《ZPW-2000A型轨道电路邻线干扰的分类分析综述》2800字

ZPW-2000A型轨道电路邻线干扰的分类分析综述目录TOC\o"1-2"\h\u25725ZPW-2000A型轨道电路邻线干扰的分类分析综述 1211741.1电感耦合 226401.2电容耦合 3305021.3道作电阻漏泄传导 3262131.4空间电磁干扰 5ZPW-2000A型轨道电路干扰主要分为耦合干扰以及传导干扰。耦合干扰信号是指在同频的轨道电路中两根钢轨间的电容耦合、道砟电阻形成的电流传导以及电感耦合这三种方式重叠而来的耦合的，其中以电感耦合为主要耦合方式。传导干扰形成的原因是扼流变压器引接线的故障以及钢轨断轨等线路不对称所形成的故障，且传导干扰所产生的干扰信号主要是沿轨道电路的横向连接线进行传播的。而耦合干扰即便是在区间线路和轨道电路在处于正常运用状态下也是有可能产生的。当本线路收到来自邻线的同频轨道电路的耦合干扰信号时，此时，习惯将本线轨道电路称为被串回路，而称邻线的轨道电路为主串回路。本论文将对同频轨道电路的耦合干扰进行重点定量分析。ZPW-2000A型轨道电路所产生的的邻线干扰问题是指当轨道电路处于多线并行的情况时，被串回路上的接收器或者行驶在主串回路上的列车的车载设备，在接收到来自主串回路的信号，从而受到干扰的情况，这种情况下，被串回路是指受到相邻线路干扰的线路，对应的，主串回路表示发出干扰的线路。邻线干扰的原理如图1.4。图1.4ZPW-2000轨道电路邻线干扰原理如图1.5所示，轨道电路5处于调整状态，轨道电路1处于分路状态。此时，如果轨道电路1受到来自发轨道电路5产生的邻线干扰时，会出现两种状况。第一，轨道电路1上的车载设备可能会同时收到两种信号，一个是来自本身轨道电路1的信号，另一个是来自轨道电路5的干扰信号，并且，当干扰信号过大时，轨道电路1中的机车信号主机就有可能发出错误的行车指令，轻则降低行车效率，重则直接导致安全事故的产生。除此以外，第二，还有可能当轨道电路1处于分路状态时，行驶在上面的列车的车轮对短路的效果不够明显，在这种情况下，就可能会导致轨道电路1中的继电器发生不正常吸起，当这种情况发生时，信号灯1就会升级显示，从红灯的状态转为绿灯，后方的列车就会产生错误的信息，认为轨道电路1处于空闲状态，这时在轨道电路中就存在着安全隐患。从资料中我们不难了解到，传输电缆之间产生的各种串扰以及耦合干扰是造成轨道电路中产生邻线干扰问题的罪魁祸首，而耦合干扰，主要可以分类为三种干扰，一是空间电磁场和电阻漏泄传导产生的耦合，二是钢轨间的电感导致的耦合，三是钢轨间的电容导致的耦合。但是，在实际轨道电路中，ZPW-2000A型轨道电路使用的传输电缆是SPT数字电缆，这种电缆在按照规范进行使用时，是可以防止电缆间的串扰问题导致邻线干扰问题产生的，因此，经过分析我们可以知道，造成邻线干扰的主要因素是耦合干扰。1.1电感耦合在轨道电路中，移频信号是通过钢轨不断在轨道电路中进行传输的，在这种传输的情况下，两根钢轨之间很容易就会产生电磁感应的现象。根据法拉第电磁感应原理，当变化的电流会产生电磁感应现象，当旁边存在另一条电路时，就会在另一条电路上产生感应电压。因此，如图1.5所示，在主串回路中，当电流发生变化时，相应的就会在被串回路中产生感应电压，与之相对应的，当被串回路中的电流变化时，在主串回路中也有感应电压产生。当被串回路中有感应电压产生时，可以将其理解为一个受主串回路影响的串联的电压源，干扰被串回路。