國際電工委員會（IEC）對電磁兼容（簡稱EMC）的定義是：在不損害信號所含信息的條件下，使信號和干擾能共存。實踐證明研究某一行業的EMC問題對其在科技、經濟、環保、貿易等各方面都有重要的現實意義。世貿組織（WTO）在WTO/TBT協議中規定了認證制度，即所有貿易產品必須按國際標準或按簽字國的技術法規與標準，經獲認證資格的規范的實驗室測試予以認證。對于電氣產品，歐洲早已采用CE為市場準入標記，美日等國也有類似的做法。機車車輛、供電設備及鐵路通信信號設備均是我國外貿的重要項目，城市軌道交通設備更是重要的進口商品,所以如何做好EMC相關標準的制定以及實驗室認證是一件重要的工作。在我國城市鐵路大發展的今天，這方面的工作更應引起重視。至于城市鐵路系統對城市電磁環境的影響也應得到應有的關注。
二．城市軌道系統EMC的特殊性
城市軌道運輸工程，從小至一個部件，大到一個復雜的子系統（如車輛、供電 信號等系統），更大到整個城軌系統工程，對內對外都有EMC問題，這除了必須研究分析做好各子系統的自兼容工作外，還要對整個系統工程及其環境進行研究、測試、監控，使他們都能在預定的電磁環境下正常工作，也就是既不對相鄰設備和系統構成嚴重的干擾，也不會因相鄰系統/設備的干擾而降低工作能力，更不致污染城市的電磁環境。
但實際情況是，在城軌運輸系統中，EMC問題遠不及其他專業那樣成熟，這不僅因為它是一門邊緣的新學科，而且更多是由于它自身的復雜性，因為電磁干擾經常是隨機的、多變的，干擾的時域波不規則，頻譜也很復雜，鐵路沿線是大量的分布參數， 有的干擾源是不斷移動的等等。這種結構布局使電磁干擾從理論上分析清楚是極為困難的。
城市軌道運輸系統與干線鐵路系統有很大的差別，它們的供電電流制不同，電壓、電流都不同，車輛及供電的工作方式不同，周圍環境對系統的要求也不同。雖然干線鐵路的EMC工作開展的較早并且卓有成效，但也只能作為參考。
綜上所述，可見這方面的工作應更多依靠測試，運用統計概率方法，即以大量試驗數據作為分析判斷的依據，這方面的工作是國外這個專業技術人員的重要業務內容。
三．MC工作的內容
從整體上來說，EMC技術包括EMC管理，EMC預測分析，EMC設計及EMC測試4項內容，他們涵蓋了眾多的學科。
國外城軌系統的EMC管理是一項在不斷努力加強的制度化工作，各相關部門中都有EMC專業人員，他們根據電磁環境所提出的要求制定出EMC大綱作為最高的EMC管理文件，以其約束和監督各子系統的EMC動態，并且根據城市軌道系統的實際狀況選用和制定符合實際的EMC標準，確定各子系統及設備的EMC驗證要求，制定試驗計劃等。此外在日常工作中對關鍵技術參數的測試也是其職責之一，如德國公交協會標準VOV6.030.5和VOV6.325.2中均已對城軌接觸網中的諧波含量作了規定，但近年來由于廣泛使用VVVF車輛，諧波成分有了變化，雖然車輛上使用濾波器對相關頻率進行了抑制，但對影響行車安全的軌道電路中諧波成分仍堅持要進行必要而經常的監測，特別是對敏感的信號裝置，如列車自動停車感應裝置等。
EMC管理的另一項任務就是協調各相關設備/子系統間的EMC標準，主要是協調干擾量值與抗干擾值間的關系?，F在的趨勢是所允許的干擾值與抗擾值之間的距離日趨縮小，協調的準則無疑是經濟與安全因素的平衡。由EMC治理實踐人們認識到，一般來說提高受干擾對象的抗擾能力比起過分削弱干擾源的干擾量易于做到而且相對經濟合理。出現EMC問題，當然首先應考慮誰污染就治理誰，但如果實施過分就不僅超出了經濟的合理性，而且有時會限制先進技術的采用，也不符合“兼容”的初衷。
