复杂,受干扰频率越发频繁,急需进行相关的理论分析、仿真及测试,并找出有效应对电磁干扰的防护措施。本文结合我国铁路系统现状以及工作特点对信号电缆之间的串扰进行了理论分析、数学建模、仿真及测试,研究对象包括非屏蔽电缆、单层屏蔽电缆和双层屏蔽电缆,根据研究对象的复杂程度,分别建立共轴共面模型、分布参数模型和电磁拓扑模型,并运用MATLAB软件进行仿真计算和分析。根据共轴共面模型搭建实验测试系统,该测试系统主要由信号源、功率放大器、示波器和基于Lab VIEW的控制软件组成。本文的主要研究内容包括:(1)确定分析不同类型电缆之间串扰的适当方法;(2)不同空间位置(共轴、共面)以及不同媒质对非屏蔽电缆间串扰的影响;(3)在铁路复杂电磁环境下,敏感回路的接地方式(接地或浮地)、电缆屏蔽层数(单层或者双层)和屏蔽层接地方式(双端浮地、单端接地或者双端接地)的不同组合对电缆屏蔽效能的影响。根据理论分析、仿真和测试的结果,确定不同情况下抑制电缆间串扰的有效措施,得出的主要结论包括:(1)共轴电缆间的串扰大于共面时;(2)媒质对电缆间串扰的影响很小;(3)敏感回路接地会引入地环路的影响,在低频时反而增大两回路间串扰;(4)双层屏蔽电缆的屏蔽效能明显大于单层屏蔽电缆;(5)屏蔽层双端浮地无法发挥屏蔽层的屏蔽效能,单端接地可以抑制电场耦合,双端接地既能抑制电场耦合也能抑制磁场耦合,屏蔽效能最好;(6)敏感回路浮地,双层屏蔽电缆外屏蔽层双端接地,内屏蔽层单端接地时电缆之间串扰最小。