探討供電系統對鐵路信號系統的干擾

龍瑤

摘 要：隨著網絡信息技術和微電子技術的發展，我國的鐵路信號系統也迎來了飛躍式的發展。所以對于如何增強鐵路信號系統的抗干擾性，避免產生錯誤的輸出信號，保證營運的過程中的安全性是我國目前在鐵路運營中需要解決的技術問題，我們應該分析和探討供電系統對鐵路信號系統的干擾方式，為保障和維護鐵路信號系統的穩定和安全性提供理論指導，具有一定的社會意義。

關鍵詞：供電系統；鐵路信號系統；對策措施

前言：鐵路現代信息技術重要部分就是鐵路的信號系統。隨著現代計算機及微電子技術的快速發展，鐵路信號系統逐漸成為鐵路運營中不可替代的一部分，調度指揮自動化方面發揮著極為重要作用。高速鐵路具有速度快，安全性高，車輛穩等特點，極易導致線路故障，短路的時候，會瞬間增大電流，軌道工作人員的生命安全會受到嚴重威脅，當這種情況發生時，會使信號設備受到嚴重損害，會嚴重威脅到列車的行車安全。牽引供電系統極易干擾和威脅到鐵路信號系統。如果缺少一定的抗干擾措施，系統的運行將受到嚴重的影響 ，造成信號設備的損壞甚至產生錯誤的信息輸出，導致重大事故的發生。

一、鐵路供電系統的簡介

電力系統這個詞匯經常在生活中聽到，電力系統是一種有機系統，它是將變電，民眾的用電，以及發電和輸電進行一個組合。當中發電的動力源就包含水能，太陽能，熱能，核能等一些新型環保能源 以及一些傳統能源。而對于鐵路的供電系統來說，電力系統只是其中的一部分。也就是相當于一個巨大的電力系統中的一個分支系統。而如果單純從供電方式出發，電力的供電系統和供電的牽引系統這兩部分構成了鐵路的供電系統。牽引供電系統主要是為電氣化鐵路的動車提供電力能源，這就起到了牽引作用。電力的供電系統范圍運用的就更加廣泛了，比如旅客的服務，調度指揮，和通信的信號等均會設計到電力供電系統對于如今的鐵路供電系統的分布來說，其中的供電線路一般都是沿著鐵路全線按照一個綜合的電力貫穿線和一級一條的負荷電力貫穿線構成。而供電的間距也有很大的要求，一般的距離是三十到五十千米，而貫穿線的電壓也一般在十千伏左右。但因為所在的環境不同，各個地方的數值也會有相應的調整。比如在海波較高的青藏地區，電壓就需要再次增加，供電距離也會不斷的增加，有時甚至可以增加到一百千米，是正常距離的兩到三百。而且變電站的設置點的排列分布也是很重要的。

二、分析引供電系統對鐵路信號系統的干擾方式

1.在電力機車行使的過程中，機車的軌道電路就會被電動力系統所干擾從而產生感性性。在使電機升起和電網出現波動的過程中，電壓波容易產生變化，在這個變化的過程中感層次的諧波在軌道的電路中 發生感應，這樣就會很容易導致信號控制方位的變化、繼電器錯誤的吸起等問題。電力機車所產生的諧波電流對軌道電路的干擾主要分為在兩個方面：一、列車沒有實際占用某個運行空間，但軌道電路上會因為諧波電流的出現表現出一個運行區間被列車的占用繼電器錯誤落下，這樣就會導致安全的信號系統失去保障，這會導致該區間的火車無法正常運行，運輸效率降低。二、車輛運行時，某個運行區間已經被列車實際占用，諧波電流的出現會使軌道電路中提示，這個區間沒有任何列車的行使，應該要落下的繼電器因為車輛的電磁干擾被錯誤吸起來，造成這種情況具有非常大危險性，極有可能發生兩車之間撞車和追尾現象發生，列車上乘客生命財產安全受到嚴重威脅。綜上所述，電磁環境在鐵路信號系統安全可靠性方面有很大影響。

