探讨供电系统对铁路信号系统的干扰

【摘 要】当今社会的发展与进步早已经离不开供电系统的辅助。而随着计算机技术，网络技术，微电子技术等先进的科学技术在铁路信号系统中的运用，具有现代意义的新型铁路信号系统也逐渐被运用到其相应的领域中。本研究将主要探讨供电系统对铁路信号系统的干扰。

【关键词】供电系统；铁路信号系统；干扰

由于供电系统在铁路信号系统中发挥的作用和创造的价值十分巨大，所以有关供电系统对于铁路信号系统的干扰也逐渐成为了一项重要的研究内容，人们对于该项研究的重视程度和探究热情也越来越高。

1.铁路供电系统简介

生活中经常会提到电力系统这个词，将发电，输电，变电，配电以及用户用电这几个部分组成一个有机的系统就叫做电力系统。其中发电环节的动力源包括热能，水能，太阳能，核能等传统能源和新型环保能源。对于铁路供电系统来说，它只是电力系统中的角色之一，只相当于庞大电力系统家族中的一个子系统。从供电方式的角度出发，目前铁路供电系统的组成部分包括两个：分为牵引供电系统和电力供电系统。牵引供电系统主要负责给电气化铁路的动车提供电力能源，起到牵引的作用。而电力供电系统的运用范围就更加广泛了，例如调度指挥，旅客服务以及通信信号等均会设计电力供电系统。如今的铁路供电系统的布局来说，其供电线路一般都是沿着铁路全线按照一条综合的电力贯穿线以及一条一级的负荷电力贯穿线构成。供电的距离也有一定的要求，一般是三十到五十千米，贯通线的电压也一般控制在十千伏左右。但是环境不同的地方其数值也会有相应的调整。例如海拔较高的青藏地区的电压可能要增加五伏，供电距离也会成倍数的增加，甚至可以增加到一百千米，是正常距离的两到三百。供电的主次顺序则采用负荷电力贯通线为主，综合电力贯通线为辅的手段。除此之外，变电站的设置点排列式分布也是必要的。

2.铁路信号系统的介绍

铁路信号系统的构成包括很多的子系统，例如铁路车站连锁系统，驼峰信号系统，行车调度控制系统，铁路车站连锁系统以及微机监测系统等都属于铁路信号系统的组成部分。铁路信号系统的存在对于铁路的的正常运行来说是不可或缺的。它能够保证铁路列车的行车安全，负责铁路运输的指挥和提高铁路运输的能力。在铁路这个庞大的体系中，铁路信号系统的指挥作用就像是人的耳朵和眼睛，它的控制部分则就是人体的中枢神经系统，它所承担的责任，不仅是要反应铁路运输行车设备的实时运行状况，还要负责例如各种铁路运输调度的指令控制的监控及信号传递的工作。

铁路信号系统除了软件的监控和控制系统，还包括另一重要组成部分，那就是铁路信号的硬件设备。第一类是信号机设备。它主要负责和传递机车信号和地面固定信号的接收和传递。主要功能包括传达各种收集的实时列车运行信息，指示列车运行的命令，提供列车运行的实时线路和其他一些信息反馈功能。第二类是十分重要的控制设备。这类设备主要包括微机联锁，电气集中和驼峰信号的控制台以及联锁主机等。它的主要功能不但包括对各类信号设备的控制和操作，还包括检测各类信号设备的实时运转状况。第三类是道岔转撤装置。其主要包括电空转辙装置，电动转撤装置和电液转撤装置。它最大的功能就是满足列车运行的各种实际需求。第四类是电线路设备。其中包括综合枢纽电缆，普通信号电缆，光缆，数字信号电缆以及多种配线电缆线。它的存在为各类联锁和闭塞设备以及交流信号的网络一体化形成提供重要的技术平台支持。除了以上四类，铁路信号系统的设备还包括非常重要的电源设备。它也是其他电类的能源提供者。其子设备包括列车区间电源屏，车站电源屏和驼峰电源屏等。组要功能就是为其他铁路设备提供电力能源，使这些设备其正常运转。[1]

