電力牽引對軌道電路傳輸系統(tǒng)的干擾,不是供電系統(tǒng),主要是列車運行期間,由于電源波動、整流件換向、大負載變化、列車起動或制動、供電臂切換、車輛逆變[1]等的影響。列車在鋼軌上運行時,是否會產生大量對信號傳輸系統(tǒng)的電磁干擾信號,從而引起軌道電路“紅光帶”,甚至造成道岔區(qū)段“絕緣節(jié)”燒毀的故障,是信號界關注的問題,也是現場維護所關心的。本文通過現場測試,對在列車運行過程中產生的電磁干擾信號是否會影響信號系統(tǒng)的軌道電路、車上信號、車地通信(twc)等進行分析。
1 列車運行過程與牽引電壓電流變化關系
通過動態(tài)在線監(jiān)測,全線僅一列試驗車運行時, 牽引電壓、電流隨列車運行狀態(tài)而有明顯變化。實際監(jiān)測數據表明,1500v“直流”與理想24脈波相差甚遠。測試結果如圖1所示。
從圖1中可以看出,接觸網直流電壓的zui大值約為18
00v,zui小值約為1500v,則接觸網波動約為20%。在列車向接觸網要電的時間段a1→b1和a2→b2,接觸網直流電壓的跌落電壓幅度超過200v。在接觸網直流電流保持恒定的時間段b1→c1和b2→c2,接觸網直流電壓也保持了恒定。在列車逐漸停止向接觸網要電的時間段c1→d1,接觸網直流電壓逐漸升高。當列車停止向接觸網要電時,接觸網直流電壓基本保持在1700v左右。在列車制動過程中,車輛zui大逆變反饋電壓幅度約為150v;在停車期間,逆變引起的電網電壓有約50v的波動,這與12相24波頭全波整流[2]脈動系數約50v相吻合。
2 對軌道電路干擾分析
隨列車的運行,測得音頻軌道電路工作范圍內的干擾波形如圖2所示。圖中zui上面的橫線表示音頻軌道電路正常工作范圍內干擾的限值為600ma[3];a1、b1、c1、a2、b2、c2分別標示了干擾信號變化的特殊點。
從圖2中看到,在列車向接觸網要電的時間段a1→b1和a2→b2,隨著接觸網直流電流的增大,音頻軌道電路工作范圍內干擾信號的幅度也不斷增大;在列車停止向接觸網要電的時間段c1→a2,干擾信號仍有一定的幅度,這可能是列車上空調機組起、停造成的干擾。對測得的所有數據進行分析可知,音頻軌道電路工作范圍內,干擾信號幅度的zui大值為300ma,zui小值為0,沒有超過限值。
3 對車上信號干擾分析
隨列車的運行,測得車上信號工作范圍內的干擾波形如圖3所示。圖中zui上面的橫線表示車上信號正常工作范圍內干擾的限值(為1000ma)[3]。由圖可知,車上信號正常工作范圍內的干擾信號幅度zui大值為500ma,沒有超過限值。
4 對車地通信干擾分析
隨車輛運行而記錄的車地通信信號工作范圍內的干擾波形如圖4所示。圖中zui上面的橫線表示車地通信(twc)信號正常工作范圍內干擾的限值(為216ma[3]);a1、b1、a2、b2分別標示了干擾信號變化的特殊點。
由圖4可以看到,在列車向接觸網要電的時間段a1→b1和a2→b2,對車地通信信號的干擾波形和接觸網直流電流有對應關系,但干擾波形在個別點會有信號畸變。對所有記錄的數據進行分析后可知,車地通信信號正常工作范圍內的干擾信號幅度zui大值為125ma,zui小值為0,沒有超過限值。
5 結語
通過對列車運行的實際監(jiān)測可以看出,牽引電壓、電流隨列車運行狀態(tài)而有明顯變化。它們產生的諧波成分,會隨機地介入到地鐵信號系統(tǒng)的頻帶內。但分析測得的數據,列車運行過程中產生的電磁干擾值在正常范圍內,對信號系統(tǒng)的軌道電路、車上信號、車地通信信號等影響很小。
國內有關車輛對信號系統(tǒng)的電磁干擾研究還是一個新的課題。雖然在測試過程中由于條件所限,沒能進行正常運營環(huán)境下列車對信號系統(tǒng)的電磁干擾的