电气化铁道对信号设备的干扰分析李默

李默雷勇

摘要：随着铁路运输的快速发展，我国铁路正向着高速铁路、重载运输的方向发展，铁道信号开始大量应用微电子、现代通信、自动控制和计算机等技术，系统主要由信息和通信设备构成，趋向小型化、数字化和低功耗化。随着牵引重量的增加，列车运行速度的提高，牵引电流越来越大，对铁路信号设备的电磁干扰愈来愈大，对行车安全构成严重的威胁。

关键词：电气化铁路；信号设备；干扰分析；措施分析

电气化铁路作为运载量最大的交通工具，其安全运行质量必须保障，安全是快速的基础和前提，铁路是国民经济的大动脉、全国沟通联系的纽带、国民经济建设的先行行业。与其它运输方式相比，铁路运输具有运量大、成本低、速度快、安全可靠、能全天候运输等众多优势。铁路信号是铁路运输的耳目，是保证行车安全和提高运输效率的有力工具

一、干扰产生起因

电气化铁道干扰包括电力机车干扰和牵引供电系统干扰，牵引供电系统包括牵引变电所和接触网，由牵引变电所—馈电线—接触网—电力机车—钢轨—回流连接—牵引变电所接地网，组成了闭合的牵引供电回路，可产生不平衡牵引电流干扰和接触网高压电场干扰。

二、电气化铁路产生干扰的种类

电气化铁路对铁路信号系统的干扰影响，可划分为传导性干扰、感应耦合干扰和辐射影响三种形式。不平衡牵引电流引起传导性干扰和对地电位升高，接触网的高压电场在信号传输电缆中产生感应的电动势，工频磁场作用减弱了变压器等的耦合作用，电力机车受电弓与接触网的摩擦和通断都会产生射频电磁场骚扰，对GSM-R无线通信设备旁设备、车载设备均有不同程度的干扰。

三、电气化牵引供电对信号设备的影响原因以及其具体的分类

同某一些采用电气化的系统的铁路来进行比较，在所有的电气化干线当中，信号设备一般情况下都是处在一种被动的位置，电气化的铁路是在一种高压的环境当中，主要是有以下几个主要的特征：第一个就是具有电压较高的特点，通常而言可以达到25千伏；第二个就是在牵引电流当中，有时候可以达到数百甚至是上千万的电流；第三个就是具有非线性的负荷，在进行整改的过程当中，电力机车就会产生非常大的谐波问题。在电气化的牵引供电系统当中主要能够分成四类：

3.1传导性干扰

传导性干扰指的就是对电气化铁路所造成的干扰因素。轨阻力以及在接续线路当中所产生出来的电流阻力、以及对地之间发生的泄露问题，甚至是在电压器的线圈当中会发生不同的对称性的一些因素从而致使的。

3.2容性耦合

在接触网处的电压为25kV，每当在强电线的区域，就会发生一对对地的电压，对于某一些线路以及大地之间的电压问题，致使在电线以及通信的线路当中，非常容易发生电容发生耦合的情况，所以，电流如果发生了分支到各个设备中，从而出现很多静电的问题，就渐渐的形成了电容的耦合情况。

3.3感性耦合

每次当强电线当中有电流经过的情况，在强电线以及受到干扰的设备之间就会发生耦合电感，因此，感性耦合不仅仅同接触电网当中的电流有着非常大的关联，并且同接地的距离以及长度也有非常紧密的联系。

四、防止电气化对铁路设备干扰的措施分析

4.1铁路信号设备防雷措施

对铁路信号设备的防雷保护，可以根据雷电的袭击途径、特点等有针对性的进行。一是对弱电设备的电源，其雷电危害主要是感应雷击、电磁脉冲等，通过电源线路对设备造成危害，可以在电源线路入口和室内电子机柜的电源入口处安装过压保护装置，抑制系统浪涌的过电流，防止过电流对微电子设备造成损坏。二是安装避雷装置，有效预防直击雷对设备的危害。

4.2加强铁路信号设备电气特性测试工作的措施

铁路信号设备对铁路的安全运营有着至关重要的作用，因此，加强其电气特性测试工作已刻不容缓，个人认为应当主要从以下几个方面着手：一是加大信号设备电气测试工作的科技含量，实行网络化监管，提升测试工作效能。通过对重要部位信号设备加装微机设备，接入管理网络，就能做到对其运行状态、电气特性进行实时监视，一旦发现问题就能得到及时反馈并作出诊断、处理。这一方面可以减少对宝贵人力资源的消耗，降低成本，另一方面也便于收集大量的、长期的设备运行数据，便于进行科学分析，有效预防设备故障。二是要通过加强培训，增强测试工作人员的业务技能水平。

4.325Hz轨道电路

对25Hz轨道电路当中发生的传导性干扰问题，我们主要采取的措施有：第一个方面就是对于电流不平衡的情况下从而产生的脉冲电流，其波形通常情况下是相似于正弦波形的情况，在这个过程当当中，主要是包括直流电的因素在内，就比较容易致使轨道电路当中发生某些元件始终处在一种饱和的状态下，从而导致电路当中所进行传输的信号电流出现了跌落的问题。而第二个方面就是对于现阶段的脉冲所起到的一定的干扰作用，致使接受器当中的线性滤波器就会形成一个25Hz的衰减情况，同之前的25Hz信号有可能出现加和或者是进行相减的问题，这个时候就有很大的可能会导致轨道电路发生错误的波动问题。

4.4加强铁路信号系统的信息化建设

我国铁路运行逐渐在从传统方式转变为现代科技化、信息化、智能化的发展方向，互联网信息化技术正处于主导地位，现代铁路信息化也在趋于安全保障的重要地位。随着计算机技术的发展，特别是对可靠性和冗余容错技术的深入研究，车站信号联锁安全技术也正在不断的更新和发展。信息化技术对于交通运输安全保障发展转变起到了积极地促进作用，有效的将铁路信号设备通过信息化建设纳入安全保障范围，使先进科学技术与信息技术相结合，提高铁路信号系统的安全稳定运行质量。加强铁路系统信号设备的信息化建设，不仅能够有效提升我国交通运输安全和经济繁荣与社会稳定，还可以促进其它各行各业的现代化发展步伐。

纵观国内外的发展形势，将互联网信息化技术应用在铁路系统的信息化建设中是新的发展趋势，而且对于优化资源配置、提供及时有效的安全保障信息特别有利。实施信息化建设有利于使传统铁路运行方式转变为现代化高铁运行的发展方向，促进安全与效率的提升。对于近年来铁路运行过程中信息化的逐渐渗透与转型，已经为我们带来了很大社会效益和经济效益。

4.5增设滤波器防护环节

为防止交流牵引电流基波及其谐波电流对轨道电路的干扰，可在轨道电路受电端轨道继电器线圈并接防护盒（防护滤波器），使之滤掉不平衡电流的50Hz基波及谐波成分，并保证信号电流衰耗很小。设置复示继电器，主要是在电路中加装轨道复示继电器，轨道复示继电器采用缓放继电器，可以有效阻止瞬间电流的干扰，防止轨道继电器的瞬间误动。

结语：

铁路电气化牵引供电会对铁路信号设备产生诸多干扰，这些干扰会给铁路系统相关工作带来不小的影响。要切实降低牵引供电对信号设备的干扰，就需要理清干扰类型，明确干扰原因，进而制定相应的应对措施，解决干扰问题。

参考文献：

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