探討供電系統(tǒng)對(duì)鐵路信號(hào)系統(tǒng)的干擾

【摘 要】當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步早已經(jīng)離不開(kāi)供電系統(tǒng)的輔助。而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，微電子技術(shù)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)在鐵路信號(hào)系統(tǒng)中的運(yùn)用，具有現(xiàn)代意義的新型鐵路信號(hào)系統(tǒng)也逐漸被運(yùn)用到其相應(yīng)的領(lǐng)域中。本研究將主要探討供電系統(tǒng)對(duì)鐵路信號(hào)系統(tǒng)的干擾。

【關(guān)鍵詞】供電系統(tǒng)；鐵路信號(hào)系統(tǒng)；干擾

由于供電系統(tǒng)在鐵路信號(hào)系統(tǒng)中發(fā)揮的作用和創(chuàng)造的價(jià)值十分巨大，所以有關(guān)供電系統(tǒng)對(duì)于鐵路信號(hào)系統(tǒng)的干擾也逐漸成為了一項(xiàng)重要的研究?jī)?nèi)容，人們對(duì)于該項(xiàng)研究的重視程度和探究熱情也越來(lái)越高。

1.鐵路供電系統(tǒng)簡(jiǎn)介

生活中經(jīng)常會(huì)提到電力系統(tǒng)這個(gè)詞，將發(fā)電，輸電，變電，配電以及用戶用電這幾個(gè)部分組成一個(gè)有機(jī)的系統(tǒng)就叫做電力系統(tǒng)。其中發(fā)電環(huán)節(jié)的動(dòng)力源包括熱能，水能，太陽(yáng)能，核能等傳統(tǒng)能源和新型環(huán)保能源。對(duì)于鐵路供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它只是電力系統(tǒng)中的角色之一，只相當(dāng)于龐大電力系統(tǒng)家族中的一個(gè)子系統(tǒng)。從供電方式的角度出發(fā)，目前鐵路供電系統(tǒng)的組成部分包括兩個(gè)：分為牽引供電系統(tǒng)和電力供電系統(tǒng)。牽引供電系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)給電氣化鐵路的動(dòng)車提供電力能源，起到牽引的作用。而電力供電系統(tǒng)的運(yùn)用范圍就更加廣泛了，例如調(diào)度指揮，旅客服務(wù)以及通信信號(hào)等均會(huì)設(shè)計(jì)電力供電系統(tǒng)。如今的鐵路供電系統(tǒng)的布局來(lái)說(shuō)，其供電線路一般都是沿著鐵路全線按照一條綜合的電力貫穿線以及一條一級(jí)的負(fù)荷電力貫穿線構(gòu)成。供電的距離也有一定的要求，一般是三十到五十千米，貫通線的電壓也一般控制在十千伏左右。但是環(huán)境不同的地方其數(shù)值也會(huì)有相應(yīng)的調(diào)整。例如海拔較高的青藏地區(qū)的電壓可能要增加五伏，供電距離也會(huì)成倍數(shù)的增加，甚至可以增加到一百千米，是正常距離的兩到三百。供電的主次順序則采用負(fù)荷電力貫通線為主，綜合電力貫通線為輔的手段。除此之外，變電站的設(shè)置點(diǎn)排列式分布也是必要的。

2.鐵路信號(hào)系統(tǒng)的介紹

鐵路信號(hào)系統(tǒng)的構(gòu)成包括很多的子系統(tǒng)，例如鐵路車站連鎖系統(tǒng)，駝峰信號(hào)系統(tǒng)，行車調(diào)度控制系統(tǒng)，鐵路車站連鎖系統(tǒng)以及微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等都屬于鐵路信號(hào)系統(tǒng)的組成部分。鐵路信號(hào)系統(tǒng)的存在對(duì)于鐵路的的正常運(yùn)行來(lái)說(shuō)是不可或缺的。它能夠保證鐵路列車的行車安全，負(fù)責(zé)鐵路運(yùn)輸?shù)闹笓]和提高鐵路運(yùn)輸?shù)哪芰?。在鐵路這個(gè)龐大的體系中，鐵路信號(hào)系統(tǒng)的指揮作用就像是人的耳朵和眼睛，它的控制部分則就是人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，它所承擔(dān)的責(zé)任，不僅是要反應(yīng)鐵路運(yùn)輸行車設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況，還要負(fù)責(zé)例如各種鐵路運(yùn)輸調(diào)度的指令控制的監(jiān)控及信號(hào)傳遞的工作。

