(中国铁路武汉局集团有限公司襄阳电务段 湖北武汉 441000)
摘要：近年来，随着新建铁路线全部使用电气化牵引，既有线路大部分也进行了电气化改造。随着牵引重量的增加，列车运行速度的提高，牵引电流越来越大，对铁路信号设备的电磁干扰愈来愈大，对行车安全构成严重的威胁。基于此，分析了电气化铁路牵引供电对铁路信号设备的干扰类型及原因，并结合实际工作经验提出了相应应对策略，以期能有效降低牵引供电对铁路信号设备的影响，更好地保障电气化铁路安全运行。
关键词：电气化；铁路信号；设备；故障；措施
1导言
随着我国社会经济等各项指标的快速发展，与国际接轨的现代化程度越来越明显，建设社会主义强国的民族伟大复兴的理想正在逐步实现。电气化铁路作为运载量最大的交通工具，其安全运行质量必须保障，安全是快速的基础和前提，铁路是国民经济的大动脉、全国沟通联系的纽带、国民经济建设的先行行业。
2牵引供电对铁路信号设备干扰类型及原因
2.1信号设备传导性干扰
信号设备受到传导性干扰，主要是因为电气化牵引供电的电流存在不平衡而引起的干扰，也是信号设备受到干扰的主要原因。钢轨是电气化牵引供电的电流和信号设备的共用通道，但是由于存在接线阻抗、钢轨阻抗以及对地泄漏等因素影响，往往就导致流经钢轨的电流值存在一定差值，从而导致不平衡电流产生，进而对信号设备形成干扰。由于不平衡电流的影响，扼流变压器会产生感应电动势，直接导致扼流变压器的电压升高，当电压升高到一定值时就会导致轨道上的继电器产生误动，使信号设备出现异常。另外，不平衡系数是不平衡电流和总电流的百分比，它是衡量不平衡电流的一个重要参数。
2.2信号设备容性耦合干扰
一般来说，接触网的电压是一个很大的值，如果强电线上存在对地电压，由于受到干扰的信号设备和大地之间存在电压，就会导致信号设备和强电线之间产生电容耦合，从而引起强电线中的强电流分流到信号设备当中，引起感应电动势产生，对信号设备造成容性耦合影响。所产生的感应电动势的静电场强度和信号设备距离以及电流大小之间都有关联。
2.3信号设备感性耦合干扰
电气化牵引供电的电压很高、电流很大。通常情况下，牵引电流能够达到几百甚至上千安培，当接触网通过电流时，由于受干扰的信号设备和接触网强电线之间存在耦合电感，就会在受干扰的信号设备中形成感应电动势，进而产生感性耦合。感性耦合与容性耦合既有相通之处，又有不同之处，一般来说，感性耦合不仅与信号设备、接触网之间的距离存在关系，还与接触网流经的电流大小有关系。
3.4牵引电流造成的轨道电路故障
在这次的调查处理实践过程中，主要针对沿线各站点轨道电路的几大重点环节设施部分进行了检验，首先对保险管、硒堆与防雷元件的性能与安装程序进行了检查，特别对电压提升器和电缆烧毁的故障进行了彻底处理，以及对这一系列事故现象的分析，我们发现，其主要原因是牵引电流在两条钢轨中运行失衡，同时有可能因为对雷电等自然因素的防护措施不当，这两方面因素共同导致的。仔细研究分析，笔者认为发生这类故障的根本原因是对电气化铁路安全运行的基本原理认识不清导致的。从铁路设备信号维修的角度分析，导致沿线站点钢轨间牵引电流失衡的主要原因有两条，一是信号设备质量不过关；二是由人为原因导致的。在当初施工时为了方便，供电部门的工作人员直接把铁路沿线站点的杆塔地线与轨道电路一侧的钢轨连接，这样势必导致与吸上线设置的位置不当，造成电气化铁路沿线轨道电流的不平衡，从而产生轨道电路故障。
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4电气化铁路信号设备保护措施与故障防治措施
4.1重点加强轨道电路的安全防护工作
按照铁路部门的相关规定，根据当地实际情况，认真做好铁路区段轨道电路的定期和实时巡视工作，确保任何区段的钢轨接续线、抗流引接线和跳线的完好无损，加强高质量的绝缘防护工作，一定要把区段钢轨的底部与地面金属物隔离并且采取有效绝缘措施。除此之外，要在设备电路正线回流比较集中的地方，增加扼流适配器装置，通过扼流适配器的有效功能确保不会受到来自牵引电流、雷电流的干扰。
