重载条件下铁路信号电缆对电磁干扰防护的分析

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1、jE基童通盍堂亟±堂焦途塞里!壹1引言1．1课题研究背景目前我国主要有两条重载运输线路，其中以大秦铁路最具代表性，大秦线2万吨重载电气化铁路在货运方面发挥着重要作用，大大支撑了国家的经济建设。然而，近年来，随着重载铁路的快速发展，大电流烧损电缆故障事件频发，对铁路的运输和沿线维修工作人员造成了巨大的威胁。电缆烧毁故障多发生在桥梁上，严重干扰了线路的正常运输，己经成为影响电务系统安全的突出问题。电缆作为铁路信号的“神经系统”，故障烧毁后影响范围大，修复时问长。据太原铁路局相关人员介绍，按4亿u屯年运量计算，大秦线每秒运量为12．68吨，121小

2、时影响大秦运量552万吨，相当于目前大秦线5天的运量，造成的损失难以用金钱来衡量，电缆事故的延时之长、损失之大、处理之难，事故场面的惨烈，令人触目惊心。电缆烧毁的事故不止出现在重载线路，其他线路也出现同样的问题，表1—1是对电缆烧毁事故的不完全统计¨1。表1—1信号电缆事故统计表Table1-1Thetableofsignalcableaccident线别故障概况故障原因处所侯月线信号机红灯某桥下行侧西桥头电缆着火。电缆线路某枢纽全场红光带室内外多处设备(包括电缆)被烧毁，电缆线路更换恢复。被烧设备：1、4151拌道岔启动箱至D3电缆槽电缆6

3、0一5(1)；2、4151#道岔启动箱至4149#道岔启动箱电缆75．8(3)宁西线站问K388+678M强电流侵入造成槽内电缆着火，电流长途通信处电缆烧坏，停用侵入原因待查。线路基本闭塞，太焦线43／45／47#、49／51撑、被烧坏电缆分别是信号楼至T2(南电缆线路46／48／50／52#、头)，750米一28芯(O)和信号楼至54156#道岔无表示C17(北头)，330米．28芯(4)。某站空车线一、二、LKl91号大桥上5条信号电缆在电缆线路三接近，重车线一、K309+425m处烧损，F．9、F一11电缆二、二离去红光带，盒损。涉及区

4、间发送端、信号点灯及同时出现信号机灭站联条件电缆。灯、点红灯故障。某站XI—I信号机绿IX8HF7(一场信号电缆盒8)至XI。I电缆线路黄信号不能开放信号机的250—14(1)电缆击穿短路造成。某西问4126#信号原因是在大桥东端100m处，电缆槽电缆机灭灯、4143#、道内铁通一条14X4电缆在铅护套4114#信号机红灯。接头起火，将信号电缆烧损，内部芯线粘连造成。某站12／14#、18／20#原因是CH4至12／14#、18／20#道岔电缆线路道岔无表示。间的三根电缆被烧损。新河线1070，1084信号点K108+0公里处信号电缆被烧坏电

5、缆线路红灯京广线南咽喉和股道红光7根电缆烧造成短路。影响客车：30电缆线路带列陇海线全站信号设备故障车站办公楼门口电缆径路上5l根电电缆线路缆，1根电缆着火，扑灭连接后恢复，2006年铁炉村一座桥梁上发生了信号电缆事故，事故现场图片如图1．2所示，图1-1烧毁电缆图片Figure1-1Burnedcablepicture可以看到电缆局部的外护套被融化，甚至铠装层都被烧出一大窟窿。2图1-2电缆烧毁事故现场图片Figure1-2Thecableburnedaccidentscenepicture就供电方式来说，近年来，为了适应我国铁路提出的高速

6、重载的特点和发展要求，AT(自耦变压器)供电方式越来越多地被采用，AT供电系统以其可靠性高，适应大电流的牵引网络而成为重载铁路牵引供电系统的主要供电方式。此供电方式由于存在长回路效应，所以牵引供电对信号电缆的电磁影响相比其他供电方式要小得多。但是由于重载线路的采用大功率牵引机车，并且在大秦铁路则普遍采用2台机车，所以使得供电系统的牵引电流相比其他线路大大增加，这些变化使重载铁路AT供电方式对信号电缆的电磁影响因素增加。因此，针对重载线路的特殊性，需要对重载条件下的信号电缆受牵引供电的电磁干扰影响进行深入研究。因此，探讨在重载条件下，牵引电流对

7、通信、信号设备的影响，尤其是减少桥梁上的通信、信号电缆的烧损故障的发生，显得尤为重要。所以，本文所研究的内容旨在提高信号电缆在重载条件下的综合防护能力，降低重载条件下牵引电流对信号设备的影响，并且减少电缆烧损故障确保运输安全。1．2研究现状在电气化铁道强电线对电信线路的影响和保护方面，国内外的科研工作者做了大量的工作‘3。4】。这些工作的主要思想是利用感性耦合、容性耦合和阻性耦合理jE塞适太堂亟±堂位迨塞里!宣论来计算干扰源对被干扰对象的电磁影响情况；早期国外学者在用电磁耦合公式进行磁感应耦合分析时，成功将朴氏、卡氏公式及其近似公式应用于线问

8、互感计算，但是这种方法太过复杂，实用性太差。随着理论的成熟，70年代末期国外出现使用传输线理论计算通信线上沿线任一点的感应电流、感应电压；北京邮电大学的高攸纲教授利