2.牽引電流回流造成的傳導性干擾解析

鐵路信號系統中的電路軌道是在絕緣處設置安裝了扼流變壓器，利用扼流變壓器來接通鋼軌的信號設備。在一般理想的情形下，扼流變壓器的兩端都有線圈，負責牽引兩哥鋼軌之間的電流，要依次經過兩端的線圈，然后在經過變壓器的中心接著轉頭流向第二個扼流變壓器的兩端上的線圈。假如兩端的線圈匝數一樣，牽引電流就會發生大小相等和方向相反的磁通量，這也會發生在扼流變壓器的兩端線圈。所以由于牽引電流的影響在扼流變壓器中所造成的的總磁通量為0.由于牽引電流的抵消作用，信號線圈上就不會產生感應電勢，信號設備就不會受到牽引電流的影響，在實際的操作中，兩個鋼軌之間通過的電流并不一樣，這樣就不能完全抵消扼流變壓器線圈中所產生的磁通量，總的磁通量就不為0，牽引電流的不平衡會導致很多種問題的發生，比如干擾電壓。燒損軌道電路的元器件。

3.地電位升高帶來的影響

牽引電流經由鋼軌回流時，由于因為大地和地線之間出現漏泄導電現象，電流會直接從地線漏泄導人大地，從而使大地的電位增高。通常電流導入越多，大地電位就會增加。如果信號電纜的接地點正好處于這個位置，大地電位的增高會決定信號電纜接觸點的位置發生變化。一旦這種地電位的變化反竄到系統，各種地線點位都會受到影響。例如：在計算機中數字系統，這種地電位的變化會影響到工作的邏輯地位，會嚴重影響到系統的工作效果。因此，對于保持地電位的變化是至關重要的，它會影響計算機的數字系統的控制。特別是網絡接觸中發生短路時，短路故障發生附近的地電位升高。如果短路的位置出現在信號樓的周圍，計算機的連鎖系統的輸出都會受到影響，這樣計算機系統的正常工作也會受到影響，還有可能會 損壞信號設備，在電纜的接地點周圍出現短路位置的時候，會降低電纜的傳輸質量，還能可能嚴重的導致電纜外皮損壞。

三、信號干擾的應對方法

1.設備措施

供電方式的選擇有AT、BT等多種方式，但是這兩種供電形式不僅可以提高牽引供電回路的相對性，還可以減少接觸網感應電流影響；在牽引變電所中安裝電容補償裝置，可以起到過濾作用，還可以改善功率數，同時減少諧波的干擾；我們應該采取合適的機車類型，在機車上安裝并聯補償電容以及安裝過濾裝置。也要在電力機車變壓器旁安裝幾次獨立支路，即可以改善功率因數又可以同時可以減少感應性干擾同時濾去幾次諧波。

2.工程措施

在直流供電情境下，應該架設架空回流線。利用接觸網線和架空回流線之間的相互促進作用提高供電回路的相對性。這樣牽引變電所會流回大部分經由架空回流線的回流電。在擁有軌道電路的地方，已經嚴令禁止鋼軌與電路連接線直接接觸。

3.設計措施

牽引電流回流線和行車房以及信號機房要保持相對的距離，否則牽引電流會導致電磁受到影響，所以安全距離至少在15米以上。在扼流變壓器的地點選擇上，主要受到軌道電路傳輸的影響。扼流變壓器一頭接觸鋼軌時會發生物理作用，會產生吸流作用。不僅消耗鐵道電路的功率，還會導致傳輸的間距不斷減小。根據種種研究顯示，軌道電路的傳輸間距會不斷減少，都是因為空扼流器變壓器的增加量。

結束語：應用供電系統有好的一面，也有不好的一面。給人民帶來便捷的同時也對鐵路信號系統產生了一定影響。供電系統干擾鐵路信號系統是多方面的且會產生不良的后果，影響人民人身財產安全，和生命安全。不太利于社會快速發展。相關部門應對此事引起高度重視，減少供電系統對鐵路信號的電磁干擾，要采取措施預防和面對故障的發生，從設備，設計，工程等方面不斷加以完善，保證鐵路信號系統更加安全，推動可用性，可靠性以及穩定性的不斷提高。所以我們應該完善應用供電系統，可以給人民帶來方便的同時，還可以減少對鐵路信號的影響。

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