電力牽引電流對25Hz相敏軌道電路信號電流的影響分析

王海艷

(遼寧鐵道職業技術學院，遼寧 錦州 121000)

1 25Hz相敏軌道電路

電氣化軌道區段鋼軌由于有50Hz電力機車的牽引回流，要求軌道電路采用非工頻軌道電路，與50(Hz的牽引電流區分，軌道電路就能防護牽引電流的基波、諧波干擾，以保證軌道電路設備安全可靠地工作，我國鐵路大都采用25Hz相敏軌道電路。

1.1 概念

25Hz相敏軌道電路是適用于電力牽引區段亦用于非電力牽引區段的一種站內軌道電路制式。相:相位(二元二位繼電器局部電源電壓相位超前于軌道電源電壓相位90°)敏:頻率(二元二位繼電器局部電源和軌道電源工作頻率為25Hz)

相敏軌道電路是具有相位和頻率雙重選擇性的軌道電路。

1.2 作用

(1)監督列車、車列的占用情況及軌道電路的完整性(25Hz)。當軌道電路在調整狀態時，GJ可靠吸起，當軌道電路有車占用或軌道電路故障時，GJ可靠落下。GJ的接點條件用于6502電氣集中聯鎖或計算機聯鎖系統，參加聯鎖。

(2)傳輸列控(機車信號)所需信息(移頻)。利用軌道電路的通道，傳輸移頻信息，以實現站內電碼化。

(3)電化區段兩根鋼軌通過電力牽引電流(50Hz)。

牽引電流

2 電氣化區段對軌道電路的特殊要求

必須采用非工頻軌道電路(25Hz);采用雙扼流雙軌條軌道電路;交叉渡線(含復式交分道岔)上兩根直股都通過牽引電流時，應加設鋼軌絕緣。目的是切斷軌條之間的電氣連接，將上、下兩個道岔區段完全隔開，防止上、下兩個道岔區段之間，存在分路時互相影響，工作不穩定的問題;道岔跳線、鋼軌引接線和接續線截面加大(不小于50mm2)，引接線等阻;高柱信號機的安全地線、接觸網的桿塔地線、橋梁等建筑物地線不得直接與設有軌道電路的鋼軌相連接，也不應接至扼流變壓器中心點;嚴禁經火花間隙與設有軌道電路的鋼軌連接。

3 軌道電路中的不平衡牽引電流

(1)牽引電流不平衡的因素。①彎道上的兩根鋼軌的鋼軌阻抗不相等。②鋼軌接頭電阻不可能完全一致導致整個長鋼軌阻抗與另一側的鋼軌阻抗就不同。③扼流變壓器中性點兩邊的阻抗不相等;而牽引回流要經過多個扼流變壓器的中性點后才能回歸到牽引變電所，兩根鋼軌由此而形成的阻抗是不一致的。④線路的一側敷設有長的金屬管路或各種帶金屬護套的屏蔽電纜等原因造成軌道電路的對地漏泄不平衡，即兩根鋼軌對地漏泄導納的不相等。

(2)不平衡牽引電流對軌道電路的影響。兩軌之間的不平衡電流對軌道電路產生干擾。由于兩軌之間的電流差值在兩軌間產生軌間干擾電壓，軌間干擾電壓經扼流變壓器的變比，使Ⅱ次側產生更高的干擾電壓，軌道電路的送、受電端受到干擾。不平衡電流對軌道電路的干擾，可分為穩定干擾與沖擊干擾兩種狀況。穩定干擾是牽引網供電系統正常供電時，由于列車位移和列車所需電流的改變，鋼軌線路上每一軌道電路區段隨時間和列車運行狀態而改變所受到的干擾。沖擊干擾是機車升弓和牽引網短路時所受到的干擾。

(3)減小不平衡電流采取的措施。改善兩根鋼軌的縱向電導不平衡以及規范鐵路沿線各項建筑物的地線與鋼軌連接的方法:鋼軌網的縱向電導，不僅取決于鋼軌本身，而且取決于鋼軌接頭互相連接的質量。鋼軌接頭電阻可能很小，也可能很大;接頭狀態將決定大地中的電流數值。現在電氣化區段普通采用雙套軌端連接線的辦法，一套塞釘連接線，一套軌端焊接線，兩線并用。采用長鋼軌和無縫線路，大大減少了接頭電阻對鋼軌網總的縱向電導的影響，從而減少了對牽引電流漏泄的影響。應按年限定期對線路實施大(中)修，清篩道砟，提高線路質量。

(4)加適配器來改善牽引電流對軌道電路的干擾狀況。加設適配器于接收電路前端，其目的是對穩定干擾和沖擊干擾中大的不平衡牽引電流(主要是50 Hz成分)進行濾波，至少應濾去95%以上;而適配器對有用的信號電流衰耗極小，不影響軌道電路正常工作。適配器是第一級濾波器，濾掉50 Hz不平衡電流(10 A以內)，其輸入阻抗要與軌通電路的各項參數相匹配。對于超過10 A以上的強大電流，由10 A熔斷器給予防護，使軌道電路受電端的設備不受損害。

4 減小電力牽引電流影響采取的方法分析

4.1 裝“空扼流”處，其信號線圈經BG2-130/25型軌道變壓器與BCQ補償器相連，以進行補償。BCQ補償器的作用:對軌道電路的信號傳輸進行補償，減少空扼流變對軌道電路信號能量的消耗，以減少軌道電路的總功耗。在電碼化區段，還要對機車信號的信息進行補償，以減少空扼流變對機車信號信息的能量消耗，因此，對于不同制式的機車信號，補償器類型不同。

4.2 軌道電路扼流變壓器中心線拆除。全部采用雙扼流軌道電路，中點相連后易構成迂回電路，為減少迂回電路對軌道電路的影響，在確保回歸牽引電流暢通的條件下，應將個別扼流變的中點連線拆除，以斷開迂回電路。

4.3 HF25型防護盒。用于25Hz相敏軌道電路中，保證二元二位繼電器不受50Hz牽引電流的干擾，并對25Hz信號頻率的無功分量及軌道電路相位角進行補償，以保證二元二位繼電器可靠工作。

4.4 FB防雷補償器。防雷補償器內部設防雷單元，就是對接的硒片和電容器，硒片用來防雷及大電流侵入。電容用來提高局部線圈的功率因數，減少變頻器輸出電流。

5 小結

結合鐵路現場運用實際，牽引電流對25Hz相敏軌道電路的信號電路的影響進行了充分的分析和研究，適應我國鐵路高速重載的要求，對當今電氣化鐵路的快速發展有著現實意義。