多線并行軌道電路電容耦合干擾機理研究

摘 要： 高速鐵路車站并行股道多，應(yīng)用場景復(fù)雜，在三線并行情況下，中間股道易受兩旁線路的電磁干擾影響。當兩條線路均與中間股道同向時，中間股道所受電容耦合干擾為兩條線路干擾之和，且鄰線耦合電容越大，干擾亦越強。為減少多線并行鄰線間的電容耦合干擾，可采取改變線路相對布局、采用屏蔽等設(shè)計措施，確保高速鐵路車站軌道電路工作的穩(wěn)定性和可靠性。

關(guān)鍵詞： 高速鐵路 多線并行 軌道電路 鄰線干擾 電容耦合

Research on the Mechanism of the Capacitive Coupling Interference of Multiline Parallel Track Circuits

FU Zongchun LI Jie

Hunan Railway Professional Technology College， Zhuzhou， Hunan Province，412001 China

Abstract： There are many many parallel stationtracksin high-speed railway stations with complex application scenarios， andin the case of three parallel lines， the middle station track is susceptible to electromagnetic interference from the two side lines. When the two lines are in the same direction as the middle track， the capacitive coupling interference received by the middle station track is the sum of interference from the two lines， and the larger the coupling capacitance of adjacent lines， the stronger interference. Inorder to reducethe capacitive couplinginterferenceamongadjacent linesin the case of multiple parallellines， design measures such as changing the relative layout of lines and adopting shielding can be taken to ensure the stability and reliability of the operationof track circuitsin high-speed railway stations.

KeyWords： High-speed railway; Multi-line parallel; Track circuit;Interference fromadjacent lines; Capacitive coupling

中圖法分類號：U284.93

軌道電路作為高鐵列控系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)設(shè)備，其室外設(shè)備易受到鄰線電磁干擾，由此產(chǎn)生的列車行車安全事故已時有發(fā)生[1-4]。相較于鐵路區(qū)間，高鐵車站并行股道數(shù)量多，行車場景復(fù)雜，軌道電路鄰線干擾問題更加凸顯。本文從電容耦合干擾角度深入分析鄰線干擾對高鐵車站股道軌道電路產(chǎn)生的影響。

1多線并行鄰線干擾情況分析

高鐵車站存在多條并行股道線路，每條股道可以下行和上行雙向行車，不同工作場景對鄰線軌道電路產(chǎn)生不同影響[5-6]。圖1為三股道并行線路示意圖，其中的中間B股道受鄰線干擾情況分析如表1所示。

2模型構(gòu)建

并行線路的鋼軌間存在分布電容，使干擾源回路變化的信號經(jīng)電容耦合至被干擾回路，影響被干擾回路的正常工作。三線并行股道線路電容耦合原理如圖2所示。

圖2中線路2為三線并行的中間線路，以其為研究對象，電容耦合干擾影響具體分析如下。

2.1 線路1與線路2同向，線路3與線路2異向

此條件下，線路1與線路2載頻相同，會產(chǎn)生電容耦合干擾。此時，電容耦合干擾等效電路如圖3所示。

在圖3中，US1為干擾線路1回路的電壓源（干擾電壓），R1/RL1/C1、R2/RL2/C2、R3/RL3/C3分別為線路1、線路2、線路3回路的鋼軌內(nèi)阻/負載電阻/對地電容；UL2為由電容耦合在線路2回路接收端產(chǎn)生的電壓，C12、C32為回路間的互電容。根據(jù)電路定理，解得：

（1）

2.2 線路1、線路3與線路2同向

此條件下，線路1和線路3均與線路2載頻同頻，均會產(chǎn)生電容耦合干擾。此時三線并行電容耦合干擾等效電路如圖4所示。

根據(jù)電路定理，解得：

（2）

2.3 線路3與線路2同向，線路1與線路2異向

此條件下，線路3與線路2載頻相同，會產(chǎn)生電容耦合干擾。此時，電容耦合干擾等效電路如圖5所示。

根據(jù)電路定理，解得：

（3）

3模型分析

分析式（1）、式（2）、式（3）可知，當線路1、線路3與線路2同向時，線路1與線路3均對線路2產(chǎn)生鄰線干擾，干擾量的大小除了與線路干擾電源電壓、干擾源頻率有關(guān)外，還與線路的電阻、負載電阻以及干擾與被干擾線路間回路耦合電容有關(guān)，線路間耦合電容越大，干擾越大。

4結(jié)論

綜上所述，高鐵車站影響鄰線干擾的因素除了干擾源電壓、干擾源工作頻率、線路本身的電阻等之外，線路間的耦合電容是其中一個重要的影響因素，且鄰線耦合電容越大，干擾亦越強，對列車安全行車的影響也越大。為減少多線并行鄰線間的電容耦合干擾，可采取一定的特定措施，如改變線路相對布局、采用屏蔽等，確保高速鐵路車站軌道電路工作的穩(wěn)定性和可靠性。

參考文獻

[1]李強，何健.站內(nèi)一體化軌道電路股道防鄰線干擾分析及解決方案[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2021，18（11）：61-64.

[2]付振東.牽引電流諧波信號對ZPW-2000A軌道電路系統(tǒng)的影響分析[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2021，18（S1）：35-39.

[3]張海東.基于杜芬振子的ZPW-2000軌道電路抗鄰線干擾研究[J].鐵道標準設(shè)計，2022，66（5）：183-187，194.

[4]關(guān)懷君.高鐵四線并行不同制式軌道電路的應(yīng)用方案[J].鐵道通信信號，2021，57（2）：20-22.

[5]李智宇. 軌旁列控設(shè)備電磁干擾及防護研究[D].石家莊：石家莊鐵道大學，2023.

[6]熊奇慧. 高速鐵路軌道電路鄰線干擾及防護研究[D].北京：北京交通大學，2023.