高速接触网与相关专业的接口课件

1、西南交通大学电气工程学院2012.05.11.成都九里堤高速牵引供电系统与相关专业的接口问题主讲人董昭德高速接触网与相关专业的接口高铁系统概述工务工程 涉及线路、路基、桥梁、隧道、轨道等专业，包括路基与桥梁的过渡、路基与隧道的过渡，以及路基、桥梁等线下基础与轨道结构的衔接等。 高速铁路要求线路的空间线型平滑，即平纵断面变化尽可能平缓；路基、轨道、桥梁具有高稳定性、高精度和小残余变形。 保障：建立严格的线路状态检测和保障轨道持久高平顺的科学管理系统。 高速接触网与相关专业的接口供电工程 包括牵引供电和电力供电两大系统。牵引供电系统由供电、变电、接触网及SCADA子系统组成，为高速铁路列车运行提供

2、稳定、高质量的牵引电流电力供电系统一般由外部电源及线路、总降压变电所或配电所、配电线路、终端变电所、低压配电系统等部分构成。负责向高速铁路所有用电设备供电。高速接触网与相关专业的接口通号工程 由通信和信号两大系统组成。通信系统以传输及接入、数据网、GSM-R专用移动通信等子系统为基础，包括调度、会议电视、救援指挥、视频、动力环境监控、电源和同步时钟分配等子系统，实现列控信息、话音、数据、图像等的传输。信号系统是确保列车运行安全、正点、效率的关键技术设备，主要由调度集中、列车运行控制、车站联锁子系统组成。调度集中（CTC）系统的主要功能包括列车进路及调车进路的控制、列车运行状况集中监控、列车运行

3、计划调整、临时限速设置等。高速接触网与相关专业的接口运营调度 高速铁路运营调度系统是高速铁路运营管理现代化、自动化、安全高效的标志，它根据旅客出行需求，动车组配备和动力特性、车站装备及作业、沿线线路和设备状态、相邻线路列车运行的状态等，统筹编制列车运行计划、集中指挥列车运行和协调铁路运输各部门的工作。运营调度系统涵盖运输计划管理、列车运行管理、动车管理、综合维修管理、车站作业管理、供电调度、安全监控及系统运行维护等功能。旅客服务主要功能是处理与旅客服务相关的事件，主要包括发售车票、信息采集、信息服务、信息发布、日常投诉处理、紧急救助、旅客疏散、旅客赔付等工作；此外还有统计分析功能，为管理层提供

4、决策依据。旅客服务系统由订/售票系统、自动检票系统、旅客信息服务系统、决策支持系统等构成。高速接触网与相关专业的接口检测维护 高速铁路运营维护的原则是“精检慎修” ，采用固定检测和移动检测相结合的综合检测技术，在设置固定检测装置的同时，通过高速综合检测列车等，对轨道、接触网、通信信号等实施定期综合检测。根据检测结果，分析基础设施对高速列车运行性能的影响，预测基础设施损伤规律，指导养护维修。高速接触网与相关专业的接口1.1接口定义各子系统之间、系统与外部环境之间在包括系统设计、装备制造、施工、运行维护等在内的工作界面上的搭接关系和为实现系统既定性能指标而在不同子系统的设施、设备之间的参数、结构和

5、功能配合关系。1接口概述高速牵引供电系统与相关专业的接口1.2接口的分类内部接口外部接口内部主要接口：通信与工务； 运调与工务；供电与工务； 工务与动车； 通信与运调；通信与供电；通信与动车；运调与供电； 运调与客服；供电与动车； 客服与工务1接口概述高速牵引供电系统与相关专业的接口 自成体系、相互关联 物理性接口和逻辑性接口并存 整体性和系统性兼备。为确保技术体系的完整性和各子系统之间紧密衔接，必须依据系统工程理论、加强系统设计、强化系统集成，统一协调监管。1.3接口特点1接口概述高速牵引供电系统与相关专业的接口 (2) 管理程序1.4接口的管理 (1) 管理内容 识别接口 提出分界要求 控

