熊聲海

摘要：近些年我國鐵路行業(yè)發(fā)展較快，高鐵等鐵路運(yùn)輸形式已經(jīng)成為當(dāng)下人們中長途出行的主要交通工具，因此對于鐵路系統(tǒng)的安全性以及工作可靠性要求極高。鐵路信號(hào)作為整個(gè)鐵路系統(tǒng)重要組成部分，其可靠性受到多方面因素影響。此次首先就牽引供電系統(tǒng)中存在的電磁干擾影響鐵路信號(hào)的方式進(jìn)行分析。隨后詳細(xì)闡述該牽引供電系統(tǒng)對于鐵路信號(hào)系統(tǒng)的主要干擾形式，并針對性提出相關(guān)應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：電磁干擾；鐵路信號(hào)；應(yīng)對措施

隨著現(xiàn)代化鐵路技術(shù)的發(fā)展，鐵路信號(hào)技術(shù)也得到了較快發(fā)展?；谟?jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)以及區(qū)間無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)是常用的鐵路牽引供電系統(tǒng)，而實(shí)際該兩個(gè)系統(tǒng)極易受到各種牽引供電系統(tǒng)的干擾，最終對設(shè)備的正常運(yùn)行等造成影響。故此次就不同角度展開分析，探討干擾信號(hào)影響鐵路系統(tǒng)的方式以及形式，并針對性提出相關(guān)應(yīng)對措施，保障鐵路信號(hào)設(shè)備的可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。

1.牽引供電系統(tǒng)電磁干擾影響途徑分析

通常所說的電磁干擾其實(shí)質(zhì)為一種常見電磁現(xiàn)象，其可以造成設(shè)備以及相關(guān)系統(tǒng)等工況性能大大降低，輻射干擾以及傳導(dǎo)干擾是電磁干擾的兩種主要形式。輻射干擾主要是將干擾源基于空間來對電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生干擾，而傳導(dǎo)干擾的形式則主要是基于導(dǎo)電介質(zhì)從而對電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生干擾。此外，對于輻射干擾而言，輻射途徑主要為基于輻射介質(zhì)，利用電磁波的形式來進(jìn)行傳播，參照電磁場的傳播規(guī)律等使得相關(guān)干擾信號(hào)可以在空間內(nèi)進(jìn)行發(fā)射，從而對電子設(shè)備等造成輻射干擾；牽引電流會(huì)對整個(gè)車組帶來電磁噪聲，相關(guān)干擾信號(hào)傳播至車組內(nèi)部相關(guān)電子元件以及一些信號(hào)設(shè)備等并產(chǎn)生影響。而基于傳導(dǎo)干擾時(shí)，干擾信號(hào)傳導(dǎo)路徑主要基于敏感器件、導(dǎo)電構(gòu)件以及電容、電阻等元器件，干擾信號(hào)基于連接電路從而對敏感器件產(chǎn)生影響，最終降低其工況性能。如下圖所示，圖中1表示為牽引變電所、2 表示為接觸網(wǎng)、3表示為機(jī)車、4代表鋼軌、5表示為信號(hào)電纜，I表示為接觸網(wǎng)電流，E表示為感應(yīng)縱電動(dòng)勢。

由上圖可以看出，電流會(huì)在信號(hào)電纜上產(chǎn)生一感應(yīng)縱電動(dòng)勢，尤其當(dāng)接觸網(wǎng)線路發(fā)生故障時(shí)，位于信號(hào)電纜的金屬護(hù)套上通常會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的感應(yīng)縱電動(dòng)勢，繼而擊穿絕緣介質(zhì)，并時(shí)間產(chǎn)生大量熱量，進(jìn)一步融化介質(zhì)層，從而造成線纜短路等情況。嚴(yán)重甚至可能造成室內(nèi)燒毀。

2.常見電磁干擾形式分析

2.1電流回流所造成的傳導(dǎo)性干擾

通常對于鐵路信號(hào)系統(tǒng)而言，其主要依托扼流變壓器實(shí)現(xiàn)與鋼軌之間的鏈接，基于理想情況下通過鋼軌的牽引電流往往會(huì)先后經(jīng)過兩個(gè)扼流變壓器的上下部線圈，隨后流入鋼軌中。如若扼流變壓器上下部線圈匝數(shù)一致，則相對應(yīng)的會(huì)出現(xiàn)大小相同但方向相反的磁通量，由于牽引電流產(chǎn)生實(shí)際總的磁通量為0，對于信號(hào)線圈而言往往不會(huì)因此產(chǎn)生感動(dòng)勢，對于一些信號(hào)好設(shè)備而言也不會(huì)受到該牽引電流影響。而實(shí)際環(huán)境下，牽引電流流經(jīng)兩個(gè)鋼軌時(shí)的大小并不一致，因此線圈內(nèi)總的磁通量也不為0，相對應(yīng)的在信號(hào)線圈內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，不平衡的電流最終會(huì)對信號(hào)設(shè)備造成干擾影響。同時(shí)，不平衡的牽引電流也是當(dāng)前導(dǎo)致故障以及電子元件損壞的主要原因，因此當(dāng)前對于該牽引電流不平衡系數(shù)進(jìn)行明確規(guī)定，其值不得低于5%，否則會(huì)對整個(gè)信號(hào)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。除此之外，因?yàn)楣こ滔嚓P(guān)措施不合理，包括重載、雙機(jī)牽引以及列車提速等，會(huì)造成扼流變壓器以及線纜等的過載發(fā)熱損毀，電路熔斷器熔斷與箱盒引接線斷開，最終對整個(gè)鐵路信號(hào)系統(tǒng)可靠性產(chǎn)生影響，而這也是常見的電流回流所造成的傳導(dǎo)性干擾。

