電氣化鐵路牽引供電對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的影響

中國(guó)鐵建電氣化局集團(tuán)北方工程有限公司 楊 陳

電氣化鐵路牽引供電對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的影響

中國(guó)鐵建電氣化局集團(tuán)北方工程有限公司 楊 陳

在信息科技進(jìn)步的同時(shí)，電氣化對(duì)鐵路也產(chǎn)生了一定的作用，電氣鐵路牽引也對(duì)鐵路行業(yè)也造成了重要的影響。電氣化首先就要考慮到供電系統(tǒng)對(duì)鐵路建設(shè)產(chǎn)生的影響。因此，關(guān)注供電對(duì)鐵路信號(hào)的影響，能夠?yàn)殍F路工作人員很好的進(jìn)行鐵路建設(shè)打下基礎(chǔ)。

電氣鐵路；供電系統(tǒng)；信號(hào)設(shè)備；研習(xí)探究

引言

電氣牽引能夠?yàn)殍F路建設(shè)帶來新的技術(shù)，在一定程度上也會(huì)讓整個(gè)鐵道服務(wù)行業(yè)帶來全新的生機(jī)與活力。電氣化給鐵路建設(shè)帶來方便的同時(shí)，也導(dǎo)致了一些弊端，例如由于供電系統(tǒng)受到其他電磁波影響時(shí)，就會(huì)干擾到鐵路信號(hào)。研究出供電系統(tǒng)對(duì)鐵道信號(hào)影響因素，就能針對(duì)信號(hào)問題制定出解決措施。

1 牽引電氣化供電的含義

牽引式供電是一種運(yùn)輸車輛的電氣式供電方式，這樣的供電方式能夠?qū)⒏魈幍碾娫磪R集在一起，再利用牽引的方式降壓電流，把電流輸入列車進(jìn)行使用。這種牽引發(fā)電的好處主要有幾個(gè)方面:一是最大程度的節(jié)約電量，保證電能能夠得到盡可能的使用。二是牽引式供電的方式能夠降低整體列車的重量，提升列車的運(yùn)行速度。穩(wěn)定性的電氣化供電能夠?yàn)榱熊囘\(yùn)行提供合理規(guī)律的運(yùn)行速度，保障鐵路軌道交通的安全性，這是電氣化供電的第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)。第四點(diǎn)則是針對(duì)電力化而言的，牽引供電這種科學(xué)的鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)減輕工作人員的負(fù)擔(dān)，解放了更多的勞動(dòng)力和生產(chǎn)力。

雖然說，電氣化供電系統(tǒng)為鐵路運(yùn)輸建設(shè)帶來了更多的機(jī)遇和便利，但是它也存在著一些弊端，需要技術(shù)研發(fā)人員對(duì)此進(jìn)行改善。牽引化供電存在的問題有:第一個(gè)問題是這樣的供電系統(tǒng)對(duì)鐵路周邊的電磁波產(chǎn)生影響，會(huì)對(duì)鐵路運(yùn)輸線路上的周圍用戶產(chǎn)生不利影響。由于牽引供電存在特殊性，所以一旦出現(xiàn)了線路故障等問題，需要量列車停運(yùn)來進(jìn)行維修，給客戶帶來不好的乘坐體驗(yàn)。而另一個(gè)問題是牽引供電系統(tǒng)需要引入不同地方的電流，電網(wǎng)的復(fù)雜性可能會(huì)直接改變列車運(yùn)輸?shù)墓ぷ餍省?/p>

所以，牽引電流通過利用周邊有用的電磁波能量來為鐵路運(yùn)輸提供電源，這種電氣化的供電模式不僅對(duì)鐵路建設(shè)有一定的積極意義，同時(shí)它也會(huì)產(chǎn)生不利的作用，影響列車運(yùn)輸?shù)恼w服務(wù)效率。

2 鐵路信號(hào)設(shè)備的影響因素

在鐵軌運(yùn)輸?shù)倪^程中，信號(hào)是非常關(guān)鍵的要素。信號(hào)的好壞直接影響到鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩丸F道運(yùn)行的速度。優(yōu)良的信號(hào)設(shè)施能夠?yàn)榱己玫男盘?hào)做準(zhǔn)備，而鐵路信號(hào)也為鐵路運(yùn)輸?shù)於ɑA(chǔ)，要是沒有有效的信號(hào)搜集，那么運(yùn)行效率和運(yùn)行安全都會(huì)大打折扣。鐵路信號(hào)設(shè)備主要包括三個(gè)部分:站內(nèi)信號(hào)、列車指揮和列車調(diào)動(dòng)。