6、制接口程序 (3) 管理特点 从工程开始到工程寿命结束均处于活跃的运行状态，工程前期处于最活跃时期。 (4) 接口管理要求 边界清晰 关系完整 任务明确 避免不当1接口概述高速牵引供电系统与相关专业的接口牵引供电系统主要接口1.6 牵引供电系统主要接口2.1 考虑要素 牵引负荷的特点及其对电力系统的影响 牵引供电系统与电力系统的相互要求 降低影响的措施，方法和标准2 牵引供电与电网的接口问题高速牵引供电系统与相关专业的接口2.2 牵引负荷的特点非线性、不对称性、波动性。 2 牵引供电与电网的接口问题高速牵引供电系统与相关专业的接口 单相负荷与三相电源之间电气结构的差异性决定了牵引供电系统拓扑结

7、构的三相不对称性，无论是交直型机车还是交直交型机车，都将不可避免地产生负序电流。 电气化铁路负荷为两相或单相不对称的谐波负荷，产生的谐波电流经牵引变压器的变换后注人电力系统的谐波电流为三相不平衡谐波。三相不平衡谐波电流经分解后，除基波正序电流是由系统向电气化铁路外，所有谐波电流以及基波负序电流均由电气化铁路产生后注人系统，使电网电压波形发生畸变并且造成电网三相电压不平衡。 谐波特性交直型：3次谐波丰富，最高达18% 22%；交直交：3 次谐波占2.5% 左右；17、19、29、31、33、35 次约为基波的0.20.3%；27 次谐波为 0.4% 。一般电力负荷：5、7、11、13、17、19

8、； 衰减慢， 5次 19%，17 次还达3.5%2.3 牵引负荷对电力系统的影响2 牵引供电与电网的接口问题高速牵引供电系统与相关专业的接口 交流传动高速列车的出现会使谐波问题大为缓解，但高次谐波和负序问题却会因牵引功率增大而变得更为突出。 牵引负荷随着运输组织方案、供电臂内列车的数量和每一列车的运行状态随机波动，牵引变电所高峰小时负荷可能达到 160MVA ，具有明显的短时集中负荷特征，这也是造成电网电压波动的主要原因之一。 电气化铁路线路条件多变，行进过程中会由于线路坡度、弯道半径、气象条件等因素使得列车所遇到的阻力不断变化，机车将频繁地在启动、加速、惰行、制动等工况间转换，这将导致牵引负

9、荷的大小在时间上表现出不均衡的特性。 在节假日、铁路故障后恢复行车等特殊情况下，也会出现列车紧密追踪的情况。变化剧烈的大功率牵引负荷在电网薄弱时容易引起较大的电压偏差，造成电压波动，对电网及牵引供电系统本身都会造成不良影响，也应引起足够的重视。 电气化铁路负荷注人电网的谐波电流和负序电流可能会影响电力系统的安全稳定运行，对电力系统发电、输电、配电、用电各环节的电力设备将产生影响。2.4 电力系统对牵引负荷的要求2 牵引供电与电网的接口问题高速牵引供电系统与相关专业的接口牵引负荷运行所产生的谐波、负序和电压波动都应满足国家标准的要求。根据 电力法 “谁污染谁治理”的原则，应采取相应的治理措施，

10、新建电气化铁路牵引变电所应采用三相接人方式，并根据电网条件和牵引负荷的情况进行评估比较，按照有效减少注人电网负序电流的原则，合理选择牵引变压器的型式，优先采用平衡牵引变压器。牵引站应采取轮流换相方式接人系统，以减小负序电流。 电气化铁路负荷作为重要用户，应配备自备应急电源以保证电力系统断电时的用电需求。(3) 需要采用较高等级的外电系统 由于高速铁路电力牵引供电系统对外电系统的可靠性、系统短路容量要求高，目前高速铁路电力牵引供电系统的受电电压等级均采用220 kV。 各国工频单相交流25KV高速电气化铁路毫无例外的均采用了超高压供电。 日本新干线 , 牵引变电所的受电电压采用 275kV 他们

11、认为采用超高压和采用 70kV 输电网相比 , 电源电压变动和不平衡承受能力都高 , 更能保证机车稳定的高速运行 , 从经济角度看也更有利 。 法国大部分变电所的进线电压为 225kV。 德国因牵引网电压采用15kv, 因此变电所进线电压采用 110kV 。 为什么高速电气化铁路需采用超高压供电？(1) 考虑限制输电网送电能力的主要因素 导线发热 电压损耗 功率和能量损失 稳定性破坏。(谐波和负序)高速运行时负荷大波动性大 (2) 考虑额定电压等级相适应的输送功率 额定电压(kV)线路输送功率(KW)110架空线1000050000220架空线100000150000330架空线2000001

