探討供電系統對鐵路信號系統的干擾

【摘 要】當今社會的發展與進步早已經離不開供電系統的輔助。而隨著計算機技術，網絡技術，微電子技術等先進的科學技術在鐵路信號系統中的運用，具有現代意義的新型鐵路信號系統也逐漸被運用到其相應的領域中。本研究將主要探討供電系統對鐵路信號系統的干擾。

【關鍵詞】供電系統；鐵路信號系統；干擾

由于供電系統在鐵路信號系統中發揮的作用和創造的價值十分巨大，所以有關供電系統對于鐵路信號系統的干擾也逐漸成為了一項重要的研究內容，人們對于該項研究的重視程度和探究熱情也越來越高。

1.鐵路供電系統簡介

生活中經常會提到電力系統這個詞，將發電，輸電，變電，配電以及用戶用電這幾個部分組成一個有機的系統就叫做電力系統。其中發電環節的動力源包括熱能，水能，太陽能，核能等傳統能源和新型環保能源。對于鐵路供電系統來說，它只是電力系統中的角色之一，只相當于龐大電力系統家族中的一個子系統。從供電方式的角度出發，目前鐵路供電系統的組成部分包括兩個：分為牽引供電系統和電力供電系統。牽引供電系統主要負責給電氣化鐵路的動車提供電力能源，起到牽引的作用。而電力供電系統的運用范圍就更加廣泛了，例如調度指揮，旅客服務以及通信信號等均會設計電力供電系統。如今的鐵路供電系統的布局來說，其供電線路一般都是沿著鐵路全線按照一條綜合的電力貫穿線以及一條一級的負荷電力貫穿線構成。供電的距離也有一定的要求，一般是三十到五十千米，貫通線的電壓也一般控制在十千伏左右。但是環境不同的地方其數值也會有相應的調整。例如海拔較高的青藏地區的電壓可能要增加五伏，供電距離也會成倍數的增加，甚至可以增加到一百千米，是正常距離的兩到三百。供電的主次順序則采用負荷電力貫通線為主，綜合電力貫通線為輔的手段。除此之外，變電站的設置點排列式分布也是必要的。

2.鐵路信號系統的介紹

鐵路信號系統的構成包括很多的子系統，例如鐵路車站連鎖系統，駝峰信號系統，行車調度控制系統，鐵路車站連鎖系統以及微機監測系統等都屬于鐵路信號系統的組成部分。鐵路信號系統的存在對于鐵路的的正常運行來說是不可或缺的。它能夠保證鐵路列車的行車安全，負責鐵路運輸的指揮和提高鐵路運輸的能力。在鐵路這個龐大的體系中，鐵路信號系統的指揮作用就像是人的耳朵和眼睛，它的控制部分則就是人體的中樞神經系統，它所承擔的責任，不僅是要反應鐵路運輸行車設備的實時運行狀況，還要負責例如各種鐵路運輸調度的指令控制的監控及信號傳遞的工作。

鐵路信號系統除了軟件的監控和控制系統，還包括另一重要組成部分，那就是鐵路信號的硬件設備。第一類是信號機設備。它主要負責和傳遞機車信號和地面固定信號的接收和傳遞。主要功能包括傳達各種收集的實時列車運行信息，指示列車運行的命令，提供列車運行的實時線路和其他一些信息反饋功能。第二類是十分重要的控制設備。這類設備主要包括微機聯鎖，電氣集中和駝峰信號的控制臺以及聯鎖主機等。它的主要功能不但包括對各類信號設備的控制和操作，還包括檢測各類信號設備的實時運轉狀況。第三類是道岔轉撤裝置。其主要包括電空轉轍裝置，電動轉撤裝置和電液轉撤裝置。它最大的功能就是滿足列車運行的各種實際需求。第四類是電線路設備。其中包括綜合樞紐電纜，普通信號電纜，光纜，數字信號電纜以及多種配線電纜線。它的存在為各類聯鎖和閉塞設備以及交流信號的網絡一體化形成提供重要的技術平臺支持。除了以上四類，鐵路信號系統的設備還包括非常重要的電源設備。它也是其他電類的能源提供者。其子設備包括列車區間電源屏，車站電源屏和駝峰電源屏等。組要功能就是為其他鐵路設備提供電力能源，使這些設備其正常運轉。[1]