EMC預測，簡單地說就是在做任何一件技術工作之初都應考慮EMC問題，在增設、改進、重建某一設備/子系統/系統工程時都要清楚其電磁環境，初步估計項目建成后對人對己會產生什么影響，例如按歐洲標準EN50121-3-1(鐵路應用-電磁兼容-機車車輛-列車與完整的車輛2000。9版)規定，車輛電氣設備在0。15MHZ—1GHZ頻段內應有20V/M電場強度的抗干擾能力，但是德國標準DIN40839(汽車的電磁兼容)卻告訴我們，如果機車車輛在MW級無線電臺及導航設備附近，僅按常規與其相距幾十公尺甚至幾百公尺都可能會大于這個電場強度。
城軌系統中存在形形色色的電磁干擾，如牽引回流電流與軌道電路電流在鋼軌上產生電導性耦合。牽引變電所整流變壓器連接形式的變化可能使其脈波數（諧波含量）改變，當某些會干擾軌道電路的諧波分量又恰恰未被車輛的濾波器阻塞，則干擾產生了。但如果一開始就做EMC預測，只需采取簡單的EMC設計，或是加裝簡單的濾波器，或是改變連接方式，問題就解決了。又如低地板輕軌車輛，為了降低地板高度而將一些電氣設備由車下改裝到車頂，這在EMC觀點來看未必可取，至少應該做好敏感的牽引電器的屏蔽與隔離工作，以減少近距離接觸導線的電場、磁場和受流干擾的危害。再如，目前車輛變流器中的電力電子器件大多已由GTO(可關斷可控硅整流器)改換為IGBT(隔離柵雙極晶體管)，這在技術、經濟上無疑是個進步，但從EMC角度來看，兩種半導體器件有不同的特性，因此采用了不同的抑制干擾措施，GTO變流器重視屏蔽，而IGBT變流器應是更看重濾波器的設計，這樣才可減輕對車內外的干擾強度。
由以上各例可以看出，如能重視EMC預測（最好再有一些試驗相配合），對項目的結局有個基本正確的估計，那么下一步（EMC設計）并不困難，大多數情況使用的仍是傳統手段，如屏蔽、隔離、濾波、接地及使用EMC密封材料、光纖器件等措施，還有不少工藝上的做法也都方便而有效。從國外經驗來看，約有80%的干擾問題可以在產品/系統的開發及EMC設計過程中解決，如果未引起重視，完工后將會花雙倍以上的力氣去治理EMC問題。
理論上來說，城軌交通系統是一個運行在鬧市周邊地區的直流電氣牽引系統，他以其寬頻譜、各種騷擾途徑（傳導、感應、輻射）俱全的特點惡化（或說污染）了所在的電磁環境。雜散電流除腐蝕地下管線外，還會在接地的通信設備機架上形成高電位，危及設備和人員的安全，雜散電流使通信導線與附近大地形成電位差。受電弓（靴）產生的電猝發與浪涌成為城市雜波的重要組成部分，對附近的信息設備和精密儀器造成騷擾，接觸導線還是車輛內高次諧波的發射天線，幅射污染了近距離的電磁環境，VOV和CISPR（國際無線電干擾特委會）都對距離接觸導線10M處的無線電干擾場強給出了限值，這一點對于市區內的各種電車尤其值得重視。但正如本文開始所述，對這些問題能做出令人信服的定量的解釋還是只能依靠EMC試驗。
四．一次EMC的現場測試
前述各例多為城鐵系統內各子系統間的EMC事件，下面介紹城軌系統工程作為干擾源對周圍環境的一次干擾實測情況，以供我們借鑒。