12、000000优点： 省去了电阻制动的车载电阻等设施,可减少轴重,使车辆轻型化,降低轮轨磨耗; 可防止连续长大下坡限速制动引起轴瓦发热、损坏，节省能源。 缺点： 会给变电所馈线保护带来困难; 引起采用平衡变压器的区段电源电压的不平衡问题扩大化。2.6 再生制动的问题高速牵引供电系统与相关专业的接口对馈线保护的影响 既有电气化铁道馈线保护为四边形距离继电器, 保护范围靠分别整定负荷阻抗和馈线阻抗确定, 有较强的躲负荷能力及灵活的系统保护配合功能。但四边形保护在 AT 区段负馈线断线、接触网经大过渡电阻接地时, 故障阻抗有时会大于整定阻抗保护拒动。 这类故障有一定概率, 危害也较大.1989 年大秦

13、线曾发生两起, 故障发生数十分钟, 扩大至一定程度后保护才动作, 造成了很大危害. 2.6 再生制动的问题高速牵引供电系统与相关专业的接口对馈线保护的影响 电力机车和动车组混跑问题, 动车组功率因数在0.9以上, 有牵引和再生制动两个工况； 电力机车功率因数在 0.8左右, 仅牵有引工况。 不同工况,不同功率因数, 不同机车电流的各种组合, 使馈线的功率因数在-0.9+1.0之间变动，负荷阻抗不再仅分布在第 I 相限, 而是在 I 、I I相限内随机出现。负荷可能从右方 , 右上方、上方 , 甚至左侧进入保护范围引起保护误动。2.6 再生制动的问题对馈线保护的影响 动车组1000 次以下高次谐

14、波含量比电力机车小得多, 馈线的谐波电流含量将随运行工况的不同组合在很大范围内变动。在很多情况下, 负荷电流很大, 而谐波含量很低。但继电器是靠2次谐波闭锁、3次谐波制动来提高保护的动作特性的。这无疑使继电器的保护性能变坏, 保护范围与动作灵敏度兼顾变得更困难, 甚至不可能。新的保护继电器及保护方式出现是势在必行的。2.6 再生制动的问题功率因素与谐波 动车组车电源侧功率因数接近于1 ，无需设无功补偿装置； 谐波频谱加宽，谐波含量相对降低，但单车功率大，谐波含量绝对值不可小视； 低高次谐波少(3 次谐波占2.5% 左右,电力机车在18%左右)；高高次谐波丰富 ,17、19、29、31、33、3

15、5 次约为基波的0.20.3%,27 次谐波为 0.4% 。 高次谐波增大的范围恰在音频频带内, 对有线通信带来不利影响该范围内的谐波容易引发牵引供电回路的谐振。2.6 再生制动的问题课间休息！高速接触网与相关专业的接口牵引供电(电气计算)轮轨关系(动车组/线路)电磁兼容供电(短路电路)通信信号(电缆走线,接线柜,信号,远动.)动车组限界(动态限界)动车组供电（弓网、自动过分相）线路道岔土建工程(隧道,高架桥,桥梁,声屏障)道路作业(路基,地面类型)通信信号(接地和电气连接)3 接触网的主要接口接触网与工务的接口牵引供电专业工务专业设计并确认接触网预留基础、拉线锚环及设备安装螺栓等预埋件提供线

16、路平面图、立面图及设计资料士建要求接触网与工务的接口直接关系接触网所有几何参数均是以线路中心线和轨平面所组成的直角坐标系为参照的！线路平面（直线，曲线，缓和曲线）影响接触网的张力、跨距、拉出值、线岔和锚段关节布置；线路纵断面（平道、坡道、竖曲线）影响导高、坡度、坡度变化率、吊弦长度、分相位置路基、桥梁、隧道影响接触网支柱及其基础类型高速牵引供电系统与相关专业的接口接触网与工务的接口间接关系（动态）接触网所有几何参数均是以线路中心线和轨平面所组成的直角坐标系为参照的！线路平面（直线，曲线，缓和曲线）不平顺度影响弓网振动；线路纵断面（平道、坡道、竖曲线）影响受电弓冲击路基、桥梁、隧道影响受电弓动态

