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

龍瑤

摘 要：隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的鐵路信號(hào)系統(tǒng)也迎來(lái)了飛躍式的發(fā)展。所以對(duì)于如何增強(qiáng)鐵路信號(hào)系統(tǒng)的抗干擾性，避免產(chǎn)生錯(cuò)誤的輸出信號(hào)，保證營(yíng)運(yùn)的過(guò)程中的安全性是我國(guó)目前在鐵路運(yùn)營(yíng)中需要解決的技術(shù)問(wèn)題，我們應(yīng)該分析和探討供電系統(tǒng)對(duì)鐵路信號(hào)系統(tǒng)的干擾方式，為保障和維護(hù)鐵路信號(hào)系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全性提供理論指導(dǎo)，具有一定的社會(huì)意義。

關(guān)鍵詞：供電系統(tǒng)；鐵路信號(hào)系統(tǒng)；對(duì)策措施

前言：鐵路現(xiàn)代信息技術(shù)重要部分就是鐵路的信號(hào)系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)及微電子技術(shù)的快速發(fā)展，鐵路信號(hào)系統(tǒng)逐漸成為鐵路運(yùn)營(yíng)中不可替代的一部分，調(diào)度指揮自動(dòng)化方面發(fā)揮著極為重要作用。高速鐵路具有速度快，安全性高，車(chē)輛穩(wěn)等特點(diǎn)，極易導(dǎo)致線(xiàn)路故障，短路的時(shí)候，會(huì)瞬間增大電流，軌道工作人員的生命安全會(huì)受到嚴(yán)重威脅，當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，會(huì)使信號(hào)設(shè)備受到嚴(yán)重?fù)p害，會(huì)嚴(yán)重威脅到列車(chē)的行車(chē)安全。牽引供電系統(tǒng)極易干擾和威脅到鐵路信號(hào)系統(tǒng)。如果缺少一定的抗干擾措施，系統(tǒng)的運(yùn)行將受到嚴(yán)重的影響 ，造成信號(hào)設(shè)備的損壞甚至產(chǎn)生錯(cuò)誤的信息輸出，導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。

一、鐵路供電系統(tǒng)的簡(jiǎn)介

電力系統(tǒng)這個(gè)詞匯經(jīng)常在生活中聽(tīng)到，電力系統(tǒng)是一種有機(jī)系統(tǒng)，它是將變電，民眾的用電，以及發(fā)電和輸電進(jìn)行一個(gè)組合。當(dāng)中發(fā)電的動(dòng)力源就包含水能，太陽(yáng)能，熱能，核能等一些新型環(huán)保能源 以及一些傳統(tǒng)能源。而對(duì)于鐵路的供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，電力系統(tǒng)只是其中的一部分。也就是相當(dāng)于一個(gè)巨大的電力系統(tǒng)中的一個(gè)分支系統(tǒng)。而如果單純從供電方式出發(fā)，電力的供電系統(tǒng)和供電的牽引系統(tǒng)這兩部分構(gòu)成了鐵路的供電系統(tǒng)。牽引供電系統(tǒng)主要是為電氣化鐵路的動(dòng)車(chē)提供電力能源，這就起到了牽引作用。電力的供電系統(tǒng)范圍運(yùn)用的就更加廣泛了，比如旅客的服務(wù)，調(diào)度指揮，和通信的信號(hào)等均會(huì)設(shè)計(jì)到電力供電系統(tǒng)對(duì)于如今的鐵路供電系統(tǒng)的分布來(lái)說(shuō)，其中的供電線(xiàn)路一般都是沿著鐵路全線(xiàn)按照一個(gè)綜合的電力貫穿線(xiàn)和一級(jí)一條的負(fù)荷電力貫穿線(xiàn)構(gòu)成。而供電的間距也有很大的要求，一般的距離是三十到五十千米，而貫穿線(xiàn)的電壓也一般在十千伏左右。但因?yàn)樗诘沫h(huán)境不同，各個(gè)地方的數(shù)值也會(huì)有相應(yīng)的調(diào)整。比如在海波較高的青藏地區(qū)，電壓就需要再次增加，供電距離也會(huì)不斷的增加，有時(shí)甚至可以增加到一百千米，是正常距離的兩到三百。而且變電站的設(shè)置點(diǎn)的排列分布也是很重要的。

