李宗武
(中国铁路上海局集团有限公司南京电务段,南京 210011)
在电气化区段,ZPW-2000轨道电路工频谐波干扰是日常维护的难点。在结合部造成的干扰问题查找时,存在干扰源特征不明显、天窗时段干扰减小、结合部测试试验困难等不利因素。本文通过两例结合部干扰问题典型案例分析,提供一些方法与思路。
某高铁站上行一离去在检测车检测过程中,发现 2 000 Hz 干扰,最大值 240 mV,现场实测干扰值210 mV左右,如图1所示。
图1 检测干扰Fig.1 Detecting interference
干扰发生后,使用2000P仪表测试过车时情况,确定SS1LQG区段存在单频谐波干扰,如图2所示。
图2 仪表测试干扰Fig.2 Test interference by instruments
排查思路有3点:一是查找电缆等自身设备造成的干扰;二是查找结合部干扰源;三是查找变化点造成的干扰。
1)自身干扰源排查。天窗时段测试被干扰区段设备特性参数,SS1LQG室外调谐单元零、极阻抗,实测值正常符合标准,其余室外器材参数测试也无异常。对照图2检测截图位置图示,在SS1LQG-C6电容处实测轨面有210 mA左右(2 000 Hz,无低频),甩开SS1LQG发送、接收电缆后轨面仍能测到此干扰信号,关闭邻区段、邻线室内发送盒,仍能测试到较大干扰。排除邻线、邻区段自身设备原因造成的干扰。因干扰信号无低频,基本可以确定为非移频信号造成的干扰。
为了进一步查找干扰源,天窗点内增加测试范围,对SS1LQG相邻区段(站内)干扰情况进行检查。室内关闭所有2 000 Hz发送盒,现场仍能测试到道岔处较大干扰信号,其中19DG岔心处有211 mA,同SS1LQG区段一样,排除移频干扰,初步怀疑工频干扰,且本站SS1LQG区段也同样存在工频干扰。
2)结合部干扰源排查。对全站回流情况进行检查,其中X、XF、SI、SII处有吸上线,SI、SII处扼流变压器中心连接板接有钢板回流至附近牵引变电所,如图3所示。现场实测4处吸上线均有2 000 Hz干扰信号。当晚供电配合将接触网停电后,现场测试干扰信号如表1所示。
图3 吸上线设置情况Fig.3 Setup of boosting cable
表1 接触网停电对应干扰测试情况Tab.1 Interference test situation corresponding to catenary power failure
经联合设计、供电部门共同研究,由设计提供方案及图纸,对站内回流方式进行优化,将SI、SII处吸上线和扁钢回流(龙岗变电所末端也拆除)拆除、吸上线迁改至XD、XDF进站外方接入空扼流并距信号设备100 m处、钢轨回流采用电力软线方式回牵引变电所,并加装横向连接线。优化的目的是减小被干扰区段附近的工频回流大小。
按照上述方案实施后,干扰有所减小,但干扰仍超标准幅值。问题未得到彻底解决。
3)变化点因素排查
经调查,信号专业、接触网供电专业在检测出干扰前无更换器材、改变结构的维修作业。工务部门进行了道床清筛,道床增添石砟。现场调查钢轨两侧石砟堆埋过高,钢轨埋设于石砟中,石砟碰轨底,形成涡流效应。发现这一特征后,调查SS1LQG、19DG被干扰区段均存在此特点,联系工务对石砟进行清理后,干扰值大幅下降,基本消除。
站内正线某区段,检测存在较大1 700 Hz干扰信号。
1)经排查、测试与邻线、邻区段无关,为电力高压电缆干扰。该站对应4-12DG、VIBG区段线路西侧,X1LQG线路东、西两侧各存在两根25 000 V接触网供电高压电缆。在电力电缆上测试1 700 Hz干扰信号电流达1 A以上。电缆径路采用地面上水泥包封,距线路钢轨距离在1~3 m,如图4所示。
图4 干扰情况Fig.4 Interference situation
电力部门联系结合现有条件对电力电缆进行局部外移。对不具备移设条件的,因电力电缆不可采取钢管全包封方式屏蔽处理,采用半屏蔽方式处理,并将屏蔽层接地,经处置后测试干扰下降。
2)钢轨存在接地情况。靠近21枢纽供电单元电缆侧的钢轨一处扣件缺少胶垫(距离SF进站信号机60 m),存在接地情况。联系工务部门增加绝缘胶垫,处置后干扰降低,如图5所示。
图5 胶垫缺陷整治前后对比测试情况Fig.5 Comparison of test situation before and after defects correction of rubber pads
上述两个干扰因素经排查整治后,干扰基本消除。
1)查找干扰源。架空及埋设的高压供电线缆均会造成干扰,在轨面形成高频信号。在日常维护中,需积极联系供电部门了解线路两侧供电电缆设置情况。具备移设条件的,联合电力部门对电缆进行移设,不具备移设条件的,需对电力电缆实施屏蔽措施,并对屏蔽层做接地处理。
2)钢轨接地增加了干扰信号。钢轨接地后形成通路,干扰信号电流增加。对干扰区段,需检查测试钢轨接地情况。
3)工程建设前期对接中,密切关注电力电缆的走向及与钢轨的垂直距离,电力电缆敷设距线路必须满足设计规范的距离要求。
4)道床环境造成的干扰容易被忽略,如含铁磁矿石石砟、石砟的填埋方式造成磁场叠加等,此类干扰应结合维修动态变化情况具体分析。