17、特性桥振动与接触网振动之间的特殊关系，特殊情况下的支柱稳定性硬点？高速牵引供电系统与相关专业的接口硬点是一个通俗地、大众化的说法，科学的称谓应为受电弓的振动和冲击。 硬点是指引起受电弓运行状态瞬间改变的各类因素的总称，这些因素中有接触网方面的，有线路方面的，也有空气流方面的，它是多种因素综合作用于弓网受流系统的最终反映。目前，人们对“硬点”的认识还存在误区，大家比较注意接触线方面的内容，这是正确的，但我们更应充分认识到“硬点”的复杂性和多样性。 产生原因：集中质量点，不平顺点，导高突变点，悬挂增多点，线路变坡点，强空气流。对硬点的一点看法高速牵引供电系统与相关专业的接口接触网与工务(路基)的接

18、口 路基宽13.8m（13.6m），线间距5m，路肩宽度1.4m，线路中心至接触网杆净距3.1m（3.0m），轨道高度0.89m(0.756m无挡肩板式）。接触网杆基础、电缆沟槽、声屏障基础、电缆上上桥路径与路基/桥隧同步施工。高速牵引供电系统与相关专业的接口接触网与工务(路基)的接口严格控制路基工后沉降变形量，确保线路满足安全、高速、舒适性要求。1.无碴轨道路基 工后沉降变形量一般不大于15mm，长度大于20m的区段，其工后沉降变形量不大于30mm，且轨道铺设后满足轨道竖曲线半径要求；过渡段交界处的差异沉降量小于5mm，弯折角不大于1。支柱侧面限界 2.有碴轨道路基 工后沉降变形量不大于5c

19、m ，路桥等过渡段工后沉降变形量不大于3cm，初年沉降速率小于2cm/y。高速牵引供电系统与相关专业的接口接触网与工务(桥)的接口京沪高速铁路南京大胜关长江大桥6线铁路桥：双线350km/h高速铁路、双线普通铁路和双线城市轻轨主桥采用多跨连续梁桁拱结构，三片主桁主桥跨径为1081923363361921081272m。工程方面: 预留接触网支柱基础、电缆沟槽、声屏障基础、电缆上桥路径。理论方面: 应充分考虑桥振动与接触网振动之间的内在关系, 振源:地震,高速运行的列车,风振高速牵引供电系统与相关专业的接口振动对接触压力的影响明显在高速运行下，任何一点外部的不平顺都会造成列车的振动，这种振动的振

20、级与列车速度成正比。振动同样将使弓网动态接触压力与静态接触压力产生较大的偏差，造成动态接触压力上下波动，弓网离线，加剧受电弓滑板和接触线网的磨耗 。接触网与工务接口桥梁及建筑物除了满足静态荷载（强度）的条件外，还必须满足高速列车动力学的特性要求。严控“变形”，以满足高速运行时出现的高频振动要求。 根据研究：各种微小的不平顺所引起的列车振动，都将导致乘座不舒适，使司机工作能力明显降低。甚至恶化轨道状态，引发轮轨轴的断裂。因此，保持轨道持续稳定的高平顺性，是高速铁路土木工程最基本的要求。但是，轨道的高平顺性又是路基、桥梁、轨道变形的综合表现，要求轨道高平顺性，必须从控制上述工程变形着手。 路基变形

21、会引起列车振动和改变弓网几何关系； 线路平面应有较大的曲线半径和适当长度的缓和曲线、夹直线； 线路纵断面应有较大的竖曲线半径和适当长度的缓和竖曲线； 控制路基工程变形。设计、施工都要将重点放在控制路基变形：工后沉降、不均匀沉降及路基顶面的初始不平顺。京沪高速铁路设计暂规规定，工后沉降10cm，台尾过渡段5cm（地基固结度达到9095%）。这是从路基竣工算起至1520年内的沉降总和，初期沉降值23cm/年。振动的影响接触网与工务接口 桥梁的挠度，梁端转角，扭转变形，结构自振频率，应力徐变和不均匀温差引起的结构变形等参数必须与高速列车的动态作用力相耦合。京沪高速铁路南京大胜关长江大桥接触网与工务接

