議電氣化鐵路牽引供電對鐵路信號設(shè)備的影響

張海龍

1.前言

隨著社會的不斷發(fā)展，鐵路體系已經(jīng)逐步走向了電氣化的模式，逐步實現(xiàn)了重載和高速，到了2007年以后，中國電氣化鐵路里程已達到24046.6公里，這也標(biāo)志著我國的鐵路的各個支線已經(jīng)實現(xiàn)了電氣化的發(fā)展。不過，基于電氣化模式下的鐵路系統(tǒng)，隨之而來的也有很多的問題，尤其是在鐵路的信號設(shè)備方面出現(xiàn)了不少的問題。最近這些年，在每個鐵路干線上，都有了一些新的技術(shù)和設(shè)備下的信號系統(tǒng)近，使得很多的矛盾都凸顯出來了。因此，將這些問題解決好，已經(jīng)成為鐵路系統(tǒng)的信號方面的一個關(guān)鍵。

2.我國現(xiàn)有的電氣化鐵路的特點

在鐵路運輸系統(tǒng)中，通過電力進行牽引是一種主要的運輸方式。這種方式能夠?qū)㈦娏D(zhuǎn)變成一種動力，牽引著火車前進。目前，牽引體系主要是由變電所、接觸電網(wǎng)、軌道電路以及回流路線等構(gòu)成的。我國現(xiàn)在主要采取的供電手段就是自耦變壓器供電的方式，這種方式的優(yōu)點是所需要提供電力的距離相對較遠，不會損失較多的牽引電壓，對于信號受到的干擾也比較小。

3.電氣化牽引供電對信號設(shè)備影響的原因及其分類

同某些采取電氣化的系統(tǒng)的鐵路進行對比，在電氣化的干線中，信號設(shè)備常常是處于一種被動的位置，電氣化鐵路是一種高壓環(huán)境下的體系，主要有這幾個特征：首先是具有電壓比較高，一般來說能夠達到25千伏；其次是在牽引電流中，有時候能夠達到數(shù)百甚至是上千萬的電流；最后是具有非線性的負荷，基于在整改的過程中，電力機車就會產(chǎn)生很大的諧波。在電氣化的牽引供電系統(tǒng)中主要可以分為四類：

（1）傳導(dǎo)性干擾

所謂的傳導(dǎo)性干擾，它是一種主要的對電氣化鐵路干擾因素。軌阻力、在接續(xù)線路中所產(chǎn)生的電流阻力、以及對地之間出現(xiàn)的泄露情況，甚至是在電壓器的線圈中出現(xiàn)不同的對稱性的一些因素所導(dǎo)致的。這些都是針對于鐵軌上不同的電流的流向所設(shè)置的，這種情形下，就會形成不同的電流。由于電流的不一樣，使得扼流變壓器在不一樣的部位，出現(xiàn)不一樣的電動效應(yīng)，致使變壓器逐步實現(xiàn)壓力升高的現(xiàn)象，當(dāng)達到一定的數(shù)值后，軌道繼電器出現(xiàn)錯誤的動作。

（2）容性耦合

在接觸網(wǎng)處的電壓是25kV，每當(dāng)在強電線處，就會出現(xiàn)一對對地的電壓，基于某些線路和大地之間的電壓，使得在電線和通信線路中，很容易出現(xiàn)電容發(fā)生耦合的現(xiàn)象，因此，電流出現(xiàn)了分支到各個設(shè)備當(dāng)中，因而產(chǎn)生了很多的靜電情況，逐步形成了電容的耦合情況。

（3）感性耦合

每次當(dāng)強電線中有電流經(jīng)過的時候，在強電線和受到干擾的設(shè)備之間就會出現(xiàn)耦合電感，所以，感性耦合不單單同接觸電網(wǎng)中的電流有著很大的關(guān)系，而且同接地的距離和長度也有很大的關(guān)系。

（4）阻性耦合/地電位影響

通過鋼軌與大地之間漏導(dǎo)，牽引回流進入地下，從而使得在周圍的電位有了一個升高的趨勢，在大地系統(tǒng)中，出現(xiàn)的雜散的情況的時候，往往會對通信系統(tǒng)產(chǎn)生出一定的干擾作用，從而出現(xiàn)了電路出現(xiàn)短路的時候，這樣導(dǎo)致了瞬間電流突然變大，大地中的電位呈現(xiàn)了上升的現(xiàn)象，這時候很容易出現(xiàn)危險的情況。

4.對于信號設(shè)備之間所采取的對策

基于使用不同的設(shè)備，產(chǎn)生的信號也不一樣，這對于型號不一樣的電氣化出現(xiàn)的干擾情況也是不同的，因此，針對每一種信號，要采取的對策也不一樣。比如說，對于鐵路系統(tǒng)的通信電路當(dāng)中，一般都是主要探究傳導(dǎo)性的干擾的時候，主要就傳輸電纜而言，主要對于可能出現(xiàn)的溶性干擾的情況或者是感性干擾的情況。

（1）25Hz軌道電路

對于25Hz軌道電路中出現(xiàn)的傳導(dǎo)性干擾情況，我們主要采取的是：一個方面是基于在電流的不平衡之下，所產(chǎn)生的脈沖電流，其波形主要是類似于正弦波形的情況，在這個當(dāng)中，主要包含著直流電的因素在內(nèi)，很容易導(dǎo)致軌道電路中出現(xiàn)某些元件處于一個飽和的狀態(tài)，從而能造成電路中傳輸?shù)男盘栯娏鞒霈F(xiàn)了跌落的情況。

另一個方面是基于當(dāng)前的脈沖所起到的干擾作用，使得接受器中的線性濾波器形成一個25Hz的衰減情況，同之前的25Hz信號有可能出現(xiàn)加和或者相減的情況，此時有可能造成軌道電路出現(xiàn)錯誤的波動的情況。

所以，針對這些情況可以采用的措施主要是：（a）不斷提升扼流變壓器之間的空隙，提升鐵芯的電流。（b）在容易發(fā)生扼流變壓器中加上抗干擾的線圈。

（2）機車信號

對于機車信號，一般也要采取相對應(yīng)的對策，主要是采用數(shù)字化的濾波器以及運用頻譜進行分析的手段處理。

（3）計算機連鎖，集中調(diào)度，列控中心等電子設(shè)備所采取的措施

針對在鐵路體系中的某些設(shè)備的干擾情況，這些干擾因素主要來自于電磁輻射，或者是電磁感應(yīng)，以及地位電壓方面的因素的干擾，唯一的解決辦法就是對這些系統(tǒng)實施屏蔽，從源頭上阻斷傳播的路徑，從而能有效的減少產(chǎn)生輻射的情況，我們對于鐵路系統(tǒng)中的電腦房間，在鐵路的機械室內(nèi)，一般都采取了屏蔽的方式進行處理，對于各個墻面也進行了相關(guān)的處理，每一個擁有電腦的設(shè)備室內(nèi)，都進行了電磁兼容的相關(guān)實驗，以保證能夠達到所需要的標(biāo)準(zhǔn)，在實際當(dāng)中進行有效的運用。

5.結(jié)束語

總而言之，對于這個鐵路系統(tǒng)，每一個強電體系和弱電體系，他們之間是一個共存的關(guān)系，而且，為了保證整個鐵路系統(tǒng)的運輸安全，必須采取一系列的措施來使得運輸體系安全運行，從而能夠保證整個電氣化設(shè)備處于一個安全的運行環(huán)境。

（作者單位：北京電務(wù)段）