城轨车辆并行走线的串扰耦合分析
                                     苏晓1，虞君彪1，朱志高1，唐琪2，周忠元3
                                 (1.南京中车浦镇城轨车辆有限责任公司，江苏 南京210031)
                                     (2.工程兵技术装备研究所，江苏 无锡 214035)
                                    (3.东南大学电磁兼容研究室，江苏 南京 210089)
    利用CST软件对城轨车辆多根电缆并行走线进行仿真及分析，分析了四线共面和长方体布线形式以及四线中不同的电流方向对敏感电缆中串扰电压的影响。通过仿真分析发现，改变布线形式以及电流流向能够显著降低敏感电缆中的串扰电平，为工程实际提供了一种易于实现的低串扰布线形式。

    在城轨车辆中，多根电缆并行走线的现象十分常见，当电源线与信号线并行走线时，电源线（干扰源）就有可能对信号线（敏感线）造成干扰，干扰信号会通过线间耦合即线间串扰的方式，进入系统或分系统中的连接线缆，导致线缆所连接的设备性能下降或工作不正常［1］。关于串扰的问题，白晓坤［2］利用CST对单线、同轴线和双绞线等不同线型间的串扰进行了仿真计算；陈晋吉［3］采用CST电缆工作室研究了线缆间距、长度、距地高度、负载阻抗、信号上升沿、线缆类型对平行线串扰的影响；秦萌涛等［4］利用CST电缆工作室对电缆在对称三相电激励下对屏蔽同轴线、非屏蔽双绞线以及屏蔽双绞线的串扰进行了研究。祝良荣等［5］的研究认为，传输线长度和走线间距对线缆串扰有影响，串扰最大值出现在骚扰信号的上升沿时间内。以上文献均未涉及对骚扰线的布局优化研究。减小串扰的措施主要有屏蔽和优化布线，优化布线与屏蔽措施相比，具有更高的效费比。另外，优化布线在工程实际中也易于操作，免去了屏蔽等措施严格甚至于苛刻的工艺要求。如何进行优化布线减小串扰，是工程上值得研究的课题。

1研究对象
   本文针对列车布线优化过程中电源线对信号线的干扰问题，对以下布线情况进行分析：2组电源线并行走线时，对具有不同电流流向的4根电缆的相对位置进行优化，以减小对旁边线缆信号传输的影响。电缆模型如图1所示，A、B、C、D分别为两组电源线的相线和中线，E为信号线，本文将分析A、B、C、D如何布置、如何安排电流的流向使信号线E感应的电压最小(图1中的电流流向并不是真正的电流，因为实际电流是交流电，因此这里的电流流向可以理解为接口的正负极，下同)。

图1电缆相对位置示意图

2建模求解
    国内外对线缆线束间串扰分析方法多是基于准静态假设的多导体传输线法，电磁仿真软件CST的电缆工作室也是如此。CST的电缆工作室基于多导体传输线理论，通过对线缆自动划分网格计算线缆的分布参数，生成线缆的等效电路，进而采用多导体传输线理论对线缆间的耦合进行精确的仿
真计算。CST软件可以真实地进行整车部件线缆

作者简介：苏晓（1979—），男，江苏南京人，南京中车浦镇城轨车辆有限责任公司高级工程师，主要研究方向为电气自动化



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