4.225 Hz频率轨道电路的干扰应对策略
25 Hz频率轨道电路受到的主要干扰是传导性干扰，诱发原因主要是轨道之间的不平衡电流引起的。一般来说，25 Hz频率轨道电路受到不平衡电流影响的方式主要有两种：其一是不平衡电流会形成脉冲电流，其脉冲电流的波形的上下半波是不对称的，具有少许直流成分，可能使扼流变压器等元器件发生饱和，进而导致25 Hz频率轨道线路中传输的信号电流出现陷落；其二是不平衡电流产生的脉冲干扰，会在轨道电路内的线性滤波器中形成衰减震荡，该衰减震荡信号可能会与原信号产生叠加，从而导致轨道电路中的继电器产生误动，影响到信号设备。对于这些问题的应对措施主要可以分为三个方面：①适当增大扼流变压器的铁芯饱和电流强度。②对扼流变压器增加抗干扰线圈，强化抗干扰能力，同时还可以安装适配器。③设计辅助电路与25 Hz轨道频率轨道电路并联谐振，起到增强信号的目的。
4.3引进先进的铁路信号安全技术
信息网络技术的发展，深刻影响着人们生活的方方面面。在铁路信号设备中使用信息网络技术，可以有效地提高设备的工作效率，并且由于电子信息技术的准确严谨，也提升了铁路信号设备的安全性能。微机监测、CTC调度集中系统等的使用已逐渐进入各个铁路车站，对铁路信号安全起到了至关重要的作用，但是，信息网络设备的应用和先进技术的提升还有很大的空间。比如，移动闭塞技术，通过车载设备和轨旁设备不间断的双向通信，确定列车的安全行车间隔，并将相关信息（如先行列车位置，移动授权等）传递给列车，控制列车运行。不仅极大了减少了信号设备故障对运输的影响，而且能够极大的提高运营效率。
4.4加强对铁路信号安全的监管
首先，应当建立科学合理的规章制度，对各种设备的定期维护保养，人员的编制分布，任务的分配等进行详细的规定，使各项工作有法可依，使相关责任能具体落实到个人，在出现问题的时候可以迅速找到问题原因并及时纠正。与此同时，应当建立严格的监管体系，对各项工作进行全面监督，从铁路信号安全设备的安装更换，设备定期维护保养的检查，到故障的排除修复情况等，进行严格的监管，保证工作效率的同时，保证了铁路信号设备的有效使用。
4.5提高相关人员专业素养
由于铁路信号安全建设涉及各种构造复杂、功能多样的设备，而且设备的维修和保养都需要大量的专业知识，同时，铁路安全工作任务艰巨，工作压力较大，随着我国铁路事业的发展，对相关工作人员能力要求也越来越高。所以，应当培养具有专业知识和高素质职业素养的人才，一方面可以通过日常学习和定期培训等方式，加强专业人员对专业知识的掌握，同时对专业人员进行正确安全观的教育，使其树立安全第一的观念，协调好人员分工，营造和谐的工作氛围，减少工作压力。另一方面，应当大力引进具有专业知识和崇高职业素养的优秀人才，提高铁路信号安全设备的维护水平。
结束语
综上所述，影响轨道电路正常工作的主要因素是不平衡牵引电流，其数值大小与牵引电流、钢轨不平衡度有关。牵引电流的分配主要与供电方式、道砟电阻、大地电导有关。这些干扰会给铁路系统相关工作带来不小的影响。要切实降低牵引供电对信号设备的干扰，就需要理清干扰类型，明确干扰原因，进而制定相应的应对措施，只有这样才能有效解决干扰问题，更好地保障电气化铁路的安全、稳定运行。
参考文献:
[1]马宝丰. 牵引供电系统的铁路信号系统电磁干扰探讨[J].现代工业经济和信息化，2014(10).
[2]齐春福.对电气化区段信号设备烧毁原因及防护措施的研讨[J].黑龙江科技信息.2016.10.
[3]杨世武.铁道信号抗干扰技术[M].北京：北京大学出版社，2012.
论文作者:唐超
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/6/25
标签：电流论文; 设备论文; 信号论文; 干扰论文; 轨道论文; 不平衡论文; 钢轨论文; 《电力设备》2018年第6期论文;