25Hz轨道电路抗干扰研究

山西潞安（矿业）集团铁路运营公司 刘科理

轨道电路是信号设备中最重要的设备之一，它的可靠运行不仅关系到信号设备的稳定，也是铁路系统提高运能增加效益的必要保证。但是，随着电气化铁路的建成，电气化铁路也带来了许多新的问题，特别是对铁路信号设备中对轨道电路的影响更加突出，如何解决25 Hz轨道电路的抗干扰能力，是铁路信号系统要解决的一个重要问题。本文，笔者就轨道电路受干扰的原因以及应采取的防护措施进行探讨。

一、轨道电路受干扰因素

25 Hz 相敏轨道电路，是电化区段站内主要制式之一，采用25 Hz作为信号频率，可有效防止电力牵引电流对轨道电路的影响。但实际运用中，如果发生轨道电路受到外界频率的干扰，如造成轨道继电器长吸不落，就不能准确地反映车辆的占用情况，则严重威胁行车安全。轨道电路所受干扰有很多种，归纳起来有如下几种。

1.50 Hz工频干扰。电力牵引供电使用的50 Hz频率及谐波不规则，容易对信号载频产生干扰。轨道电路设备受元器件等因素影响，信号频率的频宽是有一定范围的，电力牵引供电的50 Hz谐波不规则，是必造成受干扰的轨道区段接受设备工作不正常，严重威胁行车安全。

2.电磁干扰。接触网的牵引电流是以50 Hz 为主的稳态电流，但也存在50 Hz的冲击电流或称为脉冲电流。产生脉冲干扰的情况主要为：接触网上有冰凌等，受电弓断续取得牵引电流及换相与升弓、降弓时等。

脉冲电流对轨道电路产生干扰，主要是接触网牵引电流在不良情况下产生的冲击电流，其产生电流的波形是上下不对称的，其中含有直流成分，容易使轨道电路中的扼流变压器等铁磁元件产生磁饱和，从而导致轨道电路中传输的25 Hz信号电流产生陷落现象，致使轨道继电器瞬间落下。

3.不平衡电流干扰。信号信息传输用的轨道设备和电力牵引电流用两条钢轨作为共用通道，由于钢轨阻抗、钢轨接续线的电阻、道床的对地漏泄、轨道扼流变压器线圈的对称度不同等因素，往往容易造成流经两根钢轨上的电流不平衡，从而形成了不平衡电流。由于这一电流的存在，使得两条钢轨上形成的电流差的电流在扼流变压器二次侧接受到一个感应值，这个差值能使扼流变压器升压，电压升到一定程度就会使轨道继电器误动。

4.其他干扰。当牵引供电接地装置对地接触不良或有些接触网杆塔不经过火花间隙直接连接钢轨；在同一轨道电路区段内的2 个及以上接触网杆塔地线分别接在两根钢轨上，或者不同轨道电路区段内接触网杆塔地线经贯通的架空地线短路了钢轨绝缘接头，就会造成轨道电路红光带；另外，当机车发生受电弓挂弓等接地故障时，巨大的短路电流会瞬间使火花间隙反击穿，也会影响到信号设备等。

二、轨道电路抗干扰应采取的措施

1.选择合适的频率运载信号信息，提高信/噪比，进行最佳频率选择等。信号调制载频的频率选择是既要适合轨道电路传输通道的特性，又要防止牵引电流对信号信息传输的干扰，还要考虑到轨道电路的传输距离等。我国采用的轨道电路是移频制式这一类。信号信息的传输是利用两根钢轨（轨道电路）作为数据传输的通道，轨道电路设备接收器的检测电路必须有足够的带宽，让已调制过的有用信号通过，以阻止干扰信号通过。值得注意的是提高轨道电路接受设备使用的元器件滤波器电感、电容的线性稳定问题，尤其在大的不平衡电流（例如在扼流变压器信号侧可达30 A）条件下，仍要保持这些元器件的线性长期稳定，以保证已设计调试好的滤波器的特性保持不变。

严格区分信号传输频率和牵引供电频率才能保证各自安全、高效运行。信号专业把钢轨当做信号信息传送的通讯通道（轨道电路），牵引供电专业利用钢轨作为牵引回流通道。牵引供电只能用工频50 Hz频率，信号轨道电路采用25 Hz频率。牵引网中脉冲电流不能超过某一标准，否则牵引供电专业应采取措施。

2.提高轨道电路抗干扰能力的措施。

（1）增加抗干扰器材，提高抗干扰能力。例如，在扼流变压器次级加绕抗干扰线圈，并加装适配器；设计LC 电路使其对25 Hz程现并联谐振、增强信号等。

（2）增加扼流变压器的气隙，增加铁芯的饱和电流强度。

（3）必须保证吸上线可靠接触，吸上线的作用可以减少25%的地中电流对信号设备的影响，对于吸上线就地的信号设备也起到一定的分流作用。

（4）车站处的电力变压器回流线必须接触良好，由于回流线端子螺丝不紧固，汇流条连接部分接触不良，打火花，电源屏电压下降，甚至造成熔断电源屏和组合架熔丝。采取的措施是在接线端子处使用补助线加焊，才得以彻底解决。

（5）双扼流变压器中心连接线必须接触安装牢固。

（6）每一个轨道电路进出口必须保证牵引电流的畅通。

（7）其他比较重要的回流线有道岔尾部跳线、扼流变压器引接线、接近区段引向区间钢轨的封连线、电力机车的走行线，如专用线、牵出线、安全线的回流连线都是必不可少的。如有遗漏、锈蚀、断股、接触不良都会严重影响牵引回流的流向和牵引电流不平衡，对轨道电路产生干扰，严重的会烧断熔丝和信号设备。

综上，在铁路这个大系统中，强电系统和弱电系统共存，而且，它们还使用共同的通道钢轨。为了铁路运输的安全、高效，作为弱电部分的信号系统应该更加主动的采取有效的措施来保护自己，应尽量提高其抗干扰能力，增强自己的适应性，力争把干扰排除在门槛之外。保证铁路运输安全、高效、快速的发展。