淺析ZPW—2000A軌道電路區(qū)段工頻干擾

摘 要：工頻干擾即50Hz交流信號(hào)對(duì)其它系統(tǒng)造成的干擾，ZPW-2000A軌道電路經(jīng)常受到的工頻干擾多數(shù)是牽引電流流經(jīng)其信號(hào)通道時(shí)產(chǎn)生的，文章通過(guò)對(duì)軌道電路及機(jī)車(chē)信號(hào)的理論分析，找出工頻干擾產(chǎn)生的原因，并提出相應(yīng)的解決措施

關(guān)鍵詞：ZPW-2000A軌道電路；機(jī)車(chē)信號(hào)；工頻干擾；牽引電流

前言

近年來(lái)，隨著鐵路的不斷發(fā)展，以及ZPW-2000A軌道電路的普遍應(yīng)用，50Hz交流信號(hào)對(duì)ZPW-2000A軌道電路移頻信號(hào)的干擾，導(dǎo)致機(jī)車(chē)信號(hào)錯(cuò)誤顯示問(wèn)題也越發(fā)嚴(yán)峻，給運(yùn)輸生產(chǎn)及行車(chē)安全造成極大的影響。因此，分析干擾產(chǎn)生的原因和尋找解決方案是非常必要的。

1 ZPW-2000A軌道電路及機(jī)車(chē)信號(hào)簡(jiǎn)介

軌道電路是以鐵路線路的鋼軌為導(dǎo)體構(gòu)成的電路。軌道電路發(fā)送器輸出的移頻信號(hào)通過(guò)電纜通道傳輸?shù)戒撥?。在軌道電路的另一端，將鋼軌上接收到的移頻信號(hào)能過(guò)電纜傳輸?shù)绞覂?nèi)軌道電路接收器，由接收器對(duì)接收到的移頻信號(hào)特征進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。

機(jī)車(chē)信號(hào)是能夠自動(dòng)顯示運(yùn)行前方地面信號(hào)信息的車(chē)載系統(tǒng)。當(dāng)機(jī)車(chē)運(yùn)行在ZPW-2000A軌道電路區(qū)段時(shí)，機(jī)車(chē)信號(hào)系統(tǒng)的線圈接收軌道電路信息（如圖1所示）。連接線圈I和線圈II的“紅”端子，在“黑”端子就能夠得到一個(gè)電壓值，該值被車(chē)載系統(tǒng)計(jì)算分析后得到的就是前方地面信號(hào)的信息。

圖1 牽引電流通道示意圖

圖2 牽引電流回流示意圖1

2 工頻干擾的分析

2.1 工頻干擾產(chǎn)生的原理

工頻干擾即通常所說(shuō)的50Hz交流信號(hào)對(duì)其它系統(tǒng)造成的干擾，ZPW-2000A軌道電路經(jīng)常受到的工頻干擾多數(shù)是牽引電流流經(jīng)其信號(hào)通道時(shí)產(chǎn)生的干擾。如圖1所示，牽引電流從受電弓被接入機(jī)車(chē)的電動(dòng)機(jī)，然后通過(guò)輪對(duì)傳遞到鋼軌上。正常情況下，兩根鋼軌回流到變電所的通道阻抗基本一致，流經(jīng)兩根鋼軌的電流大小相等、方向相同，線圈I和線圈II的電動(dòng)勢(shì)相互抵消，最后由兩個(gè)“黑”端子輸出給車(chē)載系統(tǒng)的工頻電壓值為零，這樣工頻信號(hào)并不干擾機(jī)車(chē)信號(hào)。但是，當(dāng)流經(jīng)兩根鋼軌的電流大小不相等甚至相差懸殊時(shí)，線圈I和II的電動(dòng)勢(shì)不能相互抵消，當(dāng)該值超過(guò)一定幅值時(shí)，就會(huì)對(duì)機(jī)車(chē)信號(hào)車(chē)載系統(tǒng)造成干擾，可能會(huì)使車(chē)載系統(tǒng)對(duì)ZPW-2000A軌道電路傳達(dá)的有用信號(hào)不能正常識(shí)別，嚴(yán)重時(shí)能夠?qū)е峦＼?chē)。