鐵路信號(hào)系統(tǒng)除了軟件的監(jiān)控和控制系統(tǒng)，還包括另一重要組成部分，那就是鐵路信號(hào)的硬件設(shè)備。第一類是信號(hào)機(jī)設(shè)備。它主要負(fù)責(zé)和傳遞機(jī)車信號(hào)和地面固定信號(hào)的接收和傳遞。主要功能包括傳達(dá)各種收集的實(shí)時(shí)列車運(yùn)行信息，指示列車運(yùn)行的命令，提供列車運(yùn)行的實(shí)時(shí)線路和其他一些信息反饋功能。第二類是十分重要的控制設(shè)備。這類設(shè)備主要包括微機(jī)聯(lián)鎖，電氣集中和駝峰信號(hào)的控制臺(tái)以及聯(lián)鎖主機(jī)等。它的主要功能不但包括對(duì)各類信號(hào)設(shè)備的控制和操作，還包括檢測(cè)各類信號(hào)設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。第三類是道岔轉(zhuǎn)撤裝置。其主要包括電空轉(zhuǎn)轍裝置，電動(dòng)轉(zhuǎn)撤裝置和電液轉(zhuǎn)撤裝置。它最大的功能就是滿足列車運(yùn)行的各種實(shí)際需求。第四類是電線路設(shè)備。其中包括綜合樞紐電纜，普通信號(hào)電纜，光纜，數(shù)字信號(hào)電纜以及多種配線電纜線。它的存在為各類聯(lián)鎖和閉塞設(shè)備以及交流信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)一體化形成提供重要的技術(shù)平臺(tái)支持。除了以上四類，鐵路信號(hào)系統(tǒng)的設(shè)備還包括非常重要的電源設(shè)備。它也是其他電類的能源提供者。其子設(shè)備包括列車區(qū)間電源屏，車站電源屏和駝峰電源屏等。組要功能就是為其他鐵路設(shè)備提供電力能源，使這些設(shè)備其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。[1]

3.供電系統(tǒng)對(duì)鐵路信號(hào)系統(tǒng)的干擾分析

供電系統(tǒng)對(duì)鐵路列車的運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。但是電力對(duì)鐵路的信號(hào)系統(tǒng)也存在一定的干擾。對(duì)這些干擾的進(jìn)行詳細(xì)的分析會(huì)在最大限度上保證列車運(yùn)行的安全和效率。首先，目前我國(guó)的電氣化鐵路運(yùn)輸采用的是工頻交流制的供電方式。其電力牽引供電的主要方式有吸流變壓器供電，自耦變壓器供電，同軸電力電纜供電以及直接供電這四種主要的供電方式。對(duì)于鐵路供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，對(duì)信號(hào)系統(tǒng)干擾作用最大的就是電磁干擾。電和磁本來(lái)就本質(zhì)上的關(guān)聯(lián)，電可生磁，磁亦可生點(diǎn)，兩者相符相成。鐵路限號(hào)信號(hào)系統(tǒng)的電磁干擾的具體定義是指任何能使設(shè)備或是系統(tǒng)系能削弱的電磁現(xiàn)象均稱為電磁干擾現(xiàn)象。這種電磁干擾的方式有輻射干擾和傳導(dǎo)干擾兩種。輻射傳輸?shù)膫鬏斣硎峭ㄟ^(guò)一定的介質(zhì)將信息以電磁波的形式傳播出去。其主要的干擾按照電磁場(chǎng)的本身規(guī)律向周圍的空間呈發(fā)散式發(fā)射。傳導(dǎo)干擾則主要沿著干擾源和敏感器之間的連接電路進(jìn)行傳導(dǎo)。