二、分析引供電系統(tǒng)對(duì)鐵路信號(hào)系統(tǒng)的干擾方式

1.在電力機(jī)車(chē)行使的過(guò)程中，機(jī)車(chē)的軌道電路就會(huì)被電動(dòng)力系統(tǒng)所干擾從而產(chǎn)生感性性。在使電機(jī)升起和電網(wǎng)出現(xiàn)波動(dòng)的過(guò)程中，電壓波容易產(chǎn)生變化，在這個(gè)變化的過(guò)程中感層次的諧波在軌道的電路中 發(fā)生感應(yīng)，這樣就會(huì)很容易導(dǎo)致信號(hào)控制方位的變化、繼電器錯(cuò)誤的吸起等問(wèn)題。電力機(jī)車(chē)所產(chǎn)生的諧波電流對(duì)軌道電路的干擾主要分為在兩個(gè)方面：一、列車(chē)沒(méi)有實(shí)際占用某個(gè)運(yùn)行空間，但軌道電路上會(huì)因?yàn)橹C波電流的出現(xiàn)表現(xiàn)出一個(gè)運(yùn)行區(qū)間被列車(chē)的占用繼電器錯(cuò)誤落下，這樣就會(huì)導(dǎo)致安全的信號(hào)系統(tǒng)失去保障，這會(huì)導(dǎo)致該區(qū)間的火車(chē)無(wú)法正常運(yùn)行，運(yùn)輸效率降低。二、車(chē)輛運(yùn)行時(shí)，某個(gè)運(yùn)行區(qū)間已經(jīng)被列車(chē)實(shí)際占用，諧波電流的出現(xiàn)會(huì)使軌道電路中提示，這個(gè)區(qū)間沒(méi)有任何列車(chē)的行使，應(yīng)該要落下的繼電器因?yàn)檐?chē)輛的電磁干擾被錯(cuò)誤吸起來(lái)，造成這種情況具有非常大危險(xiǎn)性，極有可能發(fā)生兩車(chē)之間撞車(chē)和追尾現(xiàn)象發(fā)生，列車(chē)上乘客生命財(cái)產(chǎn)安全受到嚴(yán)重威脅。綜上所述，電磁環(huán)境在鐵路信號(hào)系統(tǒng)安全可靠性方面有很大影響。

2.牽引電流回流造成的傳導(dǎo)性干擾解析

鐵路信號(hào)系統(tǒng)中的電路軌道是在絕緣處設(shè)置安裝了扼流變壓器，利用扼流變壓器來(lái)接通鋼軌的信號(hào)設(shè)備。在一般理想的情形下，扼流變壓器的兩端都有線(xiàn)圈，負(fù)責(zé)牽引兩哥鋼軌之間的電流，要依次經(jīng)過(guò)兩端的線(xiàn)圈，然后在經(jīng)過(guò)變壓器的中心接著轉(zhuǎn)頭流向第二個(gè)扼流變壓器的兩端上的線(xiàn)圈。假如兩端的線(xiàn)圈匝數(shù)一樣，牽引電流就會(huì)發(fā)生大小相等和方向相反的磁通量，這也會(huì)發(fā)生在扼流變壓器的兩端線(xiàn)圈。所以由于牽引電流的影響在扼流變壓器中所造成的的總磁通量為0.由于牽引電流的抵消作用，信號(hào)線(xiàn)圈上就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，信號(hào)設(shè)備就不會(huì)受到牽引電流的影響，在實(shí)際的操作中，兩個(gè)鋼軌之間通過(guò)的電流并不一樣，這樣就不能完全抵消扼流變壓器線(xiàn)圈中所產(chǎn)生的磁通量，總的磁通量就不為0，牽引電流的不平衡會(huì)導(dǎo)致很多種問(wèn)題的發(fā)生，比如干擾電壓。燒損軌道電路的元器件。