22、口桥振动与接触网振动之间的特殊关系线间距受列车会车时空气压力波的影响，应适当加大；由于洞口空气阻力、瞬变压力、洞口微气压波等的影响，应加大隧道断面积，改善洞及辅助结构的设置等。微气压波将造成人耳不适！ 除考虑空气流对接触网备的影响外,还应预留和布置综合接地系统各种电缆或导体的布置空间 当两车相遇时，最初的风压力使列车相互排斥，接近列车尾部时又相互吸引，相互排斥或相互吸引的风压力近似等于双方向列车相对速度的平方成正比。接触网与工务(隧道)接口流固耦合充分体现车站建筑的功能性、系统性、先进性、文化性、经济性。系统考虑车场、站房建筑、广场、轨道交通及其他公共交通。正线与到发线连接，连接两正线的渡线均

23、采用18号道岔与联络线连接的道岔采用侧向允许通过速度220km/h或160km/h的道岔到发线有效长为700m（随控制系统精度提高优化设计）接触网支柱的形状与色彩应与站场环境相协调支柱尽量合并到站场建筑物的立柱中去.但要注意机电安全问题站场建筑与接触网接触网与工务的接口北京南站站场建筑物与接触网之间的安全关系高速牵引供电系统与相关专业的接口课间休息！高速牵引供电系统与相关专业的接口(1) 主要干扰源 钢轨中的不平衡牵引回流、瞬间脉冲电流及谐波电流；牵引网系统的感性、容性藕合对传输电缆的干扰；沿线及站场固定电气电子设备(自动闭塞设备、 调度集中设备、计轴设备、联锁设备、电源设备、信号监测系统等)

24、受电力系统的放射、耦合、回流地电位等的影响；机车信号等受电力机车强电设备的电、磁、电磁放射源的影响。电气化铁路电磁干扰高速牵引供电系统与相关专业的接口电气化铁路电磁干扰三大电气耦合关系高速牵引供电系统与相关专业的接口 在交流电气化铁路中，电气谐波的来源有两种：电力机车的功率电子电路和牵引变压器。两种谐波源产生谐波的原理是不一样的。电力机车本身就是谐波源，其谐波主要为1327次谐波。应注意避免电力机车或动车谐波在牵引回路中产生谐振，损坏牵引供电设备。 人耳对0.33.0 kHz的声音有明显感觉，对频率在800l000 Hz的声音反应最灵敏。为评价各次谐波电流的影响，通常以800Hz 电流为基准。

25、各次谐波电流的影响程度与800Hz 电流的影响程度之比称为该次谐波的音响作用系数 。谐波干扰 对弱电通信设施的危险影响、杂音干扰及其防护，高速铁路牵引供电系统与普速铁路牵引供电系统有共同点也有特殊性。但在技术可行、经济合理前提下，应尽可能从干扰源入手。即从牵引供电系统入手采取防护措施是最适宜的途径。电磁干扰防护方法 电磁干扰与负荷电流的大小，供电方式、机车类型、弓网关系等方面有关，可采取以下配合措施，减少电磁干扰。 （1）采用适当的供电方式（2）改善弓网性能（3）抑制高次谐波放大 对架空金属导线的静电感应和电磁感应影响应同时考虑。 作近似计算时，可按负荷功率因数等于1的条件考虑，则总感应电势式

26、中，EA 架空导线中的电磁感应电势； Et 架空导线中的静电感应电势。 对人身和设备构成直接危害的是金属导线上感应的对地电压，工程上按最严重情况考虑。衡量危险影响主要是看感应纵向电动势。 当两线路的接近距离小于100m时，应充分考虑静电感应；当两线路接近距离大于100m时，静电感应影响可以忽略不计。危险影响标准金属导线的危险电压允许标准主要取决于危险电压可能产生的通过人体的电流及其作用时间，这取决于人体阻抗、外加电压和皮肤干燥程度等。外加电压（伏）人体电阻抗平均值（欧）50100001004000500120010001100人体总阻抗与外加电压的关系危险影响标准危险电压的允许标准： 国际电工

