第1节　中国高速动车组列车技术体系带来的电磁兼容特点

我国高速铁路的发展经历了技术引进、消化吸收、集成创新到自主创新的历程。首先，立足全球的先进成果进行技术引进，然后，汇聚几十年功力底蕴，通过消化吸收先进技术，立足本国国情，实现了自主创新。然而，我国成功应用的高速铁路技术发展模式也给高速铁路的电磁环境和高速动车组列车的电磁兼容性能带来了很大的挑战。

首先，各个国家的自然环境和电磁环境存在很大差异，由此导致各个国家高速铁路装备的电磁兼容设计理念不同，解决电磁干扰问题的难易程度也差异巨大。比如，日本是海洋性气候，静电放电问题不突出，所以高速铁路装备通常是“浮地”设计，这样可以最大程度地避免系统内的接地环路干扰问题。德国和法国是大陆性气候，必须考虑静电放电问题，所以高速铁路装备通常都是“接地”设计，这时在系统集成时就必须考虑系统的整体接地问题，以避免和改善接地带来的干扰问题。我国高速铁路网络覆盖区域广阔，从东北、西北的高寒低温环境至东部、南方的潮湿炎热环境，对静电防护有完全不同的要求，并且在我国高速铁路建设初期，同时引进了日本、法国、德国等不同国家、不同公司的高速铁路装备，具备不同电磁兼容及静电防护设计理念的装备集成到同一个复杂系统中，这为我国高速铁路系统的电磁兼容设计提出了很大的挑战。

其次，各国高速铁路线路的设计各具特点，比如，日本高速铁路的特点是各条线路单独运行；欧洲虽然开通了“EURO EXPRESS”，但依然尚未形成高速铁路洲际网络。我国的高速铁路与国外相比，率先形成了“四纵四横”的网络，其突出特点是高速铁路线路分布广泛、运行交路很长。高速动车组列车在跨线运行中将经历更为复杂且高速动态变化的电磁环境，客观上加剧了高速铁路系统所面临的电磁干扰故障风险，同时，也给电磁兼容的传统测量评估手段和干扰故障诊断带来了不小的挑战。

此外，我国高速铁路的技术体系也给高速铁路的电磁环境和高速动车组列车的电磁兼容带来了完全不同的特点。我国高速铁路采用的单相交流供电方式和高速动车组采用的“交—直—交”传动牵引技术，虽然可靠性高、维修简便，但给整个高速铁路系统带来了系统内难以消除的瞬态电磁骚扰。

就供电系统而言，动车组列车在行驶过程中，由受电弓从接触网获得25kV的单相交流电。考虑供电系统的负载平衡性，列车每行驶一段距离，就必须换相，经历一个过电分相的过程。在该过程中，会产生与列车的运行速度、线路状况和弓网的材质均有关的瞬态电磁骚扰。业已证明，目前运行中的高速铁路无论是车载设备还是轨旁设备，所发生的电磁干扰故障问题，大多由此瞬态电磁骚扰导致。

就牵引传动系统而言，我国高速动车组列车“交—直—交”牵引传动系统中包含了牵引变压器、整流器、逆变器和交流牵引电机。由于大功率牵引电流的变换将产生大量的牵引谐波电流，这一方面会在车体产生过电压而破坏整车的接地系统，从而大大降低车载设备电磁干扰防护措施的应有效果；另一方面，在难以做到牵引电流绝对平衡的钢轨上，可能会直接干扰轨道电路等轨旁信号系统，对高速列车的安全行驶造成威胁。

最后，我国目前批量生产制造的动车组列车都是动力分散式动车组，将动力装置分布于整个列车。动力分散式动车组虽然有很多优越之处，但系统内电磁骚扰耦合途径的复杂性成倍增长，使得解决电磁干扰的难度大、代价大，敏感设备抗干扰性能的提高受限。

由此可见，我国高速铁路特有的电磁环境和技术特点使得我国高速铁路系统的电磁兼容不同于世界上任何一个国家，高速动车组列车的电磁兼容技术也将随着其他领域技术的发展而发展。