天津南环铁路电务有限责任公司 天津西青 300381
摘要：近年来，电气化铁路牵引供电对铁路信号设备的影响得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了铁路信号设备受到电气化牵引供电的影响及原因，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面提出了信号设备应对电气化牵引供电干扰的应对策略，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：电气化铁路牵引供电；铁路信号；设备；影响
1前言
作为对于铁路信号设备有着重要影响的因素之一，电气化铁路牵引供电的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对电气化铁路牵引供电问题的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化铁路信号设备工作的最终整体效果。
2牵引供电系统概述
2.1组成成分
接触网和牵引变电站构成了电气化高铁的牵引供电体系，牵引供电体系是由六部分构成：变电所、接触网、馈电线、钢轨和大地、接触网、回流连接，这几部分组成循环的闭路。变电所的主要作用是将系统中的电流引到牵引变电站里，经过装置将电压转换到高铁需要的电压，同时将电压通过馈电线传导到接触网，再利用受电弓装置得到到机车运行所需电压。
2.2负荷特性
一般的铁路和电气化高铁相比，它们具有不同的负荷特性，最大的区别在于一般的铁路供电系统在运行中快速适应阻力，而且能够快速适应机车受到负荷而形成的不均衡性。高速牵引负荷不但是克服电线阻力和牵引负荷上，主要是表现在高铁如果收到高强度负荷，大量的损耗仍然是在冲破空气阻力方面。同时高铁具有长时间承受高强度负荷的能力。
3铁路信号设备受到电气化牵引供电的影响及原因
3.1信号设备传导性干扰
铁路信号设备在传导过程中非常容易受到干扰，究其原因还是因为电气化牵引过程中因电流流存在不平衡而引起的干扰，进而对信号设备的应用造成长久干扰。并且，因电气化牵引在实际应用中出现电流不平衡问题，会造成变压器产生一定的感应电动势，会造成扼流变压器电压出现升高情况。一般而言，如果电压升到一定值时，那么会对轨道继电器产生一定影响，进而造成误动情况，也会出现信号设备的异常。对不平衡电流进行查看，则可以观察不平衡系数，以此作为参数进行查看，则可以发现不平衡系数是不平衡电流与总电流的百分比。如，假设铁轨一侧的电流为8，而另一侧的电流为9，则可以按照不平衡系数计算公式进行计算，如：K=（98）/（9+8）×100%=5.9%。
3.2信号设备容性耦合干扰
一般来说，接触网的电压基本是一个很大的值，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都有之间的关联。
3.3信号设备感性耦合干扰
电气化牵引供电电流相较其他而言，可高达上百上千安培，受信号干扰的设备与接触网间的耦合电感会在电源通过时产生感应电动势，之后出现感性耦合。感性耦合具体与受信号干扰的设和接触网二者之间距离相关，此外，也受通过接触网的电流大小影响，其与容性耦合本质相同却又有所不同。
3.4信号设备辐射性干扰
若电气化牵引供电网内存在大量冲击电流，多数是因为接触网触碰到了受电弓导致受电弓降弓、开关线路出现中断等现象。牵引电流回线为钢轨，而冲击电流会在某种情况下导致轨道继电器发生错误操作，因其在瞬间突然增大使扼流变压器饱和失去效力，所以频率为25Hz的信号快速减弱，进而出现问题。而将接触网与受电弓分开时，出现的电火花会引发影响信号设备的无线电脉冲。
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3.5信号设备受到的其他干扰
一般而言，接触网接地端为钢轨，这样做可为信号设备与工作人员安全提供坚实的基础。若杆塔与钢轨连接时，未通过火花间隙或其失效都會出现轨道电力红光带现象，其他干扰信号设备的因素还包括电流短路导致火花间击穿等。
