牽引供電系統(tǒng)對鐵路信號系統(tǒng)的電磁干擾分析

李　軍

神華準(zhǔn)能大準(zhǔn)鐵路公司信號段

牽引供電系統(tǒng)對鐵路信號系統(tǒng)的電磁干擾分析

李軍

神華準(zhǔn)能大準(zhǔn)鐵路公司信號段

本文首先對目前的鐵路信號系統(tǒng)進(jìn)行簡單介紹，分析在運行過程中電力牽引系統(tǒng)對鐵路信號設(shè)備的干擾，重點研究如何在保障電力牽引系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)上更好的解決對信號系統(tǒng)的信號干擾，希望能夠為后期更好的處理電力牽引系統(tǒng)的電磁干擾問題提高參考。

牽引供電系統(tǒng)；鐵路信號系統(tǒng)；電磁干擾

1　引言

目前隨著我國鐵路運輸建設(shè)的不斷加快，鐵路運輸在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用越來越重要。鐵路運輸過程中系統(tǒng)依靠信號系統(tǒng)的支持，信號系統(tǒng)的正常使用直接關(guān)系到鐵路運輸?shù)陌踩?。但是目前鐵路機(jī)車普遍采用一種電力牽引的方式，在運行過程中電力牽引的供電系統(tǒng)會對信號系統(tǒng)中的元器件產(chǎn)生比較強(qiáng)烈的干擾，容易導(dǎo)致信號設(shè)備的燒毀，造成信號輸出錯誤，影響正常的線路運輸，甚至?xí)斐设F路安全事故。因此在現(xiàn)階段加強(qiáng)對牽引供電系統(tǒng)對鐵路信號系統(tǒng)的電磁干擾的分析具有重要的現(xiàn)實意義，能夠了解造成電磁干擾的原因，制定相應(yīng)的解決方案，從而有效解決電磁干擾對信息系統(tǒng)的影響，保障鐵路運輸?shù)陌踩M(jìn)行。

2　鐵路信號系統(tǒng)簡介

鐵路信號的基礎(chǔ)設(shè)備主要由信號機(jī)、軌道電路、道岔轉(zhuǎn)轍裝置、控制設(shè)備以及電源設(shè)備、電線路等幾部分組成。

其中信號機(jī)的功能是向列車傳達(dá)相應(yīng)的運行命令，同時向指揮中心傳遞列車的運行信息，對特殊運行狀態(tài)給出特定指示。由于信號機(jī)在運行過程中會受到牽引電流感應(yīng)電壓的影響，信號燈中的燈絲會出現(xiàn)異常變紅，導(dǎo)致信號錯誤。

軌道電路的主要作用是對列車的實際運行狀況進(jìn)行實時監(jiān)測和反饋。不平衡牽引電流會對軌道電路的運行造成比較大的影響，使軌道電路的設(shè)備被燒毀，電路中的繼電器出現(xiàn)信號錯誤，導(dǎo)致軌道電路不能正常反饋列車的運行狀況，造成故障停車，影響整個鐵路線路的運行效率。

道岔轉(zhuǎn)轍裝置是利用電動機(jī)及其控制線路對列車的運行進(jìn)行線路分配調(diào)整。電源設(shè)備及電線路的作用是為信號連鎖提供動力，將所有的信號溝通聯(lián)系在一起，形成整體信號網(wǎng)絡(luò)。

鐵路信號系統(tǒng)主要由車站聯(lián)鎖系統(tǒng)、區(qū)間閉塞系統(tǒng)、駝峰信號系統(tǒng)、列車運行控制系統(tǒng)、行車調(diào)度控制系統(tǒng)以及微機(jī)監(jiān)測等其他安全技術(shù)系統(tǒng)組成。

3　電力牽引系統(tǒng)對信號設(shè)備的干擾分析

3.1電流回流時產(chǎn)生的傳導(dǎo)性干擾

鐵路信號系統(tǒng)的設(shè)備是通過裝在軌道電路上的扼流變壓器與鐵軌連接的，正常運行的情況下，牽引電流不會在變壓器的線圈中產(chǎn)生磁通量，因此也不會對鐵路系統(tǒng)的信號設(shè)備產(chǎn)生影響。但是在運行過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)兩軌牽引電流不等的情況，這種情況下就會在變壓器中產(chǎn)生磁通量，導(dǎo)致不平衡干擾電壓的出現(xiàn)，從而造成對軌道電路電子元件的影響，影響正常的信號傳遞。一般情況下為了避免這種情況的發(fā)生要求軌道電路牽引電力不平衡系數(shù)低于5%。另外工程設(shè)計中如果扼流變壓器的電容低于實際運行需要的電流也會造成電路的熔斷、電路燒毀等故障。