27、委员会标准规定，接触线短路条件下感应电压的最大限值为430V，接触网正常状态下为60V；德国DVGW/VDE规定长期为65V，短期为500V。 充分考虑人可能触及的导电体的接触电压、轨道电位，其值符合下表的安全要求运行状况容许接触电压(V)容许轨道电位(V)长期运行(t300 S)60120短时运行(t=30Os)65130故障状态(t=100EEls)8421684接触电压、轨道电位容许值危险影响标准(电压)轨道电路的基本原理作用(a) 监督列车是否占用轨道(b) 传递行车信息接触网与信号的接口轨道电路概述(3) 轨道电路的分类按供电电源分：直流和交流；按工作方式分：开路和闭路；开：发送和接

28、收设备在同一端;按所传电流特性：连续式、移频式、数字式；按分割方式分：机械绝缘和电气绝缘(无缝轨)轨道电路；按使用处所分：区间和站内轨道电路；按有无道岔分：道岔区和无岔区轨道电路；按适用区段分：非电化区和电化区轨道电路；按利用钢轨数分：单条和双条轨道电路。 电化区段的轨道电路应能防护连续的或断续的不平衡牵引电流的干扰!接触网与信号的接口轨道电路概述轨道电路的命名每个独立的电路单元叫轨道电路区段(a) 道岔区段命名 包含一组道岔，用其道岔编号来命名，如上图的1DG，3DG； 包含两组道岔，用两组道岔编号的连缀来命名，如上图的7-9DG； 包含三组道岔，用两端道岔编号的连缀来命名，如上图的11-2

29、7DG；接触网与信号的接口轨道电路的命名(b) 无道岔区的命名 对于股道，以股道编号命名，如上图IG，IIG； 进站信号机内方与所衔接股道编号加A(下行)或B(上行)，如IIAG； 进站信号机外方与区间衔接，进站信号机名后加JG，如XDJG； 调车信号机之间的无岔区段，以两相邻道岔编号写成分式表示， 如1/19WG，2/20WG 牵出线，入库线、专用线调车信号机外方加G，如D5G接触网与信号的接口工频交流连续式轨道电路(1)组成： 送电端(BG1-50型轨道变压器和R-2.2/220变阻器)、受电端(BG4中续变压器和JZXC-480轨道续电器)、钢轨、钢轨绝缘、钢轨引线、钢轨接续线(2)工作

30、原理： 无车时交流电由送电端经钢轨达到受电端，轨道续电器闭合轨道空闲； 有车时交流轨道电路被轮对短接，交流电无法到达受电端，轨道续电器失电断开，轨道被占用。(3) 优缺点 结构简单； 道碴电阻适应性差； 极限传输长度短； 灵敏度低； 防雷电性能差； 雨天“红光带”接触网与信号的接口电气化区段轨道电路的特殊要求 必须采用非工频轨道电路； 必须采用双轨条式轨道电路； 钢轨接续线载流面加大； 道岔跳线和钢轨引接线截面加大； 引接线的阻抗应相等; 交叉渡线上两直股都通过牵引电流时应增加绝缘节.接触网与信号的接口交叉渡线上两直股都通过牵引电流时应增加绝缘节接触网与信号的接口电气化区段轨道电路的特殊要求轨

31、道极性交叉 为实现钢轨绝缘破损防护，要使轨道绝缘节两侧具有不同的极性或相反的相位，这就是轨道极性交叉。 如右上图，1G和3G为两相邻轨道电路，没有实行极性交叉，当轨道绝缘破损时，流经1G继电器1GJ的电流为两个轨道电路的电流之和，当1G有车时1GJ可能保持闭合，危及行车安全；若实行极性交叉，流过1GJ的电流为二者之差，只要调整合适，1GJ和3GJ都会断开，从而实现了故障安全原则。接触网与信号的接口25Hz相敏轨道电路(1) 组成，如左图所示。(2) 工作原理 当轨道线圈和局部线圈电源满足规定的相位和频率时，GJ闭合，表示轨道电路空闲； 当有车时，GJ断开； 当相位和频率不合符要求时，GJ也断开