这种情况被称为电感耦合，其原理如图1.5所示。图1.5钢轨间的电感耦合原理如图1.5所示，钢轨1和钢轨2是主串回路中的钢轨，钢轨3和钢轨4则是被串回路中的钢轨，用U表示对应钢轨上的电压，I表示对应钢轨上的电流，M表示钢轨间的互感系数，此时，可以得到以下式子：U3=I1M13+I2M23(2.1)U4=I1M14+I2M24(2.2)根据法拉第电磁感应原理可以得到，当一个电路中的电流变化的越明显时，它在另一个回路中产生的互感电压的值就会越大，除此以外，影响互感电压的值的因素不止这一种，两个回路之间的线间距也是会影响感应电压的大小的。1.2电容耦合在轨道电路中的电容耦合一般是指当主串回路中的电压发生变化时，会产生一定的能量，而这种能量会以两条回路之间的互溶耦合的方式对被串回路产生影响，也即邻线干扰。而在轨道电路中，移频信号是通过钢轨传输的，因此，当有电流流过轨道电路上的钢轨时，两条回路的钢轨之间就可以等效于形成了很多的平行板电容器，在这种情况下，这些电容器就通过电场对被串回路造成干扰。电容耦合原理如图1.6所示。图1.6钢轨间的电容耦合原理如图1.6所示，Cxx表示两条钢轨之间的电容，单位是F；在主串回路中，Rf是负载电阻，Ω，Rg是单位长度钢轨内阻，Ω/m。在计算电容耦合时，需要计算一定长度的钢轨的内阻，此时，需要考虑两种数值，一是钢轨接续线的个数，二是钢轨继续线的电阻。1.3道作电阻漏泄传导在轨道电路中，当有电流在钢轨间进行传输时，两条钢轨之间必不可少的会存在着电位差。此时，钢轨中的信号电流就会通过道砟而漏泄到另一根钢轨上，这时，电流漏泄的通路也就形成了。当轨道电路处于双线并行的情况时，在各种回路之间就会形成漏泄通路，此时，信号电流就会漏泄到相邻的线路中，这便造成了邻线干扰，而碰到雨雪等恶劣天气，道砟电阻会降低，这时，邻线干扰的影响会加重。道砟电阻漏泄传导原理如图1.7所示。图1.7道砟电阻漏泄传导耦合原理在图1.7中，主串回路中的R表示两条钢轨（钢轨1、钢轨2）之间的道砟漏泄电阻，单位是Ω/m，C表示两条钢轨（钢轨1、钢轨2）之间的道砟漏泄电容，单位是F，同理，在被串回路中，R表示表示两条钢轨（钢轨3、钢轨4）之间的道砟漏泄电阻，单位是Ω/m，C表示两条钢轨（钢轨3、钢轨4）之间的道砟漏泄电容，单位是F。为了得到钢轨单元综合耦合的结果，可以综合分析电感耦合、电容耦合以及道砟电阻漏泄传导耦合的原理，此时，原理图如图1.8所示。图1.8钢轨单元综合耦合效果原理图如图1.8所示，Lg是单位长度钢轨的电感，H/m。此时，若综合分析图a中的钢轨互容和对地漏泄，同时将图中的电路分为四个部分，A、B、C、D，如图c所示。那么此时可以看出，A、B、C、D和Rf//Rg构成了一个桥型结构，所以利用电阻在处于星型连接和三角形联结时的等效转换条件，可以将图c的电路进行简化，简化的结果如图d所回收，此时在电路中只存在串并联，z表示A、B、C、D和Rf//Rg综合形成的电阻。1.4空间电磁干扰经过分析可以知道，当轨道电路中有电流通过钢轨进行传输时，钢轨间就不可避免的会产生感生电动势，这是因为，在ZPW-2000A型轨道电路中，移频信号的在传输过程中是随着时间而不断变化的。当轨道电路处于双线并行的情况时，在轨道电路进行分路时，钢轨和大地之间会形成回路，随着列车轮对的不断运动，这条回路就会产生动生电动势，此时的动生电动势会受到列车速度的影响，这是因为，当列车的运行速度发生变化时