机车信号50Hz干扰问题分析与探讨

杨进军

机车信号50Hz干扰问题分析与探讨

杨进军

摘 要：在高速铁路中，机车信号起着指示高速列车运行的重要作用，但有时会受到干扰的影响。根据轨道电路机车入口电流和机车牵引电流传输特点，分析机车信号中出现50Hz干扰的原因，总结出查找此类问题的方法，确保铁路运输安全。

关键词：机车信号;50Hz电压;干扰

郑州铁路局动态检测车投入使用以来，多次在陇海线上进行动态检测，检查出补偿电容失效、电容分布不均、机车入口电流低、窜码、50 Hz干扰等问题。尤其是50 Hz电压干扰，由于涉及到机车信号和牵引供电，工区在检查处理时，往往不知道怎么入手。下面通过分析机车入口电流和机车牵引电流在轨道电路中传输的特点，阐述50 Hz电压干扰机车信号的原因及处理方法。

1 问题提出

动态检查开封车间—运转场信号工区SⅡLQ区段，发现机车信号有 50 Hz干扰，310 mV左右，范围150 m，如图1圆圈处所示。

从干扰波形可以看出，电务试验车在运行到运转场SⅡ出发信号机后第4个轨道区段时，机车信号中检测出50Hz干扰电压。结合发生50Hz干扰的开封运转场东咽喉站场图，如图2所示，可以清楚看出在 SⅡ出发信号机后依次是29DG、25DG、17DG、13DG、7-11DG等5个轨道电路区段，问题发生在第4个区段，即13DG。在站场结构图中，XF信号机处7-11DG与S1LQG 2个扼流变压器中心连接板中间，是牵引供电吸上线的接入点。

图1 动检车发现问题切图

2 轨道电路中电流传输的特点

轨道电路在列车运行时，同时有多种电流轨道上传输，主要包括：

1．机车信号入口电流，如图3所示。站内的机车入口电流是在建立接车进路，且列车压入轨道区段后，室内发送器通过发码条件，将发码电路叠加到轨道电路中，再根据列车运行情况逐区段迎着列车发送的。该电路和25 Hz相敏轨道电路共用1个通道，迎着列车运行方向只发送不接收，当机车压入轨道区段后，由机车信号的感应线圈接收。

图2 开封运转场下行咽喉站场图

图3 机车信号电流走向图

2．电力机车的牵引回流，如图4所示。电力机车在线路上运行时，受电弓将接触网25 kV交流电，送到机车牵引变压器的原边，原边通过接地装置与机车轮对相接，轮对将牵引电流的回流送至两侧钢轨上，向最近的电力吸上线传输。在通过轨道电路绝缘节时，由于轨道电路的阻碍作用，牵引电流从与钢轨相接的等阻电源钢丝绳进入到本区段扼流变压器的1、2处，由扼流变压器中性连接板的3流出，到下一区段的扼流变压器的3输入，再由该扼流变压器的1、2流出，通过电源钢丝绳送至钢轨上，重复以上过程，一直传输到轨道电路吸上线处。从图4可以看出，牵引电流传输的特点是沿两侧轨道同时向吸上线处单向传输。

图4 电力机车牵引回流走向图

3．轨道电路自身制式电流，其作用是保证轨道电路的正常工作。因其与本文关系不大，这里不再赘述。

3 轨道电路中50 Hz电压干扰分析

如图4所示，如果流入扼流变压器1端的牵引电流为I1，流入扼流变压器2端的牵引电流为I2，根据电磁感应原理，会产生感应电压。当I1=I2时，扼流变压器的1、3线圈和2、3线圈中感应电压，大小相等，方向相反，不会造成对轨道电路的干扰。如果由于地锚拉杆漏泄，轨道绝缘不良或者扼流变压器自身不良，造成I1≠I2时，扼流变压器中就会有一个感应电压的差值，这个差值就是干扰源，将会在本区段封闭的轨道电路内传送，与机车入口电流一同发送到轨面上，再由机车信号的感应线圈接收，就形成50 Hz牵引电流干扰。

4 整治处理

根据实际处理经验，干扰原因一般分为3种情况：一是地锚拉杆绝缘不良漏泄引起的干扰;二是轨道绝缘不良漏泄引起的干扰;三是扼流变压器不良引起的干扰。

1．地锚拉杆绝缘不良漏泄引起的干扰。这种情况比较普遍，是整治的重点。由图5可以看出，地锚拉杆安装在钢轨一侧，通过绝缘与钢轨和地锚桩连接，当发生绝缘破损时，破损一侧的牵引回流会有一部分从破损的地锚杆和地锚桩流入大地，通过大地再回到牵引变电所，假如把这一部分回流定为IS。相应的通过钢轨传输的牵引电流I1(或者I2)，就会减少一部分IS，造成I1≠ I2，从而引起50 Hz的干扰。

图5 牵引电流漏泄分析图

整治方法：首先是检查问题区段轨道电路地锚拉杆的绝缘情况，外观是否良好，如有破损，及时通知工务进行更换;然后采用轨道绝缘在线测试仪，将一表笔搭在轨面，另一表笔分别测试地锚杆和地锚桩，检查绝缘电阻值是否大于20 Ω，如果电阻值小于20 Ω，说明绝缘不良，通知工务做进一步的分解检查。图1中，干扰原因是13#道岔北股基本轨第3根地锚拉杆破损，工务更换绝缘后，故障消除。

2．轨道绝缘不良漏泄引起的干扰。主要是轨头肥边毛刺以及轨道绝缘层的破损，严重时轨道电路会出现红光带。这种情况与地锚拉杆破损情况比较类似，也是牵引回流的一部分通过破损的绝缘进行回流，减少了I1(或者I2)的值，造成I1≠ I2，引起50 Hz的干扰。

整治方法与上相同。

3．扼流变压器及与其相连的电源线不良引起的干扰，这也是现场维修工作中需要防范的另一个重点。其主要原因一是电源钢丝绳与扼流变压器和钢轨接触不良，相当于增加了接触电阻;二是扼流变压器1、3或2、3线圈品质发生变化，造成I1≠I2，从而引起50 Hz的干扰。

整治方法：重点检查扼流变压器不良的地方，主要有3个。①扼流变压器线圈端子1、2、3上的固定螺帽一定要将其紧固，且箱壁内外的固定螺帽都要紧固;②扼流变压器自身线圈不良，可用钳型表在2条钢丝绳上测电流，其偏差不大于5%，超标需要更换扼流变压器;③扼流变压器附属的电源钢丝绳，一要长短钢丝绳等阻，二要塞钉头打紧，不得旷动。

5 结束语

处理50 Hz电压干扰的问题，一定要注意对波形图的研究，结合站场图形，准确判断50 Hz电压干扰的位置，结合列车运行情况，以及牵引供电吸上线的位置进行分析研究，找出本质的问题，按照处理方法，都可以将此类问题克服。

［1］铁路职工岗位培训教材编审委员会.信号工(机车信号设备与列车运行监控装置维修)［M］．北京：中国铁道出版社，2010．

［2］中华人民共和国铁道部．铁运127号［S］.铁路信号维护规则技术标准．2006．

Abstract:Locomotive signal plays a more important role in high-speed train operation．But there is signal interference problem in practical use．This article analyses reasons and summarizes how to seek out the problems of locomotive signal interference based on the features of entrance current and traction current transmission of track circuit with the purpose of ensuring the safety of railway transportation．

Key words:Locomotive signal;50Hz voltage;Interference

杨进军：郑州铁路局郑州电务段 助理工程师 450000 郑州

2013-06-21

(责任编辑：温志红)