3.1電力系統(tǒng)電磁干擾的途徑

以上兩類是電磁對(duì)鐵路信號(hào)系統(tǒng)的重要干擾方式及分類。電磁的干擾也有其一定的路徑。路徑主要分為三種。第一種是供電系統(tǒng)的牽引電流產(chǎn)生干擾信號(hào)，這種信號(hào)以空中輻射的方式對(duì)鐵路信號(hào)系統(tǒng)造成相應(yīng)的干擾。也就說(shuō)，這種干擾方式是以電磁波的形式向空中輻射，從而對(duì)誒鐵路信號(hào)系統(tǒng)的電子設(shè)備產(chǎn)生干擾，使其正常的工作受到一定程度上的影響。第二類干擾方式是指干擾信號(hào)通過(guò)信號(hào)電纜，設(shè)備的外殼，鐵路鋼軌，信號(hào)設(shè)備以及設(shè)備的電源進(jìn)入鐵路信號(hào)系統(tǒng)。它能夠?qū)φ麄€(gè)鐵路信號(hào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生很大的干擾。第三類則是干擾源通過(guò)一定的干擾方式將干擾信號(hào)耦合到了像電纜這種正在正常運(yùn)行的信號(hào)設(shè)備當(dāng)中去。這三種干擾方式的干擾途徑是很明確的，因此在屏蔽這些干擾現(xiàn)象的發(fā)生時(shí)，可以從它們的干擾途徑著手進(jìn)行解決。

3.2供電系統(tǒng)對(duì)鐵路信號(hào)系統(tǒng)干擾的方式

研究供電系統(tǒng)對(duì)鐵路信號(hào)系統(tǒng)的具體干擾方式也是一件十分有價(jià)值的項(xiàng)目。具體方式也可以總結(jié)為以下提到的這幾類。第一類，正在運(yùn)行中的電力機(jī)車對(duì)鐵路軌道電路的感應(yīng)性干擾。這種干擾方式主要來(lái)自正在運(yùn)行的電力機(jī)車上的電力系統(tǒng)對(duì)對(duì)到產(chǎn)生電路感應(yīng)變化，從而產(chǎn)生干擾源。第二類，牽引電流的回流現(xiàn)象會(huì)造成傳導(dǎo)性的干擾。其干擾原理是鐵路的兩條鋼軌中存在的牽引電流不是理想狀況下的相等，因此會(huì)造成變壓器中的兩個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通量不能完全相互抵消，這樣就會(huì)造成兩個(gè)線路中牽引電流的不平衡，從而引起電壓干擾現(xiàn)象。第三類是機(jī)車信號(hào)設(shè)備會(huì)受到機(jī)車的干擾。這種干擾包括電，磁以及電磁輻射源的干擾。第四類是電磁感應(yīng)和電磁輻射對(duì)信號(hào)系統(tǒng)造成一定的干擾。以上提到過(guò)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象就是造成這類干擾的主要原因。而且這種干擾往往對(duì)信號(hào)設(shè)備的正常運(yùn)行會(huì)造成很多的麻煩，應(yīng)該最大程度上的避免。最后一種是電火花脈沖和諧波造成的干擾現(xiàn)象。這種干擾的產(chǎn)生有兩種主要方式，一是機(jī)車斬波器分段牽引電流產(chǎn)生的諧波干擾。而是機(jī)車電力系統(tǒng)自身會(huì)產(chǎn)生諧波干擾現(xiàn)象。[2]

4.結(jié)語(yǔ)

供電系統(tǒng)也是一把雙刃劍，它能帶給鐵路系統(tǒng)動(dòng)力與便捷的同時(shí)，也能對(duì)鐵路的信號(hào)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的干擾現(xiàn)象。因此看來(lái)，對(duì)于鐵路信號(hào)系統(tǒng)的干擾源的探究對(duì)于鐵路系統(tǒng)的改進(jìn)和完善有著十分重大的價(jià)值。總體看來(lái)，找到信號(hào)干擾的具體方式和具體干擾途徑，并且采取有效的手段予以阻斷，才是有效避免這些不利信號(hào)干擾的最核心內(nèi)容。

【參考文獻(xiàn)】

[1]萬(wàn)元.鐵路信號(hào)系統(tǒng)電磁兼容需求研究[J].鐵道建筑技術(shù)，2013，21（1）：64-65.

[2]毛俊杰.高速鐵路列車速度自動(dòng)控制系統(tǒng)[J].中國(guó)鐵道出版社，2014，18（1）：78-80.