4信号设备应对电气化牵引供电干扰的应对策略
4.125Hz频率轨道电路的干扰应对策略
经流轨道的电流若不太平均，会导致传导性干扰，进行会对25Hz频率电路产生干扰。经流25Hz频率轨道电路电流不均衡的原因具体为：电流不均引起的脉冲电流波形上下不对称，其内部含有的少量直流会导致扼流变压器等元件饱和，使信号电流发生陷落；除此之外，电流不均引起的脉冲电流会导致轨道电路内减弱的线性滤波器信号，与原有信号融合，引发继电器产生错误担任，进而使信号设备受到干扰。针对这些情况可提出相应的解决方法，主要包括了：在规定范围内实现扼流变压器饱和电流强度最大化，使气隙有所增大；为抵制过多的信号干扰，可在扼流变压器上安装适配器或抗干扰线圈；可设计与25Hz轨道频率电路，能够并联谐振的辅助电路来减少信号干扰问题。
4.2采用ZPW2000轨道抗干扰技术
我国于上世纪末引进了原型为UM71的ZPW2000轨道抗干扰技术来应对轨道电路干扰，其有效融入我国，并完成了国产化稳频轨道电路。此外，其因显著的抗干扰性能，受到了越来越多的关注。具体体现在：由空心线圈制成，对牵引电流为50Hz的阻抗都特别的小，对轨道电流的平衡发挥了非常重要的作用；其次，牵引电流内部包括50Hz电流、奇次谐波和偶次谐波，并且奇次谐波能量本身变非常高，与频率成反比，为保持牵引电流谐波平衡，ZPW2000轨道抗干扰技术则选用了较高的偶次谐波；通过调整角度来减少信号干扰；ZPW2000轨道抗干扰技术受牵引电流干扰不大，因其频偏非常小，仅会受到偶次谐波干扰，除此之外的奇次谐波也仅会受到两个或更少的谐波分量干扰。由此可见，将ZPW2000轨道电路抗干扰应用于电气化铁路中，可有效保证其平衡性、稳定性以及安定性，这对提高我国铁路信号设备应对电气化铁路牵引供电系统干扰的应用力，及其未来可持续发展具有非常深远的意义。
4.3综合性的抗干扰措施
针对采取综合性阬干扰措施的情况，应根据实际问题，从根本上杜绝干扰的发生。其具体步骤包括：严格按照规定选择设备、制定合理的电气化牵引供电方案，借助架空回流线达到直供供电，使供电回路具有对称性。为有效减少轨道直接连接上点位连接线这种情况发生，需要科学、合理的在轨道电路中安装扼流变压器，以便其能够正常运行。在完成这一系列操作后，便要开始对电气化牵引供电系统进行改进与完善，将回流线与列车室、信号机房距离设置为十五米以上，可在一定程度上减少信号的干扰。并按规定设置扼流变压器和轨道电路长度以及吸上线等。
4.4计算机连锁，集中调度，列控中心等电子设备所采取的措施
为有效避免铁路体系中电磁辐射、地面电压等对信号设备的干扰，通常采用实施屏蔽来解决这一问题。这种方法能够从根本上杜绝辐射的传播与扩散，保证信号设备能够正常开展工作。屏蔽方式较常应用于铁路系统放置电脑或机械的房间，且均经过电磁兼容实验测试，保证符合使用标准及相关规定。
5结束语
综上所述，加强对电气化铁路牵引供电对铁路信号设备影响的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的电气化铁路牵引供电过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献：
[1]吴世亮.电气化铁路牵引供电系统[J].城市建设理论研究（电子版）.2017（11）：60-62.
[2]马慧茹.电气化铁路牵引供电系统可靠性分析[J].北京交通大学.2017（01）：115-116.
[3]王蔚.高速电气化铁路牵引供电安全管理研究[J].西南交通大学.2016（21）：88-89.
论文作者:阎琨
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：电流论文; 干扰论文; 信号论文; 设备论文; 电气化铁路论文; 轨道论文; 谐波论文; 《基层建设》2018年第5期论文;