德國烏珀塔爾技術研究院腐蝕保護與電氣工程實驗室受聯邦運輸部委托，對柏林等五個德國城市的城軌鐵路路邊、街巷、醫院、牽引變電所等幾十個測量點的電場、磁場強度以及干擾頻譜狀況進行了測量。并于1998年9月寫出了研究報告。限于篇幅，這里僅介紹一下幾點：
1．城軌沿線的主要干擾源是沿途的電力電纜、接觸網及雜散電流。除在變電所內有較強的電場強度外，其余各處均以磁場的干擾形式為主。
2．沿途最易受干擾的對象（敏感設備）是電視機、電子計算機顯示器以及光柵電子顯微鏡、離子探測器、質譜儀等科學儀器。電視機和顯示器在大于10μT恒穩場中或大于0。5μT的低頻場中圖像就會產生擾動。等離子電視機和L CD顯示器優于普通電視機和顯示器，大尺寸屏幕比小屏幕更易受到干擾。光柵電子顯微鏡等一些高分辨率科學儀器在0。1μT恒穩磁場中就會受到干擾，即使離開鐵路100m也依然如故 。
3．電力電纜埋設深度僅影響近距離（小于5m）磁場的測量結果，超過此距離后，恒穩磁場的磁密變量僅與距離成反比，在距電纜20m以外時，磁密將小于10μT /KA，而且電纜距鋼軌越近這個數值越小。
4．接觸導線（軌）與回流的運行軌越接近，對外的恒穩磁場干擾越小，當有其他運行軌協同回流時，對外干擾量就會加大。在盡頭線處兩者電流差值近于零，因此測得的對外磁密干擾量就非常小，概括地說，在距軌道中心線的距離大于接觸導線高度情況下，磁密干擾量與這個距離的平方成反比。
5．當雜散電流小于25%運行電流時一般對沿線的工業、民用電子設備不會造成附加的干擾，但對于高靈敏度的醫療、科研儀器可能使其功能下降。試驗工作者曾在一條單線鐵路上，距軌道中心100m處，當無雜散電流時測得接觸導線電流的干擾量為0。12μT/KA,而有25%比例的雜散電流時，此值為0。5μT/KA，甚至距200m遠處仍有0。25μT/KA的干擾量。
6．交流磁場的干擾量主要來自交流動力電纜及其他形式的干擾源，來自車輛的高頻干擾在短距離內即被衰減。交變磁場的頻率主要有50HZ、16.7HZ、300HZ以及他們的各次諧波，他們分別是公用供電頻率、現場附近德國老式干線電力牽引用的供電頻率以及變電所整流后的諧波頻率。
7．變電所內的測試點是在牽引變壓器或整流器的上方或前方，恒穩磁場的最大值是60μT/KA。交變磁場最大值是13μT/KA，其中50HZ成分約占60%，而250HZ 、300HZ 、350HZ 及600HZ 成分各占總信號的1～16%不等，更高頻率成分僅占1％～2%。此外，在相同測試點上還對交變電場進行了測量，其中最高值為6。8V/m，50HZ場仍為主要成分。
8．報告作者對比了多個歐洲標準和德國標準后，認為就試驗結果而言，可以說德國的城市軌道工程，除對一些高靈敏度的科研設備有干擾外，并不會嚴重污染電磁環境，更不會危及人類的健康和安全。相比之下，城鐵工程內部各子系統、各設備間的EMC問題顯得更為突出和重要。
9．由于重要的專業標準EN50121（鐵路的應用—電磁兼容）和IEC/TC9組織至今未對恒穩場和低頻場（0～9KHZ）問題給與充分的注意，僅稱作“其發射限值仍在擬定中。”正是因為沒有標準規范的試驗條件、測試設備及手段、分析方法、結果評價等要素的支持，因此這份報告的結論僅能作為德國政府的施政參考而已。
參考文獻
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Research report FE- №70506/96.