3.供电系统对铁路信号系统的干扰分析

供电系统对铁路列车的运行起着至关重要的作用。但是电力对铁路的信号系统也存在一定的干扰。对这些干扰的进行详细的分析会在最大限度上保证列车运行的安全和效率。首先，目前我国的电气化铁路运输采用的是工频交流制的供电方式。其电力牵引供电的主要方式有吸流变压器供电，自耦变压器供电，同轴电力电缆供电以及直接供电这四种主要的供电方式。对于铁路供电系统来说，对信号系统干扰作用最大的就是电磁干扰。电和磁本来就本质上的关联，电可生磁，磁亦可生点，两者相符相成。铁路限号信号系统的电磁干扰的具体定义是指任何能使设备或是系统系能削弱的电磁现象均称为电磁干扰现象。这种电磁干扰的方式有辐射干扰和传导干扰两种。辐射传输的传输原理是通过一定的介质将信息以电磁波的形式传播出去。其主要的干扰按照电磁场的本身规律向周围的空间呈发散式发射。传导干扰则主要沿着干扰源和敏感器之间的连接电路进行传导。

3.1电力系统电磁干扰的途径

以上两类是电磁对铁路信号系统的重要干扰方式及分类。电磁的干扰也有其一定的路径。路径主要分为三种。第一种是供电系统的牵引电流产生干扰信号，这种信号以空中辐射的方式对铁路信号系统造成相应的干扰。也就说，这种干扰方式是以电磁波的形式向空中辐射，从而对诶铁路信号系统的电子设备产生干扰，使其正常的工作受到一定程度上的影响。第二类干扰方式是指干扰信号通过信号电缆，设备的外壳，铁路钢轨，信号设备以及设备的电源进入铁路信号系统。它能够对整个铁路信号系统的正常运行产生很大的干扰。第三类则是干扰源通过一定的干扰方式将干扰信号耦合到了像电缆这种正在正常运行的信号设备当中去。这三种干扰方式的干扰途径是很明确的，因此在屏蔽这些干扰现象的发生时，可以从它们的干扰途径着手进行解决。

3.2供电系统对铁路信号系统干扰的方式

研究供电系统对铁路信号系统的具体干扰方式也是一件十分有价值的项目。具体方式也可以总结为以下提到的这几类。第一类，正在运行中的电力机车对铁路轨道电路的感应性干扰。这种干扰方式主要来自正在运行的电力机车上的电力系统对对到产生电路感应变化，从而产生干扰源。第二类，牵引电流的回流现象会造成传导性的干扰。其干扰原理是铁路的两条钢轨中存在的牵引电流不是理想状况下的相等，因此会造成变压器中的两个线圈产生的磁通量不能完全相互抵消，这样就会造成两个线路中牵引电流的不平衡，从而引起电压干扰现象。第三类是机车信号设备会受到机车的干扰。这种干扰包括电，磁以及电磁辐射源的干扰。第四类是电磁感应和电磁辐射对信号系统造成一定的干扰。以上提到过的电磁感应现象就是造成这类干扰的主要原因。而且这种干扰往往对信号设备的正常运行会造成很多的麻烦，应该最大程度上的避免。最后一种是电火花脉冲和谐波造成的干扰现象。这种干扰的产生有两种主要方式，一是机车斩波器分段牵引电流产生的谐波干扰。而是机车电力系统自身会产生谐波干扰现象。[2]

4.结语

供电系统也是一把双刃剑，它能带给铁路系统动力与便捷的同时，也能对铁路的信号系统产生一定的干扰现象。因此看来，对于铁路信号系统的干扰源的探究对于铁路系统的改进和完善有着十分重大的价值。总体看来，找到信号干扰的具体方式和具体干扰途径，并且采取有效的手段予以阻断，才是有效避免这些不利信号干扰的最核心内容。

【参考文献】

[1]万元.铁路信号系统电磁兼容需求研究[J].铁道建筑技术，2013，21（1）：64-65.

[2]毛俊杰.高速铁路列车速度自动控制系统[J].中国铁道出版社，2014，18（1）：78-80.

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