多线并行轨道电路电容耦合干扰机理研究

摘 要： 高速铁路车站并行股道多，应用场景复杂，在三线并行情况下，中间股道易受两旁线路的电磁干扰影响。当两条线路均与中间股道同向时，中间股道所受电容耦合干扰为两条线路干扰之和，且邻线耦合电容越大，干扰亦越强。为减少多线并行邻线间的电容耦合干扰，可采取改变线路相对布局、采用屏蔽等设计措施，确保高速铁路车站轨道电路工作的稳定性和可靠性。

关键词： 高速铁路 多线并行 轨道电路 邻线干扰 电容耦合

Research on the Mechanism of the Capacitive Coupling Interference of Multiline Parallel Track Circuits

FU Zongchun LI Jie

Hunan Railway Professional Technology College， Zhuzhou， Hunan Province，412001 China

Abstract： There are many many parallel stationtracksin high-speed railway stations with complex application scenarios， andin the case of three parallel lines， the middle station track is susceptible to electromagnetic interference from the two side lines. When the two lines are in the same direction as the middle track， the capacitive coupling interference received by the middle station track is the sum of interference from the two lines， and the larger the coupling capacitance of adjacent lines， the stronger interference. Inorder to reducethe capacitive couplinginterferenceamongadjacent linesin the case of multiple parallellines， design measures such as changing the relative layout of lines and adopting shielding can be taken to ensure the stability and reliability of the operationof track circuitsin high-speed railway stations.

KeyWords： High-speed railway; Multi-line parallel; Track circuit;Interference fromadjacent lines; Capacitive coupling

中图法分类号：U284.93

轨道电路作为高铁列控系统的重要基础设备，其室外设备易受到邻线电磁干扰，由此产生的列车行车安全事故已时有发生[1-4]。相较于铁路区间，高铁车站并行股道数量多，行车场景复杂，轨道电路邻线干扰问题更加凸显。本文从电容耦合干扰角度深入分析邻线干扰对高铁车站股道轨道电路产生的影响。

1多线并行邻线干扰情况分析

高铁车站存在多条并行股道线路，每条股道可以下行和上行双向行车，不同工作场景对邻线轨道电路产生不同影响[5-6]。图1为三股道并行线路示意图，其中的中间B股道受邻线干扰情况分析如表1所示。

2模型构建

并行线路的钢轨间存在分布电容，使干扰源回路变化的信号经电容耦合至被干扰回路，影响被干扰回路的正常工作。三线并行股道线路电容耦合原理如图2所示。

图2中线路2为三线并行的中间线路，以其为研究对象，电容耦合干扰影响具体分析如下。

2.1 线路1与线路2同向，线路3与线路2异向

此条件下，线路1与线路2载频相同，会产生电容耦合干扰。此时，电容耦合干扰等效电路如图3所示。

在图3中，US1为干扰线路1回路的电压源（干扰电压），R1/RL1/C1、R2/RL2/C2、R3/RL3/C3分别为线路1、线路2、线路3回路的钢轨内阻/负载电阻/对地电容；UL2为由电容耦合在线路2回路接收端产生的电压，C12、C32为回路间的互电容。根据电路定理，解得：

（1）

2.2 线路1、线路3与线路2同向

此条件下，线路1和线路3均与线路2载频同频，均会产生电容耦合干扰。此时三线并行电容耦合干扰等效电路如图4所示。

根据电路定理，解得：

（2）

2.3 线路3与线路2同向，线路1与线路2异向

此条件下，线路3与线路2载频相同，会产生电容耦合干扰。此时，电容耦合干扰等效电路如图5所示。

根据电路定理，解得：

（3）

3模型分析

分析式（1）、式（2）、式（3）可知，当线路1、线路3与线路2同向时，线路1与线路3均对线路2产生邻线干扰，干扰量的大小除了与线路干扰电源电压、干扰源频率有关外，还与线路的电阻、负载电阻以及干扰与被干扰线路间回路耦合电容有关，线路间耦合电容越大，干扰越大。

4结论

综上所述，高铁车站影响邻线干扰的因素除了干扰源电压、干扰源工作频率、线路本身的电阻等之外，线路间的耦合电容是其中一个重要的影响因素，且邻线耦合电容越大，干扰亦越强，对列车安全行车的影响也越大。为减少多线并行邻线间的电容耦合干扰，可采取一定的特定措施，如改变线路相对布局、采用屏蔽等，确保高速铁路车站轨道电路工作的稳定性和可靠性。

参考文献

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