牽引供電系統對鐵路信號系統的電磁干擾分析

李　軍

神華準能大準鐵路公司信號段

牽引供電系統對鐵路信號系統的電磁干擾分析

李軍

神華準能大準鐵路公司信號段

本文首先對目前的鐵路信號系統進行簡單介紹，分析在運行過程中電力牽引系統對鐵路信號設備的干擾，重點研究如何在保障電力牽引系統運行的基礎上更好的解決對信號系統的信號干擾，希望能夠為后期更好的處理電力牽引系統的電磁干擾問題提高參考。

牽引供電系統；鐵路信號系統；電磁干擾

1　引言

目前隨著我國鐵路運輸建設的不斷加快，鐵路運輸在經濟發展中的作用越來越重要。鐵路運輸過程中系統依靠信號系統的支持，信號系統的正常使用直接關系到鐵路運輸的安全。但是目前鐵路機車普遍采用一種電力牽引的方式，在運行過程中電力牽引的供電系統會對信號系統中的元器件產生比較強烈的干擾，容易導致信號設備的燒毀，造成信號輸出錯誤，影響正常的線路運輸，甚至會造成鐵路安全事故。因此在現階段加強對牽引供電系統對鐵路信號系統的電磁干擾的分析具有重要的現實意義，能夠了解造成電磁干擾的原因，制定相應的解決方案，從而有效解決電磁干擾對信息系統的影響，保障鐵路運輸的安全進行。

2　鐵路信號系統簡介

鐵路信號的基礎設備主要由信號機、軌道電路、道岔轉轍裝置、控制設備以及電源設備、電線路等幾部分組成。

其中信號機的功能是向列車傳達相應的運行命令，同時向指揮中心傳遞列車的運行信息，對特殊運行狀態給出特定指示。由于信號機在運行過程中會受到牽引電流感應電壓的影響，信號燈中的燈絲會出現異常變紅，導致信號錯誤。

軌道電路的主要作用是對列車的實際運行狀況進行實時監測和反饋。不平衡牽引電流會對軌道電路的運行造成比較大的影響，使軌道電路的設備被燒毀，電路中的繼電器出現信號錯誤，導致軌道電路不能正常反饋列車的運行狀況，造成故障停車，影響整個鐵路線路的運行效率。

道岔轉轍裝置是利用電動機及其控制線路對列車的運行進行線路分配調整。電源設備及電線路的作用是為信號連鎖提供動力，將所有的信號溝通聯系在一起，形成整體信號網絡。

鐵路信號系統主要由車站聯鎖系統、區間閉塞系統、駝峰信號系統、列車運行控制系統、行車調度控制系統以及微機監測等其他安全技術系統組成。

3　電力牽引系統對信號設備的干擾分析

3.1電流回流時產生的傳導性干擾

鐵路信號系統的設備是通過裝在軌道電路上的扼流變壓器與鐵軌連接的，正常運行的情況下，牽引電流不會在變壓器的線圈中產生磁通量，因此也不會對鐵路系統的信號設備產生影響。但是在運行過程中，經常會出現兩軌牽引電流不等的情況，這種情況下就會在變壓器中產生磁通量，導致不平衡干擾電壓的出現，從而造成對軌道電路電子元件的影響，影響正常的信號傳遞。一般情況下為了避免這種情況的發生要求軌道電路牽引電力不平衡系數低于5%。另外工程設計中如果扼流變壓器的電容低于實際運行需要的電流也會造成電路的熔斷、電路燒毀等故障。

3.2運行中的感應干擾

在列車運行過程中，電力系統會對鐵路軌道產生干擾。電網波動以及電機的升弓都會造成電壓波的畸變，出現高次諧波。當高次諧波感應到信號電路的時候就會導致線路控制信號的相位出現變化，信號繼電器出現錯誤的吸起起動。同時這種高次諧波的感應電流還會造成軌道電路的顯示錯誤，繼電器實際未落下的的時候會在軌道電路顯示繼電器為落下的狀態。信號系統失去作用，當地的列車不能正常運行。另外由于軌道電流值比較大，當信號線路的電磁場與軌道電路接觸的時候磁場會增大，從而導致信號設備應力的增大，導致信號系統故障增加。

3.3輻射、電磁感應干擾

鐵路信號系統運行過程中，其閉塞電子設備、信息連鎖計算機部分的運行也會受到電磁信號的干擾。牽引電力的接觸網產生的電磁波在一定程度上會對信號系統的信息傳輸通道產生影響，產生的感應電動勢會導致信號出現噪聲，影響信號的正常傳輸。另外當牽引電流發生比較大的變化的時候會使得鐵路信號出現信號突跳、脈沖噪聲等故障。

3.4電火花脈沖與諧波干擾

諧波干擾主要分為兩種，一種是電力系統本身產生的，另外一種是由機車斬波器分段電流產生的。目前鐵路機車普遍使用斬波器控制信號系統中的大功率元件，效率和可靠性比較高。但是在對大電流進行分判的時候會產生大量的諧波。這些諧波會在電流增大的時候產生強烈的電火花，產生電磁干擾，導致軌道繼電器的錯誤操作，信息系統中的監測信號的圖像也會產生出破壞。

4　干擾信號解決方案

為了有效解決供電系統對信號系統的滇西干擾，最有效的手段是從牽引供電系統入手，從根本上解決這一問題。這里把具體的解決方案分為三個方面。

首先要選擇合適的供電設備，供電方式以AT、BT為主，這樣能夠有效提高供電回路的對稱性，降低接觸網感應電流對信號系統的影響；同時可以在變電所安裝相應的電容補充裝置，在機車上安裝濾波裝置等來降低諧波的干擾。

其次是選用合理的工程措施。在進行線路架設的時候將回流線路進行架空，從而使得回流電流可以經過架空線回到供電系統的變電所中，同時能夠保障供電回路的平衡對稱性。在架設線路的時候要避免出現橫向連接，同時可以在線路中增加扼流變壓器來維持電流的穩定。

另外要對供電線路進行合理的設計。牽引電流的回流線要與信號機房保持一定的距離，一般情況下為15m以上。同時要在變電所設置兩處吸上線，當增加吸上線的時候要同時增加相應的扼流變壓器和軌道電路的極限長度。

5　結論

牽引供電系統對鐵路信號系統會嘗試比較大的影響，而且形式也比較多樣看，應該引起鐵路工作人員的注意。通過本文提出的解決方案能夠有效降低供電系統對信號系統的干擾，保障鐵路運行的安全可靠性。未來隨著經濟社會的不斷發展，社會各界對于鐵路運輸的需求也將不斷增加，相應的對于鐵路運輸安全的要求也將不斷增加，這就需要鐵路工作人員不斷加深對供電系統電磁干擾的研究，制定更加科學合理的方案，降低信號系統受到的干擾，從而有效保障鐵路系統的安全運行。

［1］姜賀彬.牽引供電系統對鐵路信號系統的電磁干擾分析［D］.西南交通大學，2009.

［2］胡帥，溫小林.牽引供電系統對鐵路信號系統的電磁干擾分析［J］.中國新技術新產品，2015，（3）∶33-33.

［3］王燕芩.電氣化牽引回流對信號控制系統的干擾分析及防護研究［D］.蘭州交通大學，2012.

李軍，男，滿族，遼寧省西豐縣人，高級工程師，大專，從事鐵路信號方面的科研工作。