2.2輻射以及電磁感應(yīng)干擾

包括閉塞電子設(shè)備的干擾、信號(hào)輸送通道連鎖計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的干擾等均是鐵路信號(hào)系統(tǒng)輻射以及電磁干擾形式?；诨A(chǔ)網(wǎng)而造成的電磁場通過輻射等形式會(huì)在信息輸送的途徑上產(chǎn)生相關(guān)感應(yīng)電動(dòng)勢，進(jìn)而產(chǎn)生一系列噪聲，影響正常信號(hào)的傳輸。與此同時(shí)，牽引電流等驟變，會(huì)使相關(guān)相位發(fā)生變化，脈沖噪聲、信號(hào)終端等突變影響，最終影響輸出的信息。

3.抗干擾技術(shù)分析

3.1基于信號(hào)系統(tǒng)抑制干擾信號(hào)

實(shí)際在設(shè)計(jì)列車信號(hào)系統(tǒng)過程中，應(yīng)當(dāng)對相關(guān)器材信號(hào)、電磁兼容性效果以及角度等進(jìn)行綜合分析。首先，選用抗干擾性更強(qiáng)的設(shè)備元器件等對于提高整個(gè)信號(hào)系統(tǒng)的抗干擾性意義重大，例如在扼流變壓器的選擇上選用BES新型的扼流變壓器可以很好的對電流進(jìn)行緩沖，從而大大削弱潛在不平衡電流帶來的干擾。該新型扼流變壓器的適配器為一種較為高效的濾波器裝置，可以對大部分的干擾因素進(jìn)行有效過濾，包括對信號(hào)系統(tǒng)中電磁的干擾因素削弱。此外，在對角度進(jìn)行設(shè)計(jì)分析時(shí)，應(yīng)當(dāng)將電氣化干擾納入考量范疇，例如扼流線圈的容量、軌道的長度以及信號(hào)點(diǎn)位置部署等。最后，針對電磁兼容性方面，務(wù)必確保所選用的設(shè)備元器件互相之間、電子線路設(shè)計(jì)以及電子系統(tǒng)等不會(huì)彼此產(chǎn)生影響，此外在電磁角度方面又有一定的相容性效果。

3.2基于牽引供電系統(tǒng)削弱干擾信號(hào)

基于該方案在削弱干擾信號(hào)時(shí)，對于牽引供電的設(shè)備應(yīng)當(dāng)進(jìn)行充分甄別擇取。首先可以在列車內(nèi)部搭載濾波設(shè)備以及電容補(bǔ)償裝置，并對機(jī)車類型等進(jìn)行充分合理選擇，為了進(jìn)一步規(guī)避諧波信號(hào)等的影響，可以將相關(guān)電容補(bǔ)償裝置安裝于變電所內(nèi)，在線路供電形式選擇上則盡量以AT、BT以及同軸電纜來供電，從而提高整個(gè)回路的對稱性效果。此外，對于牽引供電設(shè)備工程措施選擇上，實(shí)際如若選擇直流供電形式，則應(yīng)當(dāng)假設(shè)一定的架空回流線，并在該架空回流線與接觸網(wǎng)線的互相影響下，回路的對稱性得到進(jìn)一步提高，相當(dāng)一部分回流電流得以回流至變電所內(nèi)。而基于另一方面，對于具有軌道電路的區(qū)域，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格禁止鋼軌和吸上線、接地線以及橫向線路等之間的連接接觸，而應(yīng)當(dāng)預(yù)先和空心線圈中點(diǎn)以及扼流變壓器的中心端子相連接。

4.結(jié)束語

隨著高鐵技術(shù)的推廣應(yīng)用，鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩灾饾u受到社會(huì)大眾關(guān)注。而對于鐵路信號(hào)電磁干擾等問題則一直以來是電路建設(shè)以及維護(hù)的重要內(nèi)容，唯有確保相關(guān)信號(hào)傳輸系統(tǒng)的可靠與穩(wěn)定，才能進(jìn)一步提高鐵路系統(tǒng)的正常運(yùn)行。此次就當(dāng)前鐵路信號(hào)系統(tǒng)電磁干擾相關(guān)問題進(jìn)行探討，并針對性提出相關(guān)應(yīng)對措施。此外，對于鐵路系統(tǒng)技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)就造成信號(hào)干擾因素進(jìn)行深入分析與研究，從而探討更為有效的應(yīng)對措施，為我國鐵路運(yùn)輸事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

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