2.2 工頻干擾典型故障案例

（1）道岔區(qū)段跳線設(shè)置不合理導(dǎo)致的工頻干擾現(xiàn)象

由于翼軌與心軌之間無(wú)跳線，導(dǎo)致在一定長(zhǎng)度區(qū)域內(nèi)，運(yùn)行方向左側(cè)走行軌無(wú)牽引電流，右側(cè)走行軌內(nèi)有牽引電流，兩根鋼軌內(nèi)牽引電流大小嚴(yán)重不一致，導(dǎo)致工頻干擾現(xiàn)象的發(fā)生（如圖2所示）。解決措施：在翼軌與心軌之間設(shè)置跳線。

（2）空扼流同單根鋼軌虛接導(dǎo)致的工頻干擾現(xiàn)象

扼流變壓器一端同鋼軌之間虛接，（如圖3左所示），相當(dāng)于串接一個(gè)大阻值電阻，導(dǎo)致工頻干擾現(xiàn)象的發(fā)生。在現(xiàn)場(chǎng)觀察虛接點(diǎn)，大都會(huì)有大電流灼傷的痕跡。解決措施：使用新接線端子重新壓接，并緊固相關(guān)緊固螺母。

（3）單根鋼軌接地導(dǎo)致的工頻干擾現(xiàn)象（見(jiàn)圖3右所示）

導(dǎo)致鋼軌接地的原因很多，例如安裝車(chē)輪傳感器、轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作桿同鋼軌之間墊片破損且轉(zhuǎn)轍機(jī)外殼接地、鋼軌同軌枕之間墊片絕緣性能不佳等，鋼軌的意外接地點(diǎn)給牽引電流提供了回流變電所的便捷通道。流經(jīng)兩根鋼軌的電流大小不一致，導(dǎo)致工頻干擾現(xiàn)象的發(fā)生。解決措施：分別測(cè)試兩根鋼軌對(duì)地電壓值，如果差別很大則可以懷疑鋼軌存在接地點(diǎn)，逐一排查所有可疑點(diǎn)，直至兩根鋼軌對(duì)地的電壓值接近一致。

3 抑制工頻干擾的基本措施

按照電氣化區(qū)段鋼軌回流應(yīng)確保暢通的原則，兩根鋼軌通過(guò)的牽引電流不平衡系數(shù)應(yīng)滿足不大于5%的規(guī)定。日常維護(hù)要經(jīng)查檢查回流是否暢通，連接扼流中心的回流線、吸上線、火花間隙、區(qū)間橫向連接線、鋼軌引接線安裝是否符合電氣化區(qū)段防護(hù)要求，線路地錨拉桿對(duì)地絕緣是否良好，鋼軌是否存在單軌接地或單軌回流情況，確保兩軌條牽引電流平衡。ZPW-2000A區(qū)段工頻干擾具有復(fù)雜多變性，如相鄰線路干擾、相鄰區(qū)段干擾等，碰到具體問(wèn)題時(shí)，還需進(jìn)行深入的理論分析和調(diào)查研究，找準(zhǔn)問(wèn)題癥結(jié)，方可徹底整治。

參考文獻(xiàn)

[1]北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院.客運(yùn)專線ZPW-2000A軌道電路[Z].2009.

[2]北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院.道岔跳線安裝引起工頻干擾的分析[Z].2013.

作者簡(jiǎn)介：劉嘉（1982-），男，黑龍江省哈爾濱市，沈陽(yáng)鐵路信號(hào)有限責(zé)任公司，學(xué)士，研究方向：ZPW-2000A軌道電路。