站內(nèi)信號(hào)實(shí)際上指的是是在鐵路運(yùn)輸?shù)倪^程中，通過發(fā)現(xiàn)鐵路中的各項(xiàng)指標(biāo)和信號(hào)來制定鐵路運(yùn)行方案和調(diào)整運(yùn)輸計(jì)劃，從而進(jìn)一步保證鐵路運(yùn)行過程中的安全和快速。一般來說，鐵路運(yùn)輸在面對(duì)一些較為復(fù)雜的路段時(shí)，就需要鐵路工作人員從實(shí)際情況出發(fā)，實(shí)時(shí)對(duì)領(lǐng)域負(fù)責(zé)人發(fā)布有關(guān)信號(hào)，形成統(tǒng)一一致的鐵路運(yùn)營(yíng)計(jì)劃，這些實(shí)際上都是通過發(fā)布信號(hào)實(shí)現(xiàn)的。

列車指揮是建立在列車運(yùn)行的基礎(chǔ)上的，列車運(yùn)行需要利用到計(jì)算機(jī)對(duì)列車所運(yùn)行領(lǐng)域進(jìn)行大致運(yùn)算和統(tǒng)籌，幫助負(fù)責(zé)人們順利進(jìn)行接下來的列車指揮工作。列車指揮指的就是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)來自動(dòng)搜集有效數(shù)據(jù)，工作人員進(jìn)行協(xié)調(diào)處理之后，將信息反饋給總部，最后由控制中心發(fā)送有關(guān)控制指令。不僅如此，許多鐵路建設(shè)部門還在列車中安裝了許多設(shè)備，以此來實(shí)現(xiàn)列車的自動(dòng)化指揮。

列車調(diào)動(dòng)實(shí)際上是很有必要的，因?yàn)榛疖囋谛旭傔^程中，極其容易出現(xiàn)一些問題，比如因洪水和泥石流造成的軌道受損、甚至是停運(yùn)。這就需要相關(guān)工作人員采用調(diào)配的方式來改變?cè)械倪\(yùn)輸狀態(tài)。電力化搜集鐵路信息數(shù)據(jù)，對(duì)鐵路信息做出統(tǒng)計(jì)和調(diào)控，能很大程度上避免因自然災(zāi)害所造成的列車故障的問題。

3 電氣化牽引鐵路發(fā)展現(xiàn)狀

在電力科技的影響下，不少鐵路運(yùn)輸行業(yè)都把牽引式的供電方式納入到鐵路運(yùn)輸?shù)倪^程中，優(yōu)勢(shì)是不言而喻的。但這樣的供電模式帶來便利和高效率的同時(shí)也帶來了信號(hào)系統(tǒng)的影響，某些鐵路機(jī)關(guān)部門因?yàn)槭褂脿恳降墓╇姺绞?，?dǎo)致列車中信號(hào)條件較差。旅客的用戶體驗(yàn)也不是特別高。就目前來說，很少有鐵路工作人員對(duì)牽引供電方式對(duì)信號(hào)設(shè)備的影響進(jìn)行合理研究，這在鐵路研究領(lǐng)域仍舊是個(gè)空白。研究電氣化的牽引供電方式對(duì)鐵路信號(hào)的干擾因素，能夠盡量避免因這種供電系統(tǒng)產(chǎn)生的信號(hào)不穩(wěn)定。

4 信號(hào)設(shè)備受到牽引供電干擾的原因

在對(duì)牽引供電概念和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹之后，以電氣化牽引電源對(duì)鐵路信號(hào)的影響為基礎(chǔ)，探究鐵路信號(hào)受到干擾的主要原因，幫助鐵路工作人員對(duì)供電系統(tǒng)做出改善，保證良好信號(hào)條件。

