浅议电气化铁路牵引供电对铁路信号设备的影响

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1、电气职称论文下载电气工程师论文下载：浅议电气化铁路牵引供电对铁路信号设备的影响摘要：在电气化铁路这个大系统中，由于各个部门共存，相互之间必然会产生各种各样的影响。作为弱电系统的信号系统，在这个环境中处于从属地位，如何提高自身的抗干扰能力，是保证信号系统正常运行的重要问题。本文从电气化牵引供电对信号设备影响的原因入手，着重介绍了电气化铁路对信号系统干扰的种类，以及信号系统所采取的措施。关键词：电气化铁路信号抗干扰电磁兼容传导性1引言电气化铁路对于实现我国铁路重载、高速起到了至关重要的作用。至2007年底，我国的电气化铁路营业里程已达到了24046.6km，占我国铁路总营业里

2、程的37.8%，各大干线都已实现了电气化。但是，随着电气化铁路的建成，电气化铁路也带来了许多新的问题，特别是对铁路信号设备的影响。近年来，铁路信号系统使用了大量的新技术、新设备，使这方面的矛盾更加突出，如何解决好这些问题，是铁路信号系统要解决的一个重要问题。本文就电气化铁路对信号设备的影响的原因以及克服的方法进行探讨。2我国现有的电气化铁路的特点电力牵引是一种有轨运输的牵引形式。它利用电能作为动力，驱动列车运行。现有的牵引供电系统主要由牵引供电所、接触网、轨道回路、回流线以及馈电线组成。其中，牵引电流所经过的回路是：牵引变电所———馈电线———接触网———机车———钢轨—

3、——回流线———变电所。我国目前所采用的供电方式主要是自耦变压器供电（AT方式），它具有供电距离远、牵引电压损耗少、对通信干扰小的特点。3电气化牵引供电对信号设备影响的原因及其分类与电气化铁路系统相比，信号设备在电气化铁路中处于从属被动的地位。电气化铁路属于强电系统，它具有这么几个特点：（a）额定电压高，可达25kV；(b)牵引电流可达到数百安培甚至上千安培；（c）电力机车为非线性负载，在整流换相和运行过程中会产生大量谐波成分等特点。这些特点构成了电气化铁路对信号设备干扰的基本原因。从干扰的种类来说，可分为传导、感应、辐射三种形式，具体影响可分为以下五类：（1）传导性干扰

4、传导性干扰即牵引电流不平衡干扰，它是电气化铁路对轨道电路干扰的主要原因。信号设备和牵引电流共用钢轨这个通道，由于钢轨阻抗、接续线电阻、对地漏泄、扼流变压器线圈对称度不同等因素，往往是流经两根钢轨上的电流不等，从而形成了不平衡电流。由于不平衡电流的存在，在扼流变压器二次侧产生一个感应电动势，它的大小相当于扼流变压器一次侧半个线圈中流有一个大小为两个钢轨电流差的电流在次级线圈中的感应值，这个差值能使扼流变压器升压，电压升到一定程度就会使轨道继电器误动。衡量不平衡电流的参数是不平衡系数，它是不平衡电流与总电流的比值（%）。如一根钢轨中的电流为I1，另一根钢轨中的电流为I2，则不

5、平衡系数为：k=（I1-I2）/（I1+I2）×100%。（2）容性耦合接触网电压为25kV，当强电线上有一对地电压存在时，由于受扰设备(如通信线)与大地之间有电压，强电线与通信线之间就会有电容耦合，因此必然有电流自强电流分流入受扰设备，产生静电感应电动势，从而形成容性耦合。静电场的强度与电流大小以及与受扰物的距离有关。（3）感性耦合牵引电流可达数百安培甚至上千安培，当强电线（接触网）中有电流通过时，由于强电线与受扰设备之间有耦合电感（互感），因此，受扰设备中会产生感应纵向电动势，从而形成感性耦合。感性耦合不仅与接触网电流的大小有关，还与接近的距离、接近的长度有关。（4）

6、辐射性影响受电弓与接触网接触，当受电弓升降弓、过分电段、开关其主断电路以及驶过有硬点的接触网时，会使牵引网中产生大的冲击电流。钢轨是牵引电流的回线，脉冲电流瞬间冲击使扼流变压器饱和，25Hz信号在几个周期内被削弱，从而使轨道继电器误动。另外，受电弓与接触网离线时会产生电火花，引发无线电干扰脉冲，从而影响到无线通信的质量。（5）阻性耦合/地电位影响牵引回流通过钢轨与大地之间漏导入地，使附近的大地电位升高，在大地中杂散电流会对通信电缆等产生影响。接触网短路时，瞬间电流很大，地电位明显升高，会对设备或人身安全造成隐患。（6）其他干扰现有的供电系统中，为了保证人员的安全和设备的正

7、常运行，通常利用钢轨作为接触网自然接地体。当接地装置的火花间隙失效或有些杆塔不经过火花间隙直接连接钢轨，在同一轨道电路区段内的2个及以上接触网杆塔地线分别接在两根钢轨上，或者不同轨道电路区段内杆塔地线经贯通的架空地线短路了钢轨绝缘接头，就会造成轨道电力红光带。另外，当机车发生受电弓支持绝缘闪络、放电间隙击穿等接地故障时，巨大的短路电流会瞬间使火花间隙反击穿，也会影响到信号设备。4信号设备采取的措施不同的信号设备对不同类电气化干扰的反应不同，因此，具体的信号设备所采取的措施各不相同。如对轨道电路，主要考虑的是传导性干扰，而对于传