电力牵引中的通信系统干扰
本文解释了由用于牵引目的的电力线引起的通信系统干扰现象。当信号在其发射器和接收器之间的通信信道上传输时,以破坏性方式修改信号的现象被称为通信系统干扰。
由于电力牵引系统使用高压电力线,这些牵引电力线产生的电磁场和静电场会干扰附近的通信线路,即牵引电力线会造成通信线路干扰。
在电力牵引系统中,轨道用作电流的回流路径。部分电流流经轨道,其余部分电流流经大地,如下图所示。
流经大地的回流电流部分会干扰附近的通信线路。因此,为了避免通信系统干扰,确保回流电流流经受限路径,即轨道。为此,交流牵引系统中使用升压变压器,而直流牵引系统中使用负升压器。升压变压器和负升压器降低了轨道上的电位降。
此外,通过降低轨道的电阻,也可以将回流电流限制在受限路径内。通常,连续轨道每公里的电阻约为 0.05 Ω,但用于机械连接商业轨道的鱼尾板接头的电阻大于轨道的电阻。因此,为了降低轨道的整体电阻,接头处补充了良好的导电连接。现代连接件是柔性的,设计尽可能短,以适应现场条件。通常,连接件固定在鱼尾板下方,以防止在进行路面维修时损坏。
在单相交流牵引系统中,供电系统中存在的谐波也会造成对通信系统的干扰。
由于牵引供电系统引起的电磁感应也会在通信线路和信号线路中产生干扰。在这种情况下,流经接触线的电流在其周围建立磁场,该磁场与附近的通信电路耦合,并通过在电路中感应电动势来产生干扰。
通信系统和信号线路中的干扰也是由于电路中的静电感应引起的。高压接触线和大地之间存在电位梯度。因此,由于其位置电位梯度,会在通信和信号线路中产生静电感应电动势。
减少通信系统干扰的方法
可以通过以下步骤来减少电力牵引中通信系统干扰的影响:
所有通信系统都应安装在地下电缆中,而不是架空线路。
通信线路和信号线路采用铝合金护套代替铅护套,并使用PVC或橡胶覆盖层以防止护套腐蚀。
使用隔离变压器将长的通信网络分成小的电路。
尽可能将通信电路安装在远离铁路轨道的远方。
为了避免通信线路与牵引电力线路的磁耦合,使用带有回馈线的升压变压器。
结论
牵引电力线产生电磁场和静电场,从而干扰附近的通信线路和信号线路。此外,在牵引系统中,轨道用作回流路径,由于轨道电阻比大地高,部分回流电流流经大地,从而干扰通信线路。
由于牵引电力线会造成通信系统干扰,因此必须采取一些措施,例如增加通信线路和电力线路之间的距离,使用带回馈线的升压变压器,将长通信线路分成较小的线路等,以减少干扰。