3.地電位升高帶來(lái)的影響

牽引電流經(jīng)由鋼軌回流時(shí)，由于因?yàn)榇蟮睾偷鼐€(xiàn)之間出現(xiàn)漏泄導(dǎo)電現(xiàn)象，電流會(huì)直接從地線(xiàn)漏泄導(dǎo)人大地，從而使大地的電位增高。通常電流導(dǎo)入越多，大地電位就會(huì)增加。如果信號(hào)電纜的接地點(diǎn)正好處于這個(gè)位置，大地電位的增高會(huì)決定信號(hào)電纜接觸點(diǎn)的位置發(fā)生變化。一旦這種地電位的變化反竄到系統(tǒng)，各種地線(xiàn)點(diǎn)位都會(huì)受到影響。例如：在計(jì)算機(jī)中數(shù)字系統(tǒng)，這種地電位的變化會(huì)影響到工作的邏輯地位，會(huì)嚴(yán)重影響到系統(tǒng)的工作效果。因此，對(duì)于保持地電位的變化是至關(guān)重要的，它會(huì)影響計(jì)算機(jī)的數(shù)字系統(tǒng)的控制。特別是網(wǎng)絡(luò)接觸中發(fā)生短路時(shí)，短路故障發(fā)生附近的地電位升高。如果短路的位置出現(xiàn)在信號(hào)樓的周?chē)?，?jì)算機(jī)的連鎖系統(tǒng)的輸出都會(huì)受到影響，這樣計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常工作也會(huì)受到影響，還有可能會(huì) 損壞信號(hào)設(shè)備，在電纜的接地點(diǎn)周?chē)霈F(xiàn)短路位置的時(shí)候，會(huì)降低電纜的傳輸質(zhì)量，還能可能?chē)?yán)重的導(dǎo)致電纜外皮損壞。

三、信號(hào)干擾的應(yīng)對(duì)方法

1.設(shè)備措施

供電方式的選擇有AT、BT等多種方式，但是這兩種供電形式不僅可以提高牽引供電回路的相對(duì)性，還可以減少接觸網(wǎng)感應(yīng)電流影響；在牽引變電所中安裝電容補(bǔ)償裝置，可以起到過(guò)濾作用，還可以改善功率數(shù)，同時(shí)減少諧波的干擾；我們應(yīng)該采取合適的機(jī)車(chē)類(lèi)型，在機(jī)車(chē)上安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容以及安裝過(guò)濾裝置。也要在電力機(jī)車(chē)變壓器旁安裝幾次獨(dú)立支路，即可以改善功率因數(shù)又可以同時(shí)可以減少感應(yīng)性干擾同時(shí)濾去幾次諧波。

2.工程措施

在直流供電情境下，應(yīng)該架設(shè)架空回流線(xiàn)。利用接觸網(wǎng)線(xiàn)和架空回流線(xiàn)之間的相互促進(jìn)作用提高供電回路的相對(duì)性。這樣牽引變電所會(huì)流回大部分經(jīng)由架空回流線(xiàn)的回流電。在擁有軌道電路的地方，已經(jīng)嚴(yán)令禁止鋼軌與電路連接線(xiàn)直接接觸。

3.設(shè)計(jì)措施

牽引電流回流線(xiàn)和行車(chē)房以及信號(hào)機(jī)房要保持相對(duì)的距離，否則牽引電流會(huì)導(dǎo)致電磁受到影響，所以安全距離至少在15米以上。在扼流變壓器的地點(diǎn)選擇上，主要受到軌道電路傳輸?shù)挠绊?。扼流變壓器一頭接觸鋼軌時(shí)會(huì)發(fā)生物理作用，會(huì)產(chǎn)生吸流作用。不僅消耗鐵道電路的功率，還會(huì)導(dǎo)致傳輸?shù)拈g距不斷減小。根據(jù)種種研究顯示，軌道電路的傳輸間距會(huì)不斷減少，都是因?yàn)榭斩罅髌髯儔浩鞯脑黾恿俊?/p>

結(jié)束語(yǔ)：應(yīng)用供電系統(tǒng)有好的一面，也有不好的一面。給人民帶來(lái)便捷的同時(shí)也對(duì)鐵路信號(hào)系統(tǒng)產(chǎn)生了一定影響。供電系統(tǒng)干擾鐵路信號(hào)系統(tǒng)是多方面的且會(huì)產(chǎn)生不良的后果，影響人民人身財(cái)產(chǎn)安全，和生命安全。不太利于社會(huì)快速發(fā)展。相關(guān)部門(mén)應(yīng)對(duì)此事引起高度重視，減少供電系統(tǒng)對(duì)鐵路信號(hào)的電磁干擾，要采取措施預(yù)防和面對(duì)故障的發(fā)生，從設(shè)備，設(shè)計(jì)，工程等方面不斷加以完善，保證鐵路信號(hào)系統(tǒng)更加安全，推動(dòng)可用性，可靠性以及穩(wěn)定性的不斷提高。所以我們應(yīng)該完善應(yīng)用供電系統(tǒng)，可以給人民帶來(lái)方便的同時(shí)，還可以減少對(duì)鐵路信號(hào)的影響。

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