林靜 南接龍

摘 要：市域鐵路牽引采用25 kV制式供電，前期運營期間在供電分相區(qū)、段場停車庫及接觸網(wǎng)升降弓時頻繁出現(xiàn)計軸區(qū)段異常紅光帶故障，本文針對這些故障地點進(jìn)行調(diào)查定位分析，最后根據(jù)分析結(jié)果提出解決建議。

關(guān)鍵詞：交流25 kV供電制式;計軸受擾;牽引回流;供電分相區(qū)

中圖分類號：U285.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

市域鐵路是國內(nèi)首條采用交流25 kV牽引供電的市域鐵路，該牽引供電方式是國內(nèi)電氣化鐵路普遍采用的供電方式，但市域鐵路S1采用計軸作為區(qū)段的空閑占用檢查的設(shè)備，而非電氣化鐵路普遍采用軌道電路作為區(qū)段空閑占用檢查設(shè)備。前期運營期間在供電分相區(qū)、段場停車庫及接觸網(wǎng)升降弓時頻繁出現(xiàn)計軸區(qū)段異常紅光帶故障，針對這些計軸受擾故障點我們進(jìn)行調(diào)查定位分析，具體分析如下。

1 計軸受擾調(diào)查分析

1.1 計軸對外部電磁環(huán)境抗擾度要求

計軸設(shè)備對外部電磁兼容性要求應(yīng)符合CLC/TS 50238標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)CLC/TS 50238標(biāo)準(zhǔn)中電磁場強(qiáng)度在X、Y、Z方向限值，當(dāng)外部電磁場強(qiáng)度超出上述任意限值時，很容易對計軸磁頭造成干擾，影響計軸磁頭的正常工作，因此要求牽引供電回流、車輛牽引系統(tǒng)發(fā)射的電磁場強(qiáng)調(diào)應(yīng)控制在此標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

1.2 車輛段停車場及正線牽引回流方式

根據(jù)對國內(nèi)采用25 kV牽引供電制式項目牽引供電回流的調(diào)查，車輛段、停車場及正線分別采用的回流方式如下：

車輛段、停車場采用的牽引供電回流方式如下圖1所示，牽引回流通過回流線、鋼軌和大地進(jìn)行回流。

正線采用的牽引供電回流方式如下圖2所示，回流方式有回流線、吸上線、鋼軌和大地回流。

1.3 車輛段停車場停車庫計軸受擾分析及解決措施

市域鐵路在車輛段、停車場停車庫內(nèi)，當(dāng)車輛進(jìn)行單車或多車升降弓時，引起車輛前方或者后方計軸車輪傳感器（計軸磁頭）受擾，導(dǎo)致列車所處區(qū)段的前方無車區(qū)段或者后方無車區(qū)段異常占用?，F(xiàn)場測試環(huán)境及采集到的受擾波形如下。

根據(jù)現(xiàn)場測試結(jié)果顯示，現(xiàn)場磁場強(qiáng)度在Z方向的場強(qiáng)為123.45 dBuA/m，已經(jīng)超出標(biāo)準(zhǔn)中計軸磁頭所承受的限值94 dBuA/m，如圖2所示。

根據(jù)測試分析，在車庫前增加均流線，可以有效的降低受擾計軸點附近電磁強(qiáng)度，在場段停車庫前增加均流線能有效降低計軸磁頭附近電磁場場強(qiáng)，可有效解決計軸受擾的問題。

1.4 正線分相區(qū)計軸受擾分析及解決措施

在電氣化鐵路牽引區(qū)段，牽引供電采用單工頻交流供電方式。為使電力系統(tǒng)三相盡可能平衡，接觸網(wǎng)采用分段換相供電。

現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)部分區(qū)域含分相區(qū)區(qū)域吸上線的設(shè)置不符合該項目的設(shè)計要求，分相區(qū)左右兩側(cè)吸上線間隔達(dá)2.7 km。不滿足《TB 10623—2014 城際鐵路設(shè)計規(guī)范》，兩處吸上線間隔不宜大于1 500 m。同時發(fā)現(xiàn)吸上線設(shè)置在受擾計軸點后方約50 m處，列車經(jīng)過分相區(qū)時鋼軌回流從該吸上線分流較大，導(dǎo)致受擾計軸點位置的鋼軌回流變化也較大。

根據(jù)上述分析，對分相區(qū)內(nèi)計軸點前后均增加吸上線或接地線處理后，列車通過分相區(qū)時未在發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)受擾導(dǎo)致計軸區(qū)段異常占用的情況。

市域鐵路在4月24日受擾計軸點前增加牽引回流吸上線后，該受擾計軸點在以后再也未發(fā)生過計軸異常紅光帶問題。

1.5 接觸網(wǎng)停送電計軸受擾分析及解決措施

根據(jù)對正線綜合接地系統(tǒng)的設(shè)計和現(xiàn)場調(diào)查，關(guān)于接觸網(wǎng)停送電過程導(dǎo)致計軸受擾與強(qiáng)弱電接地原則有關(guān)系，比較分析如下。

根據(jù)表1三個項目強(qiáng)弱電接地對比分析，我們推斷弱電接地不與鋼軌相連能減少計軸磁頭受擾。

通過上述對比分析，并結(jié)合受擾時刻的波形存在瞬間被拉低后又拉高然后恢復(fù)正常的現(xiàn)象，我們推測計軸通道存在瞬間的短路后恢復(fù)的可能。

為此，我們專門進(jìn)行了計軸芯線對地電壓的測試，發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)停送電時計軸芯線對地電壓存在較大的感應(yīng)電壓。

該感應(yīng)電壓超過了計軸防雷模塊的觸發(fā)值，防雷模塊啟動對地導(dǎo)通泄放芯線能量，這相當(dāng)于計軸電纜芯線短路，采集到的電壓減小，隨后防雷模塊恢復(fù)，計軸電纜芯線恢復(fù)正常，相當(dāng)于室內(nèi)重新給車輪傳感器供電，采集到的電壓升高。

因此，參考成都某線采取了將弱電扁鋼與鋼軌連接線斷開的措施，減小計軸通道受擾。截至目前，接觸網(wǎng)停送電過程計軸受擾的統(tǒng)計情況如下：

市域鐵路自7月份對弱電扁鋼與鋼軌連接采取斷開后，再未發(fā)生過由于接觸網(wǎng)停送電導(dǎo)致計軸異常紅光帶現(xiàn)象。

2 結(jié)束語

綜上所述，為了保證計軸設(shè)備能夠正常應(yīng)用于25 kV交流供電制式線路，建議對牽引供電回流、綜合接地和計軸點布置按照以下方式設(shè)計：

（1）停車場、車輛段牽引回流設(shè)置回流線，且在停車庫前、庫中設(shè)置吸上線;若不能設(shè)置單獨的回流線時，應(yīng)考慮在停車庫庫前、庫中計軸點前后增加均流線。

（2）正線吸上線的設(shè)置應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)范執(zhí)行，如：不大于1.5 km設(shè)置一處吸上線;另外，為了減少列車通過分相區(qū)時存在的計軸磁頭受擾現(xiàn)象，計軸點避免布置在分相區(qū)內(nèi)，若確實不能避免，應(yīng)在計軸點的兩端增設(shè)吸上線。

（3）綜合接地設(shè)計時，弱電接地應(yīng)與強(qiáng)電回流分開設(shè)置，且均不作為鋼軌回流使用。

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