電氣化鐵道供電系統(tǒng)對(duì)通信電纜線路的影響

王耀楠

摘 要：電氣化鐵道供電系統(tǒng)的突出特點(diǎn)是運(yùn)力強(qiáng)、效率高、成本低廉以及破壞環(huán)境程度低等，另外，電力牽引方式具有顯著的經(jīng)濟(jì)技術(shù)作用，所以，快速提高鐵道運(yùn)能的一種投資低、效率高、工期短的方法就是施行鐵道的電氣化，這就是是如今我國鐵道朝著現(xiàn)代化進(jìn)步的主流趨勢(shì)。然而，由于當(dāng)今不對(duì)稱的電氣化鐵道供電回路產(chǎn)生的影響對(duì)周邊通信電纜線路的作用越來越嚴(yán)重。尤其是最近的哈大線和包蘭線電氣化鐵道對(duì)周邊埋設(shè)的通信電纜產(chǎn)生的電氣化干擾，使得局部通信和財(cái)產(chǎn)受到損害。

關(guān)鍵詞：電氣化鐵道;供電系統(tǒng);通信電纜

1 電氣化鐵道供電系統(tǒng)對(duì)通信電纜線路的影響分類

1.1 電氣化鐵道的危險(xiǎn)影響

電氣化鐵路產(chǎn)生的危險(xiǎn)影響是指在對(duì)電纜的感應(yīng)和入地電流產(chǎn)生的影響，因此產(chǎn)生的電流以及電壓對(duì)于通信的維護(hù)人員的人身安全會(huì)造成非常大的威脅，另外對(duì)于周圍的線路和設(shè)施和房屋都會(huì)遭到較大的影響，同時(shí)也會(huì)使周圍的鐵路設(shè)施的信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)亂。電氣化鐵路造成的危險(xiǎn)主要包括以下方面：首先是磁感應(yīng)影響。接觸網(wǎng)的牽引電流造成了交變電磁場(chǎng)，經(jīng)由通信電纜線路和接觸網(wǎng)中間的互感所產(chǎn)生的影響。其次是電感應(yīng)的影響，接觸網(wǎng)在牽引電壓的過程中，會(huì)產(chǎn)生較大的電廠，在基礎(chǔ)網(wǎng)和通信點(diǎn)電纜的中間會(huì)產(chǎn)生電流，同時(shí)通信點(diǎn)看和大地之間也會(huì)產(chǎn)生耦合電容，也會(huì)對(duì)整個(gè)設(shè)施造成非常大的影響。最后是接地電流的影響，在接觸網(wǎng)的電流經(jīng)過鐵軌回流到原地的過程中，會(huì)經(jīng)過鐵鍋和大地，有一部分的電流會(huì)漏導(dǎo)到大地，入地點(diǎn)和周圍的大地點(diǎn)位會(huì)出現(xiàn)一定程度的提高，附近的通信電纜和附近設(shè)施接地的位置的電位都會(huì)出現(xiàn)一定程度的提高，對(duì)于通信的電纜和裝備會(huì)造成較大的影響。

1.2 電氣化鐵道的干擾影響

干擾的影響主要是指，在和網(wǎng)通進(jìn)行感性和容性耦合的接觸的過程中會(huì)產(chǎn)生干擾，從而對(duì)整個(gè)鐵路造成一定的影響。電力機(jī)車在潛移的過程中會(huì)產(chǎn)生直流電流，真格波形會(huì)轉(zhuǎn)為全波的整流，因此在交流牽引網(wǎng)中可以產(chǎn)生高頻的電流波，在經(jīng)過電感和容電容耦合中，產(chǎn)生諧波電流，從而造成了對(duì)音頻的傳播產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。

2 電氣化鐵道供電系統(tǒng)的保護(hù)措施

2.1 采用DN供電方式

DN供電方式也就是回流線供電方式，其與直接供電方式比較來講，改善了對(duì)鋼軌電位以及通信電纜線路的干擾影響，降低了鋼軌電位以及牽引網(wǎng)的阻抗，加長了供電長度，減弱了對(duì)弱電系統(tǒng)的電磁干擾的影響。將一條并聯(lián)于鋼軌的架空回流線的牽引供電網(wǎng)絡(luò)掛在接觸網(wǎng)的支柱上，這種做法可以給通信電纜的線路產(chǎn)生0.6到0.75的屏蔽作用，當(dāng)通信電纜線路的危險(xiǎn)效果的超出規(guī)范在小于或等于30%的情形下，這種保護(hù)措施的效果最好。

