牵引电流干扰的探讨

[摘 要] 本文通过对电气化牵引电流对轨道的干扰进行了分析，并提出了一些解决的经验，对实际工作的指导有很重要的借鉴意义。

[关键词] 轨道电气话 牵引电流 电流干扰

中图分类号：U227 文献标识码：A

从我国修建第一条铁路以来，列车的重量和列车的速度随着国家铁路运输业的发展也逐渐增加，电力的牵引电流也随之增加。然后，牵引电流的增加在带来更高速度的同时，对设备造成的影响也随着增大。而钢轨中不平衡牵引电流的回流对轨道的信息传递干扰最为严重，如果不采取一定的减少和预防，那么其对轨道电路正常工作造成的影响将不可估量。

1 轨道电路的组成、作用原理及其分类

1.1 轨道电路的组成轨道电路主要包括：钢轨、轨道绝缘、轨端接连线、引接线、送电设备及受电设备。送电设备主要包括电源设备，先流装置和引接线；线路包括钢轨、轨端接续线和轨道绝缘； 受电设备包括牵引线和轨道继电器。

1.2 轨道电路在铁路运输中起着非常重要的作用，具体有如下两个作用

1）它是信号连锁的室外重要设备，保证行车和调车作业的安全。通过轨道电路，列车段可以检查出在某一段轨道内是否有列车运行，车辆占用的情况。它的工作原理是：当轨道电路的某一段线路空闲时，其上的继电器有足够的电流通过，被磁化的衔铁被吸起，前接点闭合，接通了色灯信号机的绿灯电路，路（绿）灯发光，表示该路段空闲，允许机车占用。当机车驶入该区域时，轮的电阻很小，使电路短路，减弱了继电器的吸力，释放了衔铁，接通了后接点，使红灯电路通路，显示了禁行信号。防止列车追尾和冲突事故的发生，确保了行车安全；

2）及时地发现轨道断裂与否。当轨道运行正常的时候，继电器能够正常工作。若前方轨道出现断裂或阻碍，就会切断轨道电流，导致接通红灯信号电路。此时，线路空闲，但信号机显示红灯，防止了列车的颠覆事故。

2 牵引电流对信号设备的影响

钢轨中不平衡牵引电流回流会影响轨道电路的传导性。处在电力牵引范围内的两条钢轨，主要有两方面作用：第一，传输轨道电路的信息；第二，作为牵引电流的回归通路。由于这两个作用的不同，会对电流在同一钢轨的线路传输中，带来很大的影响。因此，我们要采取必要的减少干扰和加强防干扰的措施，来降低牵引电流对信号设备的影响。

2.1 减少不平衡电流的措施

根据干扰电压的公式，牵引电流的不平衡系数一般要小于5%，也就是轨道电路中肯定会有干扰电流的侵扰。我们只能设法减少干扰电流的侵扰。

2.1.1改善两根钢轨之间的纵向电导的不平衡：（1）轨道端处接续线的连接线采用的方式为一塞一焊，施工时选用良好的材质，严格工艺技术，可以改善钢轨纵向电导的不平衡，从而使轨道电路的传输性能得到提高；（2）使用长钢轨，使其接缝数减少。从而降低接头电阻对轨道电路的影响；（3）运营单位应按时对其进行维修，提高线路的质量。充分保证行车安全，提高其运输效率。

2.1.2提高轨道电路的传输性能，防止其回流发生阻碍。加固和焊接轨道电路中的连接点，如各种连接线、中性连接线、吸上线等；加大电路连接线的截面积；选用的钢轨引接线是等阻的；轨道电路采用双扼流轨道电路。

2.1.3规范铁路沿线建筑物下的地线。接触网杆塔地线不应接在钢轨上，应采用集中地线。

2.2预防轨道电路设备受干扰的措施

2.2.1 在干扰电流入侵后，为减少干扰，必须提高设备的防护性能，防止不平衡电流出现后损坏设备、器材。 第一，扼流变压器是电化区段导通牵引电流及传递信息、匹配轨道电路送受电端的主要设备，因此选择与最大牵引电流相匹配的高容量扼流变压器至关重要。扼流变压器容量的确定，取决于钢轨电流的大小，钢轨牵引电流的大小则与供电方式、大地电导、钢轨阻抗等诸多因素有关。钢轨中任一点电流是由两个分量组成，其一为感应分量，即由接触网电流通过互感耦合在钢轨中产生的感应电流分量；另一部分为传导电流分量，它沿负载两侧的钢轨逐渐泄入大地。在通常情况下，距负载为 3～5km以远时，钢轨中只剩下感应电流分量，所以负载零点的电流最大。要计算出各个信号点的最大牵引电流，选取不同规格的扼流变压器。变压器一般短时间有承受过负载的能力，因此，采取以上办法进行计算和估算基本可满足要求。 第二，轨道电路必须采用非工频轨道电路（如 25Hz相敏轨道电路、移频轨道电路等），与 50Hz 的牵引电流分开，以防牵引电流干扰。 第三，轨道电路接收输入端加装抗干扰适配器，以缓解冲击电流，减少不平衡电流的影响。适配器作为第一滤波器，将冲击干扰中大的不平衡牵引电流（主要是50Hz 成分，10A 以内）进行滤波（至少可滤去 95%以上），而对有用的信号电流衰耗极小，不影响轨道电路正常工作。对超过10A 以上的强大电流，要有 10A 保安器防护，使轨道电路受电端的设备不受损害。 第四，轨道电路受电端的轨道继电器线圈应并接防护盒，使之滤掉不平衡电流的 50Hz基波及谐波成分，并可保证信号电流衰耗很小。 第五，采用开气隙的扼流变压器，使其不易饱和，提高瞬态大脉冲电流的冲击能力。

2.2.2 侵入的电流若能造成轨道继电器误动，设法让其误动后果不影响信号设备及电路。对于 25Hz相敏轨道电路设备，轨道复示继电器可采用 JWXC―H310型，该继电器有缓吸缓放特性，冲击干扰侵入后，轨道继电器误动作，但该复示继电器有缓吸缓放特性而不动作，从而不致造成信号设备不正常工作。另外，还采用新型的 97型二元二位继电器，该继电器优化了磁路设计，并增加了局部线圈功率，继而增大了继电器释放重力和接点压力。此外，接点系统对称，增加了释放吸合位置的限位上挡刚性，并设缓放设备等，提高了返还系数和动作的可靠性。

以上均是根据工作经验而总结出的一些措施，虽然已起到一定的作用，但是电气化牵引电流对轨道电路的干扰还有待于在今后实践中作进一步研究和探讨，以寻求降低牵引电流的干扰强度和提高轨道电路本身抗干扰能力，保证设备稳定、可靠工作。