多线并行区段间的同频干扰分析及解决办法

李月全

摘要：在多线并行的电气化区间，线路间通过耦合途径或故障条件下通过设于进站口处的横向连接线形成了同方向载频线路间的同频干扰、传导干扰及轨道电路故障传导电流衍生的二次耦合干扰。为解决此问题，必须对横向连接采用防护干扰措施及采用特定设备。

Abstract： In the multi-line parallel electrification interval， the co-channel interference between the same direction carrier frequency line， the conducted interference and the secondary coupling interference derived from the track circuit fault conduction current are formed by the coupling path or the fault condition under the faulty condition through the transverse connection line provided at the entrance port. In order to solve this problem， it is necessary to use protective interference measures and specific equipment for the horizontal connection.

关键词：多线并行；同频干扰；横向连接；高阻抗扼流变压器

Key words： multi-line parallel；co-channel interference；horizontal connection；high-impedance choke transformer

中图分类号：TM4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）28-0189-03

0 引言

目前，在我国经济高速发展的大形势下，我国铁路技术及铁路事业也得到了飞速发展，现代化程度越来越高，使用的技术也愈加先进。但近年来，全国铁路客运专线开始大面积打通，增加了越来越多的多线并行的区间。在这种形势下，相同方向载频线路并行的情况愈加普遍，一旦线路间通过耦合途径或处于故障条件下，通过横向连接线必然形成车载设备、地面设备均无法区分的与自身载频完全相同的干扰信号。为了实现地面和车载设备的安全防护，解决轨道电路间的干扰问题，必须采取必要措施及特定设备。

1 问题分析

1.1 轨道电路干扰概述

电气化铁路牵引回流对轨道钢轨阻抗、电路的干扰是指牵引回流通过钢轨时由于扼流变压器线圈不对称、大地漏阻、接续线阻抗等，导致牵引回流在两条钢轨上存在不平衡电流，进而形成电位差，并产生干扰电压，从而影响到轨道电路设备的正常使用。

轨道电路的邻线干扰是指在复线运行区段由于相邻线路间存在电感耦合道砟电阻的漏泄传导耦合，将邻线的传输信号输入本区段轨道电路，信号设备都有其门限值，一旦该限值被超过，干扰信号就会影响到信号设备，使其做出一定动作，可能造成信号升级，导致行车正常运行受到影响。同方向运行轨道电路同载频会对有多线并行的区间轨道电路造成干扰。

1.2 并行区段间的同频干扰

ZPW-2000A无绝缘轨道电路既可以检查区段是否空闲，也可以向机车传输前方区间的占用和空闲信息，确保列车正常匀速行驶，其可靠运行直接关系到列车的运行安全。多数情况下，可通过载频频率识别复线中的邻线干扰信号，依靠设备的可靠性实现屏蔽干扰，然而在四线并行的情况下，上述目的无法达到，因為这时会形成ZPW-2000A无绝缘轨道电路同方向相同载频频率的状况，导致系统无法区分本区段信号和干扰信号。

在多线并行区间，可通过线路间的横向连接，实现线路和线路间的等电位及钢轨对地电位。以四线并行区间为例，每两条相邻的线路间（1线与2线，2线与3线，3线与4线）必须设置等电位线，并且每条线路必须设置接地点，如图1所示。

区段间的干扰信号为本方向载频或与本区段完全相同载频。通过分析有关干扰成因的设置方式及干扰程度等情况，发现在同方向载频并行线路间干扰途径主要有三类，具体如下：

1.2.1 轨道电路正常条件下的耦合干扰

无异常情况下，两条线路间轨道电路的同频干扰主要是由三种方式叠加在一起的，分别是电感耦合、电容耦合、道砟电阻漏泄传导耦合，把轨道电路分为若干段，图2即为每一段的同频干扰耦合原理。

1.2.2 若轨道电路出现故障，经过地线、回流线、横向连接线等连接通道会形成传导干扰。

轨道电路面临扼流引接线断线、断轨等故障时，信号会经过各电气通道进入邻线区段，进而形成干扰。

1.2.3 由于轨道电路故障，使得传导电流衍生二次耦合干扰。

传导电流形成后，由主串线路上的电流形成的对被串区段的单线会干扰双线。

要达到使轨道电路正常使用的目的，必须对通过以上3种途径形成的干扰进行防护。

2 解决方案

通过前面的分析可知，在四线并行区间，会出现ZPW-2000A无绝缘轨道电路同方向相同载频频率的情况，列控系统无法判别干扰信号与本区段信号。若车载设备接收到的干扰信号符合同频且运行方向一致条件，极可能导致信号升级，进而造成列车超速运行的状况。若地面设备的干扰信号电压和正常分路的残压叠加在一起，极可能造成被干扰回路接收端继电器吸起，使得车区间显示“空闲”的错误提示，导致系统判断失误，导致无法估量的损失。因此，必须针对影响并行线路间同频干扰的因素及同频干扰的特点，提出解决办法。

干扰信号是经过扼流半圈阻抗进入相邻区段，在通过相邻区段全程钢轨经另一端扼流回到本线路，干扰强度与相邻横向连接间的距离、横向连接引出位置、主被串的列车分路位置、道砟电阻情况、其他外部连接情况、主串发送电平有关。如图3所示，在最不利条件下（频率1700Hz、Rd=∞Ω·km、横向连接间距1.5km）时，会出现最大干扰量。

其等效电路图如图4所示。

分析图4发现，半圈扼流阻抗的选值会抑制干扰回路信号量。线路间道砟漏泄电阻决定了钢轨环路特性阻抗变化，在线路自然条件下，在被串区段调谐单元零阻抗设备内部断线时，在轨道电路接收端轨面形成压差，道砟电阻达到规定最低时且零阻抗断线后分路残压（轨出1）如表1所示。

这时，因为自身分路残压的下降，应确保接收器轨出1干扰电压小于90mV。

综上分析，如图5所示表示通过道床漏泄与扼流构成的回路产生最大的干扰电流的条件，等效电路图如图6所示。

该情况相当于主串区段发送器的半线圈和两条线路间的特性阻抗构成回路，如果采用现有的BE系列变压器，选取1700Hz信号全圈阻抗17Ω，半圈4.25Ω，那么1700Hz电流I=0.253A=4.3/（4.25+4.25）。若在上式中加入磁化干扰信号因素，那么会降低扼流阻抗极，如此一来其电流结果必定比该数值大。

为保证扼流的电感量，应保证干扰电力小于机车动作门限的半数值，预计如表2所示指标。

在仿真环境中代入上述数据，可求得电流为：1700Hz条件下为99mA。符合机车信号动作门限的半数值大于干扰电流标准。

基于此，在1700Hz条件下，按照扼流半圈阻抗9Ω设计，为0.843mH，则是I=0.119A=4.3/（9+9），同时必须保证扼流在有电流磁化条件下不小于9Ω。

由此可知，解决线路间干扰问题的一个有效手段是改变横向连接方式。

3 结论

在多线并行区间的形势下，通过将BE-G型高阻抗扼流变压器安装在进站口，并利用高阻抗扼流变压器的中点进行横向连接，可有效抑制回路信号中出现的干扰问题，確保机车信号和地面信号机无异常，保证整个系统安全运行。

参考文献：

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