3.供電系統對鐵路信號系統的干擾分析

供電系統對鐵路列車的運行起著至關重要的作用。但是電力對鐵路的信號系統也存在一定的干擾。對這些干擾的進行詳細的分析會在最大限度上保證列車運行的安全和效率。首先，目前我國的電氣化鐵路運輸采用的是工頻交流制的供電方式。其電力牽引供電的主要方式有吸流變壓器供電，自耦變壓器供電，同軸電力電纜供電以及直接供電這四種主要的供電方式。對于鐵路供電系統來說，對信號系統干擾作用最大的就是電磁干擾。電和磁本來就本質上的關聯，電可生磁，磁亦可生點，兩者相符相成。鐵路限號信號系統的電磁干擾的具體定義是指任何能使設備或是系統系能削弱的電磁現象均稱為電磁干擾現象。這種電磁干擾的方式有輻射干擾和傳導干擾兩種。輻射傳輸的傳輸原理是通過一定的介質將信息以電磁波的形式傳播出去。其主要的干擾按照電磁場的本身規律向周圍的空間呈發散式發射。傳導干擾則主要沿著干擾源和敏感器之間的連接電路進行傳導。

3.1電力系統電磁干擾的途徑

以上兩類是電磁對鐵路信號系統的重要干擾方式及分類。電磁的干擾也有其一定的路徑。路徑主要分為三種。第一種是供電系統的牽引電流產生干擾信號，這種信號以空中輻射的方式對鐵路信號系統造成相應的干擾。也就說，這種干擾方式是以電磁波的形式向空中輻射，從而對誒鐵路信號系統的電子設備產生干擾，使其正常的工作受到一定程度上的影響。第二類干擾方式是指干擾信號通過信號電纜，設備的外殼，鐵路鋼軌，信號設備以及設備的電源進入鐵路信號系統。它能夠對整個鐵路信號系統的正常運行產生很大的干擾。第三類則是干擾源通過一定的干擾方式將干擾信號耦合到了像電纜這種正在正常運行的信號設備當中去。這三種干擾方式的干擾途徑是很明確的，因此在屏蔽這些干擾現象的發生時，可以從它們的干擾途徑著手進行解決。

3.2供電系統對鐵路信號系統干擾的方式

研究供電系統對鐵路信號系統的具體干擾方式也是一件十分有價值的項目。具體方式也可以總結為以下提到的這幾類。第一類，正在運行中的電力機車對鐵路軌道電路的感應性干擾。這種干擾方式主要來自正在運行的電力機車上的電力系統對對到產生電路感應變化，從而產生干擾源。第二類，牽引電流的回流現象會造成傳導性的干擾。其干擾原理是鐵路的兩條鋼軌中存在的牽引電流不是理想狀況下的相等，因此會造成變壓器中的兩個線圈產生的磁通量不能完全相互抵消，這樣就會造成兩個線路中牽引電流的不平衡，從而引起電壓干擾現象。第三類是機車信號設備會受到機車的干擾。這種干擾包括電，磁以及電磁輻射源的干擾。第四類是電磁感應和電磁輻射對信號系統造成一定的干擾。以上提到過的電磁感應現象就是造成這類干擾的主要原因。而且這種干擾往往對信號設備的正常運行會造成很多的麻煩，應該最大程度上的避免。最后一種是電火花脈沖和諧波造成的干擾現象。這種干擾的產生有兩種主要方式，一是機車斬波器分段牽引電流產生的諧波干擾。而是機車電力系統自身會產生諧波干擾現象。[2]

4.結語

供電系統也是一把雙刃劍，它能帶給鐵路系統動力與便捷的同時，也能對鐵路的信號系統產生一定的干擾現象。因此看來，對于鐵路信號系統的干擾源的探究對于鐵路系統的改進和完善有著十分重大的價值。總體看來，找到信號干擾的具體方式和具體干擾途徑，并且采取有效的手段予以阻斷，才是有效避免這些不利信號干擾的最核心內容。

【參考文獻】

[1]萬元.鐵路信號系統電磁兼容需求研究[J].鐵道建筑技術，2013，21（1）：64-65.

[2]毛俊杰.高速鐵路列車速度自動控制系統[J].中國鐵道出版社，2014，18（1）：78-80.