3.2運行中的感應(yīng)干擾

在列車運行過程中，電力系統(tǒng)會對鐵路軌道產(chǎn)生干擾。電網(wǎng)波動以及電機(jī)的升弓都會造成電壓波的畸變，出現(xiàn)高次諧波。當(dāng)高次諧波感應(yīng)到信號電路的時候就會導(dǎo)致線路控制信號的相位出現(xiàn)變化，信號繼電器出現(xiàn)錯誤的吸起起動。同時這種高次諧波的感應(yīng)電流還會造成軌道電路的顯示錯誤，繼電器實際未落下的的時候會在軌道電路顯示繼電器為落下的狀態(tài)。信號系統(tǒng)失去作用，當(dāng)?shù)氐牧熊嚥荒苷＿\行。另外由于軌道電流值比較大，當(dāng)信號線路的電磁場與軌道電路接觸的時候磁場會增大，從而導(dǎo)致信號設(shè)備應(yīng)力的增大，導(dǎo)致信號系統(tǒng)故障增加。

3.3輻射、電磁感應(yīng)干擾

鐵路信號系統(tǒng)運行過程中，其閉塞電子設(shè)備、信息連鎖計算機(jī)部分的運行也會受到電磁信號的干擾。牽引電力的接觸網(wǎng)產(chǎn)生的電磁波在一定程度上會對信號系統(tǒng)的信息傳輸通道產(chǎn)生影響，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢會導(dǎo)致信號出現(xiàn)噪聲，影響信號的正常傳輸。另外當(dāng)牽引電流發(fā)生比較大的變化的時候會使得鐵路信號出現(xiàn)信號突跳、脈沖噪聲等故障。

3.4電火花脈沖與諧波干擾

諧波干擾主要分為兩種，一種是電力系統(tǒng)本身產(chǎn)生的，另外一種是由機(jī)車斬波器分段電流產(chǎn)生的。目前鐵路機(jī)車普遍使用斬波器控制信號系統(tǒng)中的大功率元件，效率和可靠性比較高。但是在對大電流進(jìn)行分判的時候會產(chǎn)生大量的諧波。這些諧波會在電流增大的時候產(chǎn)生強(qiáng)烈的電火花，產(chǎn)生電磁干擾，導(dǎo)致軌道繼電器的錯誤操作，信息系統(tǒng)中的監(jiān)測信號的圖像也會產(chǎn)生出破壞。

4　干擾信號解決方案

為了有效解決供電系統(tǒng)對信號系統(tǒng)的滇西干擾，最有效的手段是從牽引供電系統(tǒng)入手，從根本上解決這一問題。這里把具體的解決方案分為三個方面。

首先要選擇合適的供電設(shè)備，供電方式以AT、BT為主，這樣能夠有效提高供電回路的對稱性，降低接觸網(wǎng)感應(yīng)電流對信號系統(tǒng)的影響；同時可以在變電所安裝相應(yīng)的電容補充裝置，在機(jī)車上安裝濾波裝置等來降低諧波的干擾。

其次是選用合理的工程措施。在進(jìn)行線路架設(shè)的時候?qū)⒒亓骶€路進(jìn)行架空，從而使得回流電流可以經(jīng)過架空線回到供電系統(tǒng)的變電所中，同時能夠保障供電回路的平衡對稱性。在架設(shè)線路的時候要避免出現(xiàn)橫向連接，同時可以在線路中增加扼流變壓器來維持電流的穩(wěn)定。

另外要對供電線路進(jìn)行合理的設(shè)計。牽引電流的回流線要與信號機(jī)房保持一定的距離，一般情況下為15m以上。同時要在變電所設(shè)置兩處吸上線，當(dāng)增加吸上線的時候要同時增加相應(yīng)的扼流變壓器和軌道電路的極限長度。

5　結(jié)論

牽引供電系統(tǒng)對鐵路信號系統(tǒng)會嘗試比較大的影響，而且形式也比較多樣看，應(yīng)該引起鐵路工作人員的注意。通過本文提出的解決方案能夠有效降低供電系統(tǒng)對信號系統(tǒng)的干擾，保障鐵路運行的安全可靠性。未來隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，社會各界對于鐵路運輸?shù)男枨笠矊⒉粩嘣黾?，相?yīng)的對于鐵路運輸安全的要求也將不斷增加，這就需要鐵路工作人員不斷加深對供電系統(tǒng)電磁干擾的研究，制定更加科學(xué)合理的方案，降低信號系統(tǒng)受到的干擾，從而有效保障鐵路系統(tǒng)的安全運行。

［1］姜賀彬.牽引供電系統(tǒng)對鐵路信號系統(tǒng)的電磁干擾分析［D］.西南交通大學(xué)，2009.

［2］胡帥，溫小林.牽引供電系統(tǒng)對鐵路信號系統(tǒng)的電磁干擾分析［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015，（3）∶33-33.

［3］王燕芩.電氣化牽引回流對信號控制系統(tǒng)的干擾分析及防護(hù)研究［D］.蘭州交通大學(xué)，2012.

李軍，男，滿族，遼寧省西豐縣人，高級工程師，大專，從事鐵路信號方面的科研工作。