牵引供电系统对铁路信号系统的电磁干扰分析

牵引供电系统对铁路信号系统的电磁干扰分析

摘要：随着信息技术在当今社会的不断发展，大量高科技信息产品和技术已被

广泛应用于铁路信号系统，在保证铁路信号系统健康高速运转，满足人们日常列

车出行方面发挥着重要作用。铁路信号设备的组成异常复杂，涉及大量的电子元件，且信号系统在运行过程中极易受到牵引供电系统的电磁干扰。铁路信号系统

的抗干扰研究受到越来越多人的关注与重视，有效避免电磁干扰对铁路信号造成

的影响，需要结合信号系统的构成，充分挖掘供电系统产生干扰信号的原因，并

结合信号系统出现的各种实际故障，优化和调整现有的抗干扰措施，力求进一步

增强牵引供电系统的抗干扰能力。

关键词：牵引供电系统；铁路信号系统；电磁干扰

引言

所谓的电磁干扰其实就是在平时的工作当中发生的一种对设备的性能产生限

制的电磁干扰情况，其主要有传导以及辐射这两种干扰方式。在网络干扰的过程中，传导干扰所凭借的便是导电介质，这也是这种干扰方式的基础。由此可见，

这种方式的电磁干扰途径是非常有限的，其只可以利用电路展开传播。不过，传

导干扰的形式在平时的牵引供电系统中算是经常出现的。因此，相关人员便只有

通过电磁补偿这种方法，尽量使电磁信号可以在一段时间中保持平衡的状态，这

种方法虽然有一些效果，不过却无法彻底避免传导干扰。因为辐射干扰这种形式

对于信号有着不小的影响，不仅如此，其还能在不少的机电设备的内部产生感应

电流，这对于设备的运行状态造成了很大的影响。

1牵引供电系统对铁路信号系统的干扰形式

1.1电磁感应与辐射干扰

当电力机车从线路通过时，牵引电流流经接触网，由于此时的牵引电流是工

频单向交流电，会使接触网周围产生交变电磁场，以辐射或耦合的形式使周围通

信线路产生电磁交链，导致通信线路产生沿着导线纵方向的电磁电动势。若通信

线路与接触网距离较近，纵电动势会对信号产生干扰，甚至引发各种危险事故。

一般情况下，电磁感应在距离传输通道100 m左右时，便会对通信线路产生影响。牵引电流会随着时间的变化而产生波动，除在通信线路中产生纵电动势外，还会

在整流电流的过程中出现大量高次谐波，产生谐波感应电压，即通常所说的杂音，并且随着牵引电流的增大，纵向电动势和杂音电压也会随之增大，进而影响到铁

路信号系统的正常运转。

1.2电流回流时引起的传导性干扰

铁路信号系统是利用扼流变压器将牵引回流与轨道电路系统沟通，实现信号

的高效传输。然而，在实际运行过程中，牵引电流流经与两根钢轨相连的两个牵

引线圈时的电流并不相等，且扼流变压器难以对这种不平衡电流进行及时调节，

进而由于电流的不平衡产生电磁干扰和杂音干扰，影响通信线路的信号传输质量。此外，两根钢轨内的不平衡电流如果瞬间增大，超出正常范围，或由于接触网放电、扼流变压器设计容量较小以及回流径路设计不合理等原因引起总牵引回流超标，会导致钢轨连接的各种设备因电流过大烧毁损坏，给企业造成巨大的经济损失。

1.3电力机车的感应性干扰

流经钢轨的电流的大小随着电力机车的位置和电力机车用电量的变化而不断

改变。电力机车在正常运行时，各轨道电路区段的工作电流不会发生变化，但随

着电力机车上线运行台数的增多，尤其是大功率电力机车的增多，在钢轨中流过

的牵引回流和轨道电路的工作电流会相应增大，与正常电流相差几百倍甚至上千倍，对弱电流造成影响，引发干扰，进而影响到信号系统的正常工作。通常，牵

引回流要经过多个轨道电路区段，后传至回流线，在其经过传输渠道回到变电所

的过程中，若未采取有效措施控制强电流，会造成电流的不平衡现象，导致牵引

回流值超标、不平衡电流值超标或牵引回流不畅通，对轨道电路产生电化干扰，

影响电路运行的稳定性。

2有效降低牵引供电系统对铁路信号系统电磁干扰的措施

2.1提升铁路信号系统对电磁干扰的抵抗能力

要想很大程度地降低牵引系统对铁路信号系统的电子干扰现象。首先要做的

就是铁路信号系统对于干扰的抵抗能力。具体来说，需要更加全面深入地对铁路

信号电缆所造成的影响进行分析。如果电力电缆出现故障情况都是因为单相接地

的故障。之所以如此就是因为，此种故障会瞬间产生非常大的电流，这样就会对

信号电缆造成十分严重的影响。不仅如此，其中还存在着外壁回流这个因素的影响。不过因为外壁回流和信号电缆距离相对较近，钢筋混凝土会对电力以及信号

电缆这两者之间造成隔离。由此可见，外壁回流并不能对信号电缆造成很大的影响。因此，这个因素基本可以忽略。

2.2积极引进先进的信息技术

可以通过先进的信息技术，有效地降低牵引供电系统对铁路信号系统造成的

电磁干扰。事实证明，先进的信息技术能很大程度地降低铁路信号系统受到的电

磁干扰。具体来说，在铁路信号系统工作的过程当中，相关人员需要通过这些先

进的信息技术对电子干扰展开有效的监控，这样便能大大降低牵引供电系统的电

磁干扰能力。不仅如此，该监控系统还可以在铁路信号系统出现故障的时候马上

进行报警，从而方便相关人员及时有效地进行检修。现阶段，我国社会飞速地发展，因此铁路信号系统也更加复杂起来。面对这种情况，必须有效地将先进的计

算机技术应用在铁路信号的监控当中。有关部门必须对此给予足够的重视，并通

过大量的努力，尽可能降低供电系统所造成的电磁干扰。

2.3牵引供电系统降低干扰信号

还可以通过降低牵引供电系统的信号干扰能力，保证铁路信号系统的正常运行。而要想做到这一点，就必须对牵引供电系统实际当中的问题展开细致的、深

入的分析，必须要先弄明白牵引供电设备的型号。之所以如此就是因为，要想确

保牵引供电系统的正常运行，其必须选取合适的设备型号。因此，在选择设备的

过程当中，必须格外注意牵引供电系统的供电方式。这是因为要想选择正确的设

备型号，就需要对牵引供电系统进行全面的、深入的了解，从而使供电回路保持

对称性。不仅如此，在展开安装工作的时候，还必须尽可能运用合适的机车类型。还有就是要观察电子信号的状态，从而确保其处于平衡状态。除此之外，在供电

的过程当中，需要有效地解决漏电的问题。对于牵引供电系统的设计要格外重视

平衡设计，也只有做到平衡设计，才能确保信号频率在对接的过程当中不会出现

错乱。需要将相关的补偿工作务实，这样就可以再次降低牵引供电系统的电磁干扰，并且还能不断地促进牵引供电系统供电效率的提升。需要对供牵引供电系统

的设备以及系统的设计等方面展开全方面的完善，还要确保铁路信号系统的稳定、可靠。

2.4对设计方案展开优化

对牵引供电系统以及铁路信号系统的设计必须进行优化，具体来说，要让牵