电气化铁路牵引供电对铁路信号设备的影响
[摘 要]当前，随着我国铁路建设事业的飞速发展，牵引供电已成为很多电气化铁路主要供电方式。这种供电方式虽然具有很多优点，但也存在很多不足，如易产生一定强度的电磁场或是信号脉冲，干扰铁路信号系统设备正常运行，以致引发不必要的安全事故。基于此，分析了电气化铁路牵引供电对铁路信号设备的干扰类型及原因，并结合实际工作经验提出了相应应对策略，以期能有效降低牵引供电对铁路信号设备的影响，更好地保障电气化铁路安全运行。
[关键词]电气化铁路；牵引供电；铁路信号设备；影响 中图分类号：U228；U284 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）17-0274-01 引言
随着社会的不断发展，铁路体系已经逐步走向了电气化的模式，逐步实现了重载和高速，到了2007年以后，中国电气化铁路里程已达到24046.6公里，这也标志着我国的铁路的各个支线已经实现了电气化的发展。不过，基于电气化模式下的铁路系统，随之而来的也有很多的问题，尤其是在铁路的信号设备方面出现了不少的问题，将这些问题解决好，已经成为铁路系统的信号方面的一个关键。
1 电气化铁路牵引供电对铁路信号设备干扰类型及原因
1.1、对列车信号的传导式影响
在某种条件之下，因为牵引供电中电流具有波动性，所以造成了列车内有关信号设备数据的不稳定，这样就导致了列车信号的不稳定。绝大多数情况下，轨道连接处的电磁波流动和电能波动是稳定的，但是由于动作幅度大，轨道和列车之间摩擦增加，就造成了牵引化供电系统的不平衡，这种不平衡性干扰到列车中的扼流变压器，变压器的电压逐渐升高，潜移默化中也变化了继电器的工作情况，继而影响铁路信号设备的正常运作。在这种情况下，及时对铁路建设进行检修和排查，将防范风险降到最低是比较好的方式。 1.2、对信号设备的辐射性干扰
上面提到，电气化牵引供电是利用周围电网进行电流储存和运用的，节约电能的过程中也造成了一些问题。要是在连接电网使用的过程中，因为电路中的某个开关节点出现问题，就会让整个供电过程中产生一股巨大的电流冲击，让变压器的阈值快速达到饱和状态，也使得铁轨中的继电器发生不正常的移动，信号磁波受到干扰，会短暂出现信号中断的情况。为此，铁道工作人员采用合理的牵引供电方案，不胡乱破坏电网原有的秩序，另外，也要适度及时的安排电网的检查维修工作，保证供电电流的充足稳定。
1.3、对铁路运输信号的其他干扰
铁路轨道在修建过程中，原本将电流电网安置在铁轨接触地面一端的，因为这样能够最大程度的保证铁路工作人员和乘坐顾客的人身安全。但要是铁路建设中，没有将电源、铁轨和火花带三者进行分离，就会产生极大的安全隐患，不仅如此，电路电流会直接阻断安全火花带，短时间内对信号设备造成不利影响。这就需要有关工作人员在进行建设的过程中排查火花带是否都存在，避免因偷工减料导致安全事故。在铁路运输中，配置合适的扼流变压器，使得电流的输送保持在平稳状态。
1.4、对机车信号容性耦合影响
一般来说，在电流和接触网共同工作时，电压基本上处于平和状态，但在某些不正常情况之下，比如雷电天气，空气中正负电荷相互交集，平稳的电压也会波动，强大的电压电流使得铁路信号产生容性耦合的问题，这种干扰和列车信号设备离电压系统的远近、供电系统的电流大小都有一定的关联。而采取两种措施能够有效改善，一种是增加变压器的电流强度，变压器电流变大之后，就不容易受到周遭电压电流变化的影响，阻止了继电器的不正常运作。而另一种是增强铁路运输的抗干扰能力，电流对信号磁波产生干扰，导致信号输送不正常，增加轨道的抗干扰能力能促使信号得以更好的传播。电路要是能对信号磁波传送产生帮助，那么信号
传播受到的干扰也会削弱。
2 铁路信号设备抗干扰应对策略 2.1 25Hz频率轨道电路的干扰应对策略
25Hz频率轨道电路受到的主要干扰是传导性干扰，诱发原因主要是轨道之间的不平衡电流引起的。一般来说，25Hz频率轨道电路受到不平衡电流影响的方式主要有两种：其一是不平衡电流会形成脉冲电流，其脉冲电流的波形的上下半波是不对称的，具有少许直流成分，可能使扼流变压器等元器件发生饱和，进而导致25Hz频率轨道线路中传输的信号电流出现陷落；其二是不平衡电流产生的脉冲干扰，会在轨道电路内的线性滤波器中形成衰减震荡，该衰减震荡信号可能会与原信号产生叠加，从而导致轨道电路中的继电器产生误动，影响到信号设备。1）适当增大扼流变压器的铁芯饱和电流强度，适当扩大气隙；2）对扼流变压器增加抗干扰线圈，强化抗干扰能力，同时还可以安装适配器；3）设计辅助电路与25Hz轨道频率轨道电路并联谐振，起到增强信号的目的。
2.2 采用ZPW2000轨道电路应对干扰
ZPW2000的原型是UM71，具有良好的抗干扰性能。1）ZPW2000采用了空心线圈，对50Hz的牵引电流存在的阻抗很小，几乎处于断路状态，能够有效平衡轨道电流；2）ZPW2000主要使用了较高的偶次谐波。由于牵引电流在50Hz
基波以外还存在偶次谐波和奇次谐波，而奇次谐波携带的能量远高于偶次谐波，且奇次谐波携带的能量会随着频率降低而增加。所以ZPW2000选择较高的偶次谐波，就可以有效避免牵引电流产生的干扰影响；3）ZPW2000主要使用了角度调制，其抗干扰的能力明显优于幅度调制，受到外界干扰影响较小；4）ZPW2000的频偏选择较小，而且只有一个偶次谐波的干扰，在奇次频率漂移中最多会对2个谐波分量产生影响，所以其受到的牵引电流干扰较小。 2.3 综合性的抗干扰措施
综合性的抗干扰措施应该立足根本，从干扰问题产生的源头出发，切实解决干扰问题。1）合理选择相关设备，电气化牵引供电的供电方式尽量选择BT、AT等，努力提升牵引电流回路的对称性，最大程度减少感应电流对信号设备的影响。此外，还可以通过安装电容补偿，降低谐波对信号设备产生的干扰；2）采取合理的电气化牵引供电施工方案，通过架空回流线实现直供供电，努力提升供电回路的对称性。在轨道电路中，应该适当配置扼流变压器，避免轨道和点位连接线直接相连；3）优化电气化牵引供电系统设计，保证回流线和列车室、信号机房等保持15m以上的距离，降低一系列干扰的影响。此外，还可以适当设置吸上线，根据相关要求合理确定扼流变压器和轨道电路长度。 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，只有这样才能有效解决干扰问题，更好地保障电气化铁路的安全、稳定运行。 参考文献
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电气化铁路牵引供电对铁路信号设备的影响
