钢轨接地设备对轨道电路的影响

第18卷第3期 兰　州　铁　道　学　院　学　报 V o l.18N o.3 1999年9月　J O U RN A L O F L A N ZHO U RA ILW AY IN ST I T U T E Sept.1999 文章编号:1001-4373(1999)03-0079-03

钢轨接地设备对轨道电路的影响

缑美亮1,郭　红2,刘香茹3

(1.兰州铁路局电务处,甘肃兰州　730000; 2.铁道部第一设计院通号处,甘肃兰州　730000;

3.兰州铁路局天水电务段,甘肃天水　741000)

摘要:从理论上分析了钢轨接地电阻与轨道电路传输阻抗之间的关系,进而提出了接

地电阻影响轨道电路的分析方法.

关键词:接地电阻;传输阻抗;轨道电路

中图分类号:U172.7 文献标识码:A

轨道电路的研究是在轨道四端网络一次参数(钢轨阻抗、道碴电阻)规定值的基础上进行的,不符合规定的标准和要求,就可影响轨道电路有用信号的传输,降低信号设备的安全系数.接向钢轨设备接地电阻的降低了钢轨线路的绝缘电阻,使沿钢轨线路传输的参数恶化,因为增加了信号电流向大地漏泄,所需传输功率也相应的有所增加,其结果是降低了分路灵敏度和断轨灵敏度.此外由于轨条对地电阻不对称,增大了电化区段不平衡牵引电流.上述因素无论是偶然单一的或是共同的,均可影响轨道电路的正常运用[1].

1　接地电阻与传输阻抗的关系

1.1　传输阻抗[2]

在计算接地设备对信号传输参数的影响时,应根据轨道电路在各种状态下可靠工作的条件来确定接地电阻的极限容许值.研究接地设备对信号电流传输参数的影响,可用传输阻抗的方程式:

Zn=CZ c+Z c(D+A)+B(1)式中,A,B,C,D为各种状态下轨道电路四端网络的系数.Z C1=Z c2=Z c为送受端输入阻抗.

一般情况下,继电器对轨道电路要求有一定的分路和断轨灵敏度,就要求调整状态的传输阻抗Z H和断轨状态的传输阻抗Z K之比,要小于或等于轨道继电器的可靠返还系数即

K≤Z H/Z K(2)根据继电器的技术条件若K=0.538,因此式(2)可写成1.7Z H=Z K.式(2)说明,如断轨状态下传输阻抗较调整状态的传输阻抗几乎大于2倍时,轨道电路在断轨状态的工作将符合规定的要求.

1.2　接地电阻

轨道电路四端网络,当钢轨接地电阻不同时可对应有不同的网络参数A,B,C,D,由式

收稿日期:1998-07-07

作者简介:缑美亮(1963-),男,甘肃天水人,兰州铁路局工程师.

图1　接地电阻与传输阻抗的关系(1)可知,不同的A ,B ,C ,D 即可产生不同

的传输阻抗.根据实际测量数据,钢轨接地

设备的接地电阻和传输阻抗的关系可用图

1来表示.

由图1可看出,接至钢轨的接地设备

的电阻越低、回路越长和信号电流的频率

越高,则断轨状态时的传输阻抗就越高,相

应断轨时的灵敏度就越低.在现场运用中

为了满足式(2)的基本要求,从技术和经济

两方面考虑,减少轨道电路的长度是困难的,因此必须选择接地设备合适的接地电阻值,以满

足轨道电路的正常运用.

由式(2)可知,轨道继电器的返还系数K,调整状态时的传输阻抗Z K 可确定轨道电路在最不利条件即断轨状态时的传输阻抗值,进而可通过实验的办法确定达到该传输阻抗时的接地电阻值.该电阻值就是该轨道电路能够正常工作的最小允许钢轨接地电阻值,有了这个值便可直接衡量接向钢轨的设备是否影响轨道电路的正常工作.2　扼流变压器接地情况分析

轨道电路在输入阻抗Z BX 为规定值的状态下工作,该输入阻抗在扼流变压器中点与大地之间测量.与相邻轨道电路和平行轨道电路相连接的各种具有与Z BX 可比的输入阻抗的设施和结构,均可降低轨道电路的总等效输入阻抗,因而明显改变了信号电流在钢轨线路中的分布特性[3].对于对称的轨条,这种连接对轨道电路的工作状态影响不明显,当接地设备具有高的输入阻抗时,扼流变压器中点等于接入了若干并联的波阻抗Z BX ,如图2所示

.

图2　接地设备接向扼流变压器中点等效图

应当考虑到,钢轨线路绝缘电阻变化时,相邻轨道电路的波阻抗亦发生变化.由于接地设备连接扼流变压器的中点.输入阻抗的作用亦有所改变.在钢轨绝缘电阻增加(如冬季)和从钢轨漏泄的电流减少时,在断轨状态这些接地设备对信号电流传输的条件影响最大.在这种情况下,故障轨道电路的所有大部分信号电流在送电端将流经接地设备,再经其流至送电端,因为接地设备的电阻受气候条件的影响较小.对连接扼流变压器中点的接地设备的接地电阻值的要求,从式(2)中在确定传输阻抗Z K 和Z H 时,应把接入扼流变压器的输入阻抗Z BX 加以考虑.在断轨状态时应考虑到临界道碴电阻值以及轨道电路中部断轨时的轨道四端网络系数即

A k =D k =ch V l +4Z BX sh V l /Z

B B k =Z B [sh V l +4Z B x (ch V l +1)](3)

·80·兰州铁道学院学报 第18卷

C k =[sh V l +4Z BX (ch V l -1)]/Z B

式中　Z BX 轨道电路对扼流变压器中点的总输入阻抗

　Z B ,Y 钢轨线路的二次参数

由式(1)和式(3)可见,引向扼流变压器的阻抗,可改变确定信号电流传输条件指标.当Z BX =0时沿断轨故障的轨道电路的传输条件与调整状态的传输条件吻合,因为四端网系数是用同一个公式确定的.如阻抗Z BX →∞,则不影响信号电流的传输条件.因此应根据轨道电路在最不利断轨状态下的检查条件,对连接扼流变压器中点接地设备的接地电阻值提出必要的要求,以找出接地设备影响轨道电路正常工作的理论根据.

3　结束语

铁路向重载、高速、高效率发展,为信号设备提出了更新更高的要求,尤其是轨道电路的正常运用为保证正常的运输轶序起着至关重要的作用.

参考文献:

[1]　吴纪元.轨道电路的维修[M ].北京:中国铁道出版社,1984.159-161.

[2]　王文煊.电信网络分析[M ].北京:中国铁道出版社,1984.146-169.

[3]　[美]G ·夏里克著.接地工程.侯景韩译.北京:人民邮电出版社,1988,30-34.

The affection of railroad equipments to track circuit

GO U M ei -liang 1,GUO Hong 2,LIU Xiang -ru

3( nzhou Railw ay Bur ea u,Lanzho u 730000,China;2.Th e First surv ey a nd desig n institute of the rail-wa y ministr y,Lanzho u 730000,China; 3.Dept of Teleco mmunicatio ns &S ig na lling o f Tian Shui La nzhou Railw ay ,Tianshui 741000,China )

Abstract :This paper discusses the relatio nship of railroad resistance a nd track circuit trans-missio n pro perty.A new analy tic m ethod is pro posed to this problem.

Key words :resista nce;transmission resistance;track circuit

责任编辑:子　文 ·

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