2.2 采用BT供電方式

將一條回流線設(shè)置在接觸網(wǎng)的支柱上，使變比為1的吸流變壓器初級(jí)和次級(jí)根據(jù)固定的距離與接觸網(wǎng)以及回流線中間以此串聯(lián)的牽引供電網(wǎng)絡(luò)，這種供電方式在接觸網(wǎng)和回流線中將吸流變壓器進(jìn)行串接，使得牽引電流經(jīng)由電力機(jī)車，然后由回流線流回到牽引變電所，其中的回流線電流可以對(duì)由于接觸網(wǎng)電流的原因，而造成很多電磁感應(yīng)進(jìn)行抵銷，大幅度地減輕了牽引網(wǎng)對(duì)通信線路的負(fù)面作用。這種辦法可以給通信電纜線路造成了0.1到0.3的屏蔽作用，但是目前來看，這種方式在電氣化鐵道適應(yīng)的次數(shù)并不多。

3 通信電纜線路的保護(hù)措施

3.1 配置絕緣電壓器

由于電氣化的鐵道區(qū)段在短路的情形下所產(chǎn)生的感應(yīng)縱電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)高，很容易就會(huì)對(duì)人員的生命安全與設(shè)施進(jìn)行損害，因此把金屬回線連入到通信站或是車站的過程中需要配置絕緣變壓器對(duì)其進(jìn)行防護(hù)，這樣就能夠把外側(cè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和設(shè)施進(jìn)行分離，使得外線側(cè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)無法與通信設(shè)備直接相互作用，既可以隔離室內(nèi)和室外的線路，還使得室內(nèi)設(shè)備匹配于線路阻抗。

3.2 安裝通信感應(yīng)縱電動(dòng)勢(shì)抑制設(shè)備

主要的工作原理是將電纜芯線中信號(hào)領(lǐng)示線上的交流感應(yīng)縱電動(dòng)勢(shì)拿出來，再用放大器對(duì)其放大和反相后，利用變壓器將其連到電纜芯線中，進(jìn)而消除了感應(yīng)縱電動(dòng)勢(shì)以及所產(chǎn)生的噪音。此外，該設(shè)備還可以使得電氣化鐵道對(duì)通信電纜線路危險(xiǎn)影響降低到80%上下，然而其設(shè)備的價(jià)錢是相當(dāng)高的。

3.3 電纜線路配置防護(hù)地線

金屬護(hù)的屏蔽作用隨著套接地的電阻越小而效果越好，因此，光、電纜需要在相隔固定距離的地方安設(shè)防護(hù)地線，其間隙的距離應(yīng)滿足電氣化區(qū)段的規(guī)范。工頻的電流時(shí)常會(huì)流經(jīng)屏蔽地線，其電流對(duì)人員安全和設(shè)施的安全造成損害。因此應(yīng)分開設(shè)置屏蔽地線，嚴(yán)禁其和聯(lián)合地線以及保護(hù)地線共用。對(duì)光、電纜金屬護(hù)套在室外接地的部分就要配置專門的接地設(shè)施了，而在室內(nèi)的部分則可以直接與通信設(shè)施的聯(lián)合地線進(jìn)行連接，防止彼此之間產(chǎn)生不必要的影響。

當(dāng)前，我國電氣化鐵道的大趨勢(shì)就是朝著現(xiàn)代化飛速發(fā)展，所以需要將大量的科研、施工、設(shè)計(jì)、維修等專業(yè)工作人員組織起來，對(duì)電氣化鐵道供電系統(tǒng)對(duì)通信電纜線路的各種影響進(jìn)行深入分析，研究科學(xué)、合理的保護(hù)措施和規(guī)范，以期電氣化鐵道供電系統(tǒng)對(duì)通信電纜線路的影響降到最低，防止通信電纜線路受到損壞，確保工作人員的人身安全，使我國的電氣化鐵路系統(tǒng)可以健康地發(fā)展。

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