32、。(3) 优缺点 只能检测轨道空闲、不能传输其它信息。 适用于牵引电流不大于800A，不平衡电流小于60A的交流电气化轨道。接触网与信号的接口25Hz相敏轨道电路-扼流变压器(4) 扼流变的工作原理 扼流变的对牵引电流阻抗很小，而对信号电流阻抗很大，沿铁轨流通的牵引电流在轨道绝缘处通过扼流变的上下部线圈，再通过其中心线流向另一扼流变的中心线和上下部线圈，然后流向相邻的钢轨中去。 由于牵引轨中的牵引电流大小相等，扼流变的上下部线圈匝数相同，上下线圈产生的磁通量相等，但方向相反，总磁通为零。对信号设备无影响。但当两轨牵引电流不平衡时，会影响，需加防护设备。 信号电流因极性交叉，在扼流变中点处电位相

33、等，不会越过绝缘节，而流回本区段。接触网与信号的接口 在无闭塞信号轨道回路区段，接触网可直接接钢轨， 在有闭塞信号轨道回路区段，吸上线可直接接轭流变压器线圈中性。钢轨绝缘节的连接双牵引轨单牵引轨接触网与信号的接口(产生不平衡电流的原因 (1) 曲线区段,外轨长而内轨短, 两根钢轨的轨阻抗不相等。(2) 钢轨接头电阻是由塞钉连接线、轨端焊接线、连接夹板组成的并联电阻,每个钢轨接头电阻不可能完全一致，由各个钢轨接头电阻组成的整个长钢轨阻抗与另一侧的钢轨阻抗就存在差异。(3) 扼流变压器牵引线圈中性点两边的线圈阻抗不可能绝对相等,两侧的钢轨引接线电阻也可能有微小的差异，形成扼流变压器中性点两边的阻抗

34、不相等；而牵引回流要经过多个扼流变压器的中性点后才能回归到牵引变电所，两根钢轨由此而形成的阻抗是不一致的。 (4) 轨道电路的对地漏泄不平衡,原因为： 接触网支柱、桥栏杆等的地线直接接到轨道电路的一侧钢轨上(普速),形成两根钢轨对地漏泄导纳不相等。 东西方向的铁路，路基南面受阳光直射，雨过天晴后道床状态干湿不同，回春季节背阴部分的路基解冻较晚。 线路一侧敷设有长的金属管路或各种带金属护套的屏蔽电缆。高速铁路轨道电路 中国高速铁路广泛使用的是ZPW-2000系列电气绝缘轨道电路，它是在吸收法国UM71轨道电路优点基础上自行研发的。UM2000的电气隔离原理和载频与UM71相同，但增加了补偿调谐单

35、元DB，如上图所示。DB平时对轨道起补偿作用，当通用调谐单元BU故障时起备用作用，增加了系统的安全性和可靠性。ZPW-2000无绝缘轨道电路系统构成图高速牵引供电系统与相关专业的接口高速铁路轨道电路ZPW-2000A电气绝缘节长 29m ，由调谐单元（BA ) 、空芯线圈(SVA)及 29m 钢轨组成。高速牵引供电系统与相关专业的接口高速铁路轨道电路 电气绝缘节对f2而言， L1Cl 构成“零阻抗”；对f1而言， L2C2 构成“零阻抗”； 当构成“零阻抗”的元件故障时，均会造成“零阻抗”值的升高，降低两相邻轨道电路信号间的隔离性能，构成信号的越界传输。 对f1而言， L1Cl 与LV构成“极

36、阻抗”；对f2而言， L2C2 C3与LV构成“极阻抗” ； 当构成“极阻抗”的元件故障时，均会破坏并联谐振电路工作，造成“极阻抗”值的降低，造成送端轨面、受端轨面、室内电压降低，。高速牵引供电系统与相关专业的接口高速铁路轨道电路 中国高速铁路广泛使用的是ZPW-2000系列电气绝缘轨道电路，它是在吸收法国UM71轨道电路优点基础上自行研发的。UM2000的电气隔离原理和载频与UM71相同，但增加了补偿调谐单元DB，如上图所示。DB平时对轨道起补偿作用，当通用调谐单元BU故障时起备用作用，增加了系统的安全性和可靠性。高速牵引供电系统与相关专业的接口 轨道电气绝缘节电路(1)组成： 由两个谐振单