4.1 對(duì)列車信號(hào)的傳導(dǎo)式影響

在某種條件之下，因?yàn)闋恳╇娭须娏骶哂胁▌?dòng)性，所以造成了列車內(nèi)有關(guān)信號(hào)設(shè)備數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定，這樣就導(dǎo)致了列車信號(hào)的不穩(wěn)定。絕大多數(shù)情況下，軌道連接處的電磁波流動(dòng)和電能波動(dòng)是穩(wěn)定的，但是由于動(dòng)作幅度大，軌道和列車之間摩擦增加，就造成了牽引化供電系統(tǒng)的不平衡，這種不平衡性干擾到列車中的扼流變壓器，變壓器的電壓逐漸升高，潛移默化中也變化了繼電器的工作情況，繼而影響鐵路信號(hào)設(shè)備的正常運(yùn)作。在這種情況下，及時(shí)對(duì)鐵路建設(shè)進(jìn)行檢修和排查，將防范風(fēng)險(xiǎn)降到最低是比較好的方式。

4.2 對(duì)信號(hào)設(shè)備的輻射性干擾

上面提到，電氣化牽引供電是利用周圍電網(wǎng)進(jìn)行電流儲(chǔ)存和運(yùn)用的，節(jié)約電能的過程中也造成了一些問題。 要是在連接電網(wǎng)使用的過程中，因?yàn)殡娐分械哪硞€(gè)開關(guān)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題，就會(huì)讓整個(gè)供電過程中產(chǎn)生一股巨大的電流沖擊，讓變壓器的閾值快速達(dá)到飽和狀態(tài)，也使得鐵軌中的繼電器發(fā)生不正常的移動(dòng)，信號(hào)磁波受到干擾，會(huì)短暫出現(xiàn)信號(hào)中斷的情況。為此，鐵道工作人員采用合理的牽引供電方案，不胡亂破壞電網(wǎng)原有的秩序，另外，也要適度及時(shí)的安排電網(wǎng)的檢查維修工作，保證供電電流的充足穩(wěn)定。

4.3 對(duì)鐵路運(yùn)輸信號(hào)的其他干擾

鐵路軌道在修建過程中，原本將電流電網(wǎng)安置在鐵軌接觸地面一端的，因?yàn)檫@樣能夠最大程度的保證鐵路工作人員和乘坐顧客的人身安全。但要是鐵路建設(shè)中，沒有將電源、鐵軌和火花帶三者進(jìn)行分離，就會(huì)產(chǎn)生極大的安全隱患，不僅如此，電路電流會(huì)直接阻斷安全火花帶，短時(shí)間內(nèi)對(duì)信號(hào)設(shè)備造成不利影響。這就需要有關(guān)工作人員在進(jìn)行建設(shè)的過程中排查火花帶是否都存在，避免因偷工減料導(dǎo)致安全事故。在鐵路運(yùn)輸中，配置合適的扼流變壓器，使得電流的輸送保持在平穩(wěn)狀態(tài)。

4.4 對(duì)機(jī)車信號(hào)容性耦合影響

一般來說，在電流和接觸網(wǎng)共同工作時(shí)，電壓基本上處于平和狀態(tài)，但在某些不正常情況之下，比如雷電天氣，空氣中正負(fù)電荷相互交集，平穩(wěn)的電壓也會(huì)波動(dòng)，強(qiáng)大的電壓電流使得鐵路信號(hào)產(chǎn)生容性耦合的問題，這種干擾和列車信號(hào)設(shè)備離電壓系統(tǒng)的遠(yuǎn)近、供電系統(tǒng)的電流大小都有一定的關(guān)聯(lián)。而采取兩種措施能夠有效改善，一種是增加變壓器的電流強(qiáng)度，變壓器電流變大之后，就不容易受到周遭電壓電流變化的影響，阻止了繼電器的不正常運(yùn)作。而另一種是增強(qiáng)鐵路運(yùn)輸?shù)目垢蓴_能力，電流對(duì)信號(hào)磁波產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致信號(hào)輸送不正常，增加軌道的抗干擾能力能促使信號(hào)得以更好的傳播。電路要是能對(duì)信號(hào)磁波傳送產(chǎn)生幫助，那么信號(hào)傳播受到的干擾也會(huì)削弱。

5 結(jié)束語

事物都具有兩面性，電氣化牽引供電一方面為鐵路運(yùn)輸帶來更多便利，利用了更多有效資源，但是它也對(duì)鐵路信號(hào)產(chǎn)生了相當(dāng)大的干擾。面對(duì)這些干擾，鐵路工作人員需要耐心檢查，找出影響鐵路信號(hào)的關(guān)鍵原因，通過改變軌道建設(shè)中存在的不合理因素，及時(shí)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行維修，保證鐵路信號(hào)的暢通和軌道交通的安全。

[1]李制軍．淺議電氣化鐵路牽引供電對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的影響[J]．西鐵科技．