论高铁牵引供电及综合接地设计对车站信号的影响

孙国丰

摘 要：高铁牵引供电系统是保证地铁车辆正常运行的重要部分，随着微电子技术的快速发展，高铁牵引系统不断趋向完善，同时加强了综合接地设计，在一定程度上提高了高铁运行管理的自动化和信息化，但是对车站信号却产生了一定影响，需要有关部门提高重视。本文高铁牵引供电及综合接地设计对车站信号的影响及解决措施。

关键词：高铁；牵引供电；综合接地；车站信号

随着我国经济的迅速发展，各大城市交通拥挤问题越来越严重，发展城市轨道交通成为目前解决这些问题的最好办法。近年来，我国城市化进程的不断深入，轨道交通建设在各地加速展开，高铁作为现代化交通运输方式的重要性日益显现，而为其提供动力保障的牵引供电及综合接地设计在保障高铁安全稳定运行中的作用显而易见，能够有效减少故障对高铁运行质量的影响。但在实际运行的过程中，牵引供电及综合接地设计会对车站信号产生干扰作用，严重影响了高铁运行的质量，这就要求对牵引供电及综合接地设计等进行重点研究，积极应用新技术，有效解决实际过程中的干扰现象。

一、高铁牵引供电及综合接地设计分析

（一）牵引供电系统。牵引供电系统是高铁供电系统的重要组成部分，主要负责将高压交流电能变成适合电动列车应用的低压直流电能，并传输给电动列车使用，其主要作用是降压、整流和传输电能。牵引供电系统是由牵引变电所和牵引网两部分组成。牵引变电所的作用是将三相35kV/10kV交流电通过变压器降压并通过整流器变成适合地铁车辆所用的低压直流电，直流电从牵引变电所流出，通过馈电线和直流馈线开关，流向接触网；地铁机车通过受电弓与接触网接触取电；最后经钢轨回流。

（二）综合接地设计。铁路的综合接地就是将铁路沿线的牵引供电回流系统、信号系统、电力供电系统、通信及其它电子信息系统、道床、建筑物、站台、随道、桥梁、声屏障等必须接地的装置经过连接贯通地线形成整体的接地系统。与此同时该贯通地线也作为牵引回流的其中一个主要回路，这样的系统从本质上来看，就是一个通过等电位连接且共用接地系统的一个等电位体。

二、高铁牵引供电及综合接地设计对车站信号的影响

第一，不同的供电方式对通信、信号电缆的电磁影响，电气化铁道对通信、信号电缆路的影响取决于其牵引供电系统的对称性，供电回路越对称，对外界的电磁影响越小，反之，牵引供电系统对外的电磁影响就越大；第二，牵引网谐波电流对通信信号的干扰，目前我国大量采用的交直整流型电力机车，主电路一般为相控整流电路，网侧电流含有较大谐波成分，谐波电流在牵引网上的存在，无疑进一步加大了通信受干扰的程度，这对音频通信的电磁感应干扰而言，是主要因素，随着交直交传动技术在大功率电力机车和高速电动车组上得到广泛应用，牵引负荷谐波问题得到很大程度的缓解；第三，电力机车受电弓在接触网导线上滑动产生的电磁噪声，即电平相对稳定的连续噪声、由分离开的一系列脉冲产生的连续噪声、迭加在上述一般噪声电平上的随机产生的弧立脉冲，这类噪声是电气化铁道无线电干扰的最重要的根源。它主要影响线路的无线、有线通信、信号系统等；第四，地电流干扰，牵引回流入地点的地电位升影响信号系统接地点的电压，钢轨与大地之间的不良绝缘，存在漏泄电阻，当牵引电流沿钢轨回流时可避免地存在漏泄电流，这导致牵引回路是一个含地的不平衡回路，地中电流的存在使电气化铁道沿线的地电位不一致，当其他线路的接地点位于这些区域时，容易对其产生阻性耦合影响。

三、高铁牵引供电及综合接地设计对车站信号影响的解决措施

（一）室外调整扼流变压器气隙。冲击电流直流干扰电流会导致扼流变压器铁芯直流磁化，电阻减少电压降低，产生不利影响，所以采用97型25赫兹轨道电路能够对扼流变压器铁芯加开气隙，从而缓减对转矩的干扰。将铁芯的磁化曲线与气隙的磁化直线相叠加，非线性度减小，电阻降低，铁芯磁饱和所需要的电流也随着增加，即使轨道信号线圈电压值降低，也不会造成继电器落下。此外，一些车站信号专业施工时，多采取相关措施来减少不平衡系数，措施主要为一塞一焊的钢轨接续线和扼流变压器引接线都采用等阻线，这样能在一定程度上保证继电器不受干扰，减少电流侵入对机制的影响。

（二）室内采取缓放型轨道继电器。传统的站内联锁电路中轨道继电器常常发生轨道区段闪红。采用新型的IWXC—H310缓放型继电器能够提高缓放和缓吸时间，杜绝闪红现象的发生。关于采用缓动继电器的理论依据主要有以下两点：第一，在以往的小型变压器中，其有着衰耗较快的主要问题，使系统能够完全稳定往往需要几个周期，而对比巨型变压器，其有着衰耗慢的主要优势，它能在一秒的时间内将突然将电流分量消失殆尽，通过室内观察可以发现冲击干扰的信号波形在陷落的过程中需要五到十个周期；第二，采用缓动继电器能够保证非调车机车在最短的时间能够运行，并满足高铁能够以最快的速度通过最短的轨道区段，在这种情况下，高铁漏占用的情况不会发生，也不会对车站联锁设备进行干扰，影响其正常工作。

四、结语

总而言之，中國高速铁路均采用电气化牵引技术，对于列车运行的快速性和安全性都提出了更高的要求。列车速度的提高势必造成牵引回流的增大以及钢轨电位的提升，同时，往往对信号系统产生各种各样的干扰和影响，这就需要相关部门加强对牵引供电和综合接地系统的研究，加强优化设计，避免对信号系统的电磁干扰，促进高铁事业的稳定发展。

参考文献：

[1]张婧晶.高速铁路综合接地系统的研究[D].西南交通大学，2008.endprint