37、元(BA)构成，相邻轨道电路的载频不同，BA型号也不同。BA1型由L1和C1构成，BA2型由L2，C2，C0构成。(2)工作原理 电气绝缘是通过谐振实现的，载频确定后选择两BA的参数，使本区段的调谐单元对相邻区段的频率呈串联谐振，移频信号被短路；而对本区段的频率呈容抗，与26m钢轨和SVA的电感配合发生并联谐振，移频信号被接收。 SVA用于平衡两轨间的不平衡电流，还参加调谐区工作，保障维修安全；补偿电容消除钢轨感性，保证轨道电路的传输距离。高速铁路采用的轨道电路高速铁路轨道电路空芯线圈 SVA的构成与技术指标 结构特点： 由直径 1 . 53 、 19 股电磁线绕制，截面为 35 mm2。 铜

38、线敷有耐高温的玻璃丝包。 SVA 设有中心线，每半个线圈可通过 100A 电流。 在 100A 不平衡电流或 200A 中点流出牵引电流情况下可以长期工作。 在 500 A 4 min 的不平衡电流下（或中心点通过 1000A 平衡电流下, SVA 均可正常工作。SVA温度曲线高速牵引供电系统与相关专业的接口高速铁路轨道电路空芯线圈 SVA的作用 平衡牵引电流回流。 SVA 设置在 29m 长调谐区两个调谐单元的中间，由于它对于 50 Hz 牵引电流呈现甚小的交流阻抗（约 10 毫欧) ，故能起到对不平衡牵引电流电动势的短路作用。 对于上、下行线路间的两个 SVA 中心线可做等电位连接。 一方

39、面平衡线路间牵引电流，一方面可保证维修人员安全。平衡牵引电流横向连接高速牵引供电系统与相关专业的接口高速铁路轨道电路空芯线圈 SVA的作用 做扼流变压器， 如在道岔斜股绝缘两侧各装一台 SVA ，二中心线连接。应该指出， SVA 做扼流变压器时，其总电流应小于200A （长时间通电）。空芯线圈 SVA的作用 SVA 对 1700Hz 感抗值仅有 o . 35 欧 ，对 2600Hz 也只有 o . 54 欧。在调谐区中，不能把它简单作为一个低阻值分路电抗进行分析，而应将其作为并联谐振电路的组成部分。 SVA 参数的适当选择，可为谐振槽路提供一个较为合适的 Q 值，保证调谐区工作的稳定性。扼流线

40、圈高速牵引供电系统与相关专业的接口(3) 主要型号进口设备： UM系列无绝缘移频轨道电路；国产设备： WG-21A型无绝缘轨道电路； ZPW-2000A无绝缘轨道电路 ZPW-2000R无绝缘轨道电路 移频轨道电路的基本原理高速铁路采用的轨道电路UM系列移频轨道电路UM2000 移频轨道电路 UM2000的电气隔离原理和载频与UM71相同，但增加了补偿调谐单元DB，DB平时对轨道起补偿作用，当通用调谐单元BU故障时起备用作用，增加了系统的安全性和可靠性； 秦沈客专采用的是UM2000移频轨道电路，但其电气绝缘节的间距缩小了，桥面19.2m，非桥面20.24m。UM2000是数字编码无绝缘轨道电

41、路，将单频信息改为27位数字编码，其中有效信息21位，前6位为循环冗余校验码(CRC)，中间18位为实际使用码，其中线路坡度信息4位(16个等级)、目标距离信息6位(按5m精度划分)、速度信息8位，最后3位预留。高速铁路采用的轨道电路(1) 要求 在电气化铁路中，牵引供电、电力、通信、信号合称为“四电”系统，由于电务系统（通信和信号）与牵引供电系统共用轨道作为信号通路和牵引回流通路，相互之间存在干扰，必须将这种干扰控制在允许条件之下，彼此之间在电磁上相互兼容。牵引供电与电务间的配合高速牵引供电系统与相关专业的接口(2) 牵引供电的工作配合为通信信号系统配备合适的电力；按牵引负荷电流和短路电流及作用时间 确定扼流变压器容量。提交变电所、分区所、开闭所中的电力SCADA系统的通信需求, 确认通信机械室与电力SCADA系统的连接方案并配合施工。 提供分相区的详细设计资料。 上下行横连线、吸上线、CPW 线、综合接地等电位连接线的设计。 降低和消除牵引回流以及接触网电磁干扰对信号系统的影响!牵引供电与电务间的配合高速牵引供电系统与相关专业的接口(3) 通信信号的工作配合 确认牵引供电提供的分相区详细设计资料，在分