上海地铁1号线轨道电路抗干扰措施

上海地铁1号线轨道电路采用的是低音频无绝缘模拟轨道电路。轨道电路的分割是由调谐的阻抗联接变压器来完成的，此变压器用于均衡走行钢轨间的牵引回流并把音频信号祸合进、出钢轨。可见，钢轨即是传输信息的通道，又是牵引电流返回牵引变电所的回线，轨道电路抗干扰特性的优劣直接影响行车安全。 上海地铁1号线的主要干扰源来自于:牵引电流的谐波干扰;电力机车传动系统(斩波器);随机噪声脉冲。 这些干扰量的大小与谐波百分比、牵引电流的幅值及钢轨电特性的不平衡系数有直接关系，为提高抗干扰能力，应做好以下工作。 1选择合理的轨道电路频率 1号线牵引电流是由工频50Hz的电源，经12相整流产生的DC1500 V牵引电源，其谐波电流所产生的主要频率都是300 Hz的谐波，电力机车牵引斩波器工作在500 Hz，因而轨道电路频率的选择必须避开这些谐波，且轨道电路接收器的滤波器必须提供足够的衰耗加以抑制。仅考虑牵引谐波，只有在频谱内300 Hz间隔的地方才可考虑设置载波频率。同时考虑到，如果载波频率集中放在两邻近300 Hz谐波的中间位置则可能同牵引谐波混频产生另一频率，为避免这种可能性的发生，应把轨道电路频率设置在300 Hz谐波的1/4和3/4的间隔位置。 同时，对牵引电流干扰源各次谐波百分比进行测试分析（表1)，可见，在牵引状态下牵引电流的波形中50 Hz及其奇次谐波所占百分比比较大，随着谐波次数的增高，百分比逐渐下降，而所有偶次谐波，它的百分比都很小，并且也服从谐波次数越高干扰源谐波所占百分比逐渐越小的规律。而在2 400 H z以上，谐波百分比几乎为零。 考虑以上因素(>2400,避开500 Hz谐波)，通过优化选择，1号线轨道电路频率定在: F1=8 x 300+300 x 3/4 =2 625(Hz) F 2=l2 x 300+300 x 1/4 =3 675(Hz) F 3=9 X 300+300 x 3/4 =2 925(Hz) F 4=11x 300+300 x 1 /4 =3 375(Hz) 2控制钢轨电特性不平衡系数 轨道电路的2根钢轨电特性存在纵向与横向的不对称，而钢轨阻抗(钢轨电阻和钢轨电抗的向量和)与漏泄导纳(漏泄电导和漏泄容抗的向量和)与频率高低有密切关系，因此，不平衡系数也和频率有关系，一般频率越高，不平衡系数越小，轨间出现的干扰也就越小。假设轨道电路接收端两根钢轨间的干扰电压为Vn，则 Vn=(1/2) KiZ0Ze （1） 式中:Ki为钢轨不平衡系数，Z0 为总牵引电流，Ze为轨道电路输人阻抗。 从式1可看出，减少不平衡系数，控制牵引回流，降低输人阻抗，将有效降低干扰电压。 为减少不平衡系数，应严禁接触网铁塔地线及其它地线直接接人钢轨，在牵引变电站装设优质地线，以减少变电站附近钢轨内返回的牵引电流量。 3邻近轨道电路采用交错检测电码率 为连续检测列车，轨道电路必须连续设置，由一段轨道电路发送器使用的阻抗联接变压器，也为前方轨道电路的接收器使用。上海地铁1号线共有4个信号频率分配作为列车检测。阻抗联接变压器对牵引电流呈低阻抗通路，而对信号电流呈高阻抗，其阻抗是通过线圈调谐在1个特殊的频率上，对于其它非调谐频率，变压器在钢轨间呈现出一个很低的阻抗，阻止了传输到轨道的其它无用调谐。1个频率被分配给1段轨道电路，直到离该段轨道电路足够远，使干扰影响最小并不足以引起轨道继电器错误吸起的情况下，再分配给另一轨道电路。 采用交错检测电码率设置轨道电路，能防止由于随机噪声脉冲、干扰信号、电路故障所致的接收器或发送器持续振荡造成的轨道继电路的错误动作。 4双绞屏蔽线长线传输 信号传输线采用双绞屏蔽线，因信号在传输过程中会受到电场、磁场和地阻抗等干扰因素的影响，采用接地屏蔽线可以减小电场的干扰。而双绞线与同轴电缆相比，虽然带宽受到限制，但波阻抗高，抗共模噪声能力强，能使各个小环节的电磁感应干扰相互抵消。 5接地 接地可以消除电流流经地线时所产生的噪声电压，除r要将机架接大地外，信号屏蔽线也要接地，防止静电感应和电磁干扰。 6小结 抗干扰是一个非常复杂且实践性很强的问题，一种干扰现象可能是由若干因素引起的。因此，在轨道电路系统的设计中，不仅应预先采取抗干扰的措施，在调试过程中还应及时分析出遇到的现象，对系统的电路原理、具体布线、屏蔽、防护形式不断改进，以提高系统的可靠性和稳定性。通过以上分析，在维护中应特别注意轨道电路发送、频率变化以及钢轨二次参数的变化，在故障处理时，能及时找出干扰源及其干扰点，有的放矢，采取措施，提高轨道电路的可靠性。 信息来源于：中国城市轨道交通网