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简谈电磁干扰对铁路信号的影响及应对措施

刘广宇

通号北京轨道工业集团有限公司,北京,102613

摘要: 铁路是一项重要的交通运输系统,同时也是经济发展的重要桥梁,在科技和设备不断发展更新的情况下,铁路运输事业也在持续的改进,然而依然有安全风险存在,本文将对电磁干扰影响铁路信号应对措施进行分析,主要研究贯通地线、牵引供电、雷电干扰等情况带给铁路信号的影响,并提出相关措施,希望可以提供参考价值。
关键词: 电磁干扰;铁路信号;影响及措施
DOI:10.12721/ccn.2021.157007
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1电磁干扰对铁路信号的危害

1.1 列车行驶轨迹受到影响

随着科技不断进步,列车的行驶也变得更加复杂,列车的控制仪器越来精密,提升列车的智能性和自动化程度。但是,于此同时列车内部精密元件也更容易受到电磁的干扰,一旦列车信号受到干扰,就会造成信号传输紊乱,这时候列车的主操控系统就无法正确执行命令,就可能会造成列车接受错误指令而偏离运行轨道,影响到乘客的人身安全。

1.2 列车将无法正常运行

在电磁的干扰下,列车的主操控系统无法接受正确的信号,就会出现无法控制自身运行行为的现象,一旦出现信号读取失误,就可能会造成列车紧急制动来停止运行,但如果所处的环境较为危险,就会导致对乘客及整个交通系统造成极大影响。

2铁路信号的影响

2.1牵引供电系统存在的影响

牵引供电系统会对铁路信号产生的很大的影响,主要表现为以下两种,其一,牵引传导性产生的干扰,指的是因为牵引电流不平衡产生的影响,这也是影响铁路信号的一个重要原因之一。连接牵引电流和信号系统的主要一个构件就是钢轨,然而钢轨本身的阻抗也是比较大的,再加上变压器线圈本身是不一样的等多种因素,两条钢轨上的分布电流将会出现不均匀现象,致使不平衡的牵引电流将会出现。如果存在不平衡的电流将会促使变压器产生感应电动势,其中感应值是由两轨道之间电流差决定的。若电流差比较大,感应值将会超出标准,这样的情况将会严重影响继电器,进而造成铁路信号设备故障。其二,在火车运行的线路上方,牵引电磁具有负荷比较高的电磁力,这种强电磁力也会对铁路信号地面设备传送较大的电压,进而对铁路信号的地面设备造成一定的影响。这会使通过钢轨、防腐线以及信号电缆构成的环路中产生感应电动势,由此造成信号设备的电压以及载频等信息在信号电缆中的传递不畅通。

其中若是存在感应电动势的感应值超过标准值的情况,会将防腐线破坏,甚至有可能破坏电缆的绝缘保护套,造成设备故障,或者遗留设备隐患,进而严重影响运行中的火车。为此,需要对信号电缆的屏蔽层实施有效的接地保护措施,并且将电缆的接地线进行贯通,从而形成贯通地线,再将信号电缆的屏蔽层外部加装绝缘护套,使其避免外界的电磁影响,并且可以将较大的电磁力通过地线传输给地进行释放,然而我们在施工时有好多种接地的选择方式,一般情况下我们会采用单端接地或者双端接地。

2.2雷电电磁造成的影响

雷电是大气层的雷雨云发生极性变化时再与极性相反的云层相触就会出现放电现象。因此雷电击打会影响到是铁路信号,这也是对铁路信号影响较大的因素。通常来说,影响铁路信号最为明显的雷共有两类,分别是感应雷和直击雷。感应雷就是在云层放电然后引起周围一定范围电磁场改变,进而影响到铁路信号的电子元器件和导体,导致这些精密元器件产生电磁脉冲,影响到信号系统内部的联动性,一旦系统内部的自检防护系统的预应力小于感应雷电带来的脉冲力,就可能导致铁路信号系统发生瘫痪。

