浅谈轨道电路50Hz干扰的分析与治理

孙永武

高速铁路牵引电流采用工频交流制式，是不对称供电的强电系统，用钢轨作为回流的通道;而ZPW-2000A轨道电路属于弱电系统，用钢轨作为电流传输通道。电力机车为非线性负载，在运行过程中会产生大量的谐波成分及感应电磁和电压。在正常情况下，牵引电流回流畅通，对轨道电路的干扰会在安全范围内。但在施工中由于工务、电务设计施工等各种原因，牵引电流回流不畅就会造成干扰值过高，影响低频信号的传输。

1 50Hz干扰的表现分析

1.1 干扰表现

下面主要结合宁杭客专联调、联试的50 Hz干扰问题加以说明，图1是宁杭客专联调联试期间湖州站50 Hz干扰的截图。

从图1可以看出50 Hz干扰 (椭圆形框内的波纹线)其实是一直存在的，只不过绝大部份都很低，都在200 mV以下甚至可忽略不计。但是在湖州站8DG处 (道岔区段)出现了400～600 mV的干扰值，这样就会对正常的轨道电路移频信号传输造成影响。

图1 湖州站SF进站信号机内方8DG 50 Hz干扰，幅值约480 mV

1.2 分类分析

1.根据现场调查情况发现，可动心轨道岔结构存在牵引电流不平衡干扰的情况，需要安装短心轨跳线。可由于安装困难，经常出现连接不良的情况，需要注意检查。

2.扼流变压器电阻不匹配。区间横向连接空扼流变压器内线圈电阻不匹配 (匝间部分线圈短路或接线假焊)，或者适配器断路器断开，同样会对ZPW-2000A轨道电路造成50 Hz干扰，如图2所示。

3.电气化吸上线安装位置不对。杭东线路所S进站信号机内方道岔区段出现50 Hz干扰，幅值约200 mV。经现场检查确认，电气化的吸上线安装在了杭州东线路所S与SF信号机处的扼流变压器上，经把吸上线按照设计要求整改到位后，50 Hz的工频干扰明显降低。

4.钢轨对地电压不平衡。宜兴站SF进站信号机内方10DG、出站1DG 50Hz干扰幅值分别为480 mV、580 mV。经现场测量发现，2条钢轨对地电压0.4 V，长度大约3 m，检查发现是道床接地电阻存在不平衡，原因是工务部分轨枕缺少绝缘垫片。改进道床接地位置后，工频干扰降低到允许值以内。

5.钢轨对地电阻不平衡。溧水站6DG存在50 Hz干扰，幅值在400 mV左右。经现场发现6DG一条钢轨对地电阻为30.8 Ω，另一条大于500 Ω，拆除转辙机接地线后，对地电阻基本达到平衡。复测确认是由于综合接地系统的接地电阻不平衡造成50 Hz的干扰。

图2 中继站5区间50 Hz干扰500 mV左右

2 综合治理

牵引供电对ZPW-2000A轨道的50 Hz干扰，大多是由于2条钢轨之间电流不平衡造成的，干扰幅值到200 mV以上就会对轨道电路的低频信号造成影响，不能真实反映轨道电路状态和移频信号。在处理过程中发现，干扰幅值常常是几种因素的累加，只要对照以下情况进行逐项克服、综合治理，干扰幅值是可以降低的。

1.由于适配器是为解决电流不平衡问题而安装的，主要是对50 Hz呈低阻抗，从而平衡2条钢轨之间的电流，所以降低干扰重点要检查适配器。

2.防止绝缘单边破损。绝缘破损后，牵引电流可不经扼流变压器直接越过此绝缘节而造成不平衡，因此绝缘管、绝缘垫等一定要采用高强度绝缘材料，螺栓应拧紧。

3.防止扼流变压器固定引入线的塞钉松动，松动后就形成了一个接触电阻，所产生的压降很容易造成不平衡，特别是在区间容易发生。因此要求长、短扼流连接线“等阻”。

4.横向连接和吸上线的设置位置应符合规定，做好与电气化专业的沟通、核实和现场核查，保证牵引电流回流畅通。

5.严禁通过火化间隙连接钢轨，包括红外线轴温检测设备连接钢轨时，也要注意检查是否有电缆破皮导致钢轨接地等情况。

6.当牵引电力机车所在钢轨上有沙子、有霜、有锈时，机车启动和运行时就会产生很大的不平衡电流，也容易烧毁轨道电路设备，因此要加强钢轨的检查、清扫工作。

7.防止塞钉线及连接线的塞钉头松动。塞钉头松动后产生接触电阻，特别是岔心部分的连接线松动易造成轨道不平衡，因此轨道电路的各种连接线最好采用双线的连接方式。

8.高柱信号机的安全地线、接触网的塔杆地线、桥梁等建筑物的地线，不得直接与设有轨道电路的钢轨连接，也不应接至扼流变压器的中点。

9.电缆严格按设计使用，对地绝缘良好，电缆引入时不宜过早剥开护套，更不得打开四芯组。由模拟网络至发送、接收设备间的配线，应采用双芯扭绞屏蔽线或扭绞线。

10.严禁工务部门轨枕绝缘垫的丢失和破损，包括工务部门的拉杆、轨距器等都需要和钢轨绝缘。

11.护轮轨和主轨间要求可靠隔离。

12.扼流变压器要求两侧阻抗对称，内部配线和钢轨连接线都连接良好。

3 结束语

在轨道电路中，牵引供电造成信号设备所处的电磁环境十分复杂，同时牵引电流与轨道电路有共用钢轨作为共同的通道，为了确认行车安全，保证联调、联试的顺利进行，需要掌握牵引电流对ZPW-2000A无绝缘轨道电路造成50 Hz干扰的处理方法。

［1］ 王民湘.对一起电化干扰引发疑难信号故障的分析与处理［J］.铁道通信信号，2006(6)：22-23.

［2］ 高德新.ZPW-2000A闭环电码化邻线干扰分析处理［J］.铁道通信信号，2006(9)：27-28.