2.3贯通地线产生的影响

它产生的影响是有条件的,如果贯通地线产生的电流注入点与信号电缆之间处于对称的形势,这时两侧输入点的信号电缆上将会形成感应电动势,其值为0,但是电流的方向是正确的。反之,这两者之间不是对称的形势,则会形成一定的感应电动势,特别是在一侧的信号线缆上,将会产生特别大的感应电动势,对铁路设备信号将会产生较大的影响。一般情况下,正穿运行的贯通地线,所形成的感应电动势标准要求应当小于60伏。及时在信号电缆外层出现较小的电流,在内部的电动势值也是最大值。如果接触网出现不良情况,产生的电动势则是小于30伏。

2.4接电故障

在列车运行过程中,电气化铁路设备会产生较大的电流,这时候的设备容易受到外界环境的干扰,因此通常都会给电气化铁路安装接地线,通过这样的方式来确保电气设备能够安全运行。但是接地线路也会电磁干扰的影响,进而造成接地故障,一旦接地设备发生故障时,故障电流就会沿着路线流向设备中心点,然后在重新回到故障处,在这个过程中会造成电压差升高,形成地磁干扰,影响到电气化铁路信号的性能。

3铁路信号中电磁干扰应对措施

3.1牵引供电系统干扰应对措施

牵引供电系统的主要应对措施是在站内发码区段的轨道电路中增设带有适配器的扼流变压器,并且将绝缘两端通过回流线进行沟通,以此增加铁芯电流,在变压器次级增加可以起到防干扰,放入适配器,通过建设LC电流类对外界的电磁对铁路信号地面设备的影响降低。由于区间移频轨道电路所应用的线圈是空心的,再加上区间移频轨道电路可以对牵引电流产生较小的影响,因此可以将电流进行平衡。但牵引电流产生奇数次或者偶数次的谐波时,轨道电流的载频通常会选择偶次谐波,最大程度上能够减少牵引电流的影响。

3.2强化防雷电电磁信号干扰

由于铁路轨道处于室外,雷电对其的影响非常严重,强化防雷电电磁信号干扰很有必要。通过做好防雷措施,能够杜绝电气化系统受到雷电直击,有效保护电气设备。为了能够减少雷电直击情况,铁路工作人员可以在信号设备楼上安装避雷网,避雷网的范围需要限制在3m*3m内,然后在建筑墙下安装引线,安装数量为4-6根,并且保证其与信号设备的距离在5m以上,接着就可以采用拉法第笼对信号设备进行保护,达到屏蔽干扰电流的作用。如果是室外的铁路信号设备,可以采用铁磁箱盒来减弱空间电磁场的影响。

3.3贯通地线影响应对措施

在对地线外层绝缘套进行选择的时候需要选用新型环保材料,以此减少线路中感应电动势的形成概率,同时还能够防止泄漏的情况。首先我们在施工中对贯通地线进行埋设时,不能让贯通地线影响到信号电缆,因此一定要把握好贯穿地线与信号电缆之间要有1m以上的间隙,之后保护措施采用填砂的方式。为了提高对线缆外层绝缘层的保护力度,还需要建设监控设备实施贯通线路外层绝缘套的检测,以便及时采取应对措施。

3.4提升电磁兼容性

电磁兼容性就是电气化设备能够在电磁环境下正常工作且不会受到子环境的电磁干扰,因此提升电磁兼容性就能有效降低因为其他因素造成的电磁干扰,维护铁路信号系统稳定运行。需要注意的是,需要确保电气设备运行的电磁干扰不会超过相应的限值和不会在正常运行状态下影响到其他设备,这样就能保证铁路信息系统的安全运行。

4结束语

综上所述,在铁路沿线线路中最为常见的就是电磁干扰现象,并且范围比较广,具有较严重损害。通过深入研究不同电磁干扰信号产生的影响,进而制定相应的防护措施。电磁干扰对铁路信号而言具有严重的危害,一旦信号受到影响铁路运行将会存在安全隐患。为此,需要进一步研究铁路电磁信号的干扰因素,以此制定有效的防护措施,进而降低不良影响。

参考文献

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