地磁暴干扰轨道电路工作的仿真计算研究

在世界范围内曾多次发生过强磁暴导致铁路轨道电路失灵的事件,而磁暴影响轨道电路工作的机理缺乏系统性的研究。根据铁路系统接地线结构,分析地磁暴侵害轨道电路的物理过程和流过接收端扼流变压器的不平衡地磁感应电流;以2004年11月9日兰州地磁台监测数据和大地电导率数据为基础,运用平面波理论,计算兰州某两个牵引变电所之间铁路的感应地电场;根据铁路信号系统的接地情况和电气结构,估算轨道电路中的GIC水平;利用Matlab/Simulink软件对97型25Hz相敏轨道电路中信号继电器的轨道线圈侧电压进行计算仿真,研究轨道电路误动的可能性。结果表明:磁暴发生时信号继电器的二元二位继电器轨道线圈电压降低、电流相位偏离理想工作值,严重时可能导致继电器误动,造成铁路信号灯闪红,解释了高纬度国家磁暴导致的轨道信号灯闪红现象。     

强磁暴对轨道电路的影响分析

磁暴是太阳活动时磁层-电离层的电流体系和地球磁场的相互作用而产生的,磁暴来袭时,时变磁场将在地面感应出电场,在一些技术系统(铁路设备、输电线路、石油和天然气管道等)中产生地磁感应电流(GIC),干扰了这些系统的正常工作。对1982年7月13—14日强磁暴期间瑞典一些铁路区段轨道电路出现的异常,以及1989年和2000—2005年强磁暴期间俄国北部一些铁路区段出现的异常进行了描述,并对该磁暴期间产生这些异常的影响因素进行了分析;最后提出为进一步了解磁暴影响轨道电路机理还需要做的工作。     

重载条件下1200A/1400A扼流适配变压器四端网模型研究

重载铁路站内轨道电路由于处在复杂的线路网络中,保证其正常工作并且防护强牵引电流干扰非常重要。扼流适配变压器作为轨道电路中强弱电的结合部分,特别是在重载电气化铁道中起着非常关键的双重作用。因此,扼流适配变压器的模型及其四端网参数的研究对牵引电流建模、轨道电路工作状态计算、保证铁路系统的安全运营,具有十分重要的意义和价值。     

地磁暴对轨道电路电磁干扰的机理分析

轨道电路是铁路信号系统重要的组成部分,系统的核心器件由微电子电路组成,属于弱电范畴,容易受到外部电磁干扰的影响。地磁暴是一种极端的空间灾害性天气,引起地球的磁场剧烈扰动,地表面产生感应电势ESP(Earth Surface Potentials)。ESP、地面长导体和大地3者构成回路,产生地磁感应电流GIC(Geomagnetically Induced Current)。如果地磁暴侵入轨道电路,GIC威胁轨道电路的正常运行状态。本文探索了地磁暴产生的机理,给出ESP的计算方法;以常用WXJ25型相敏轨道电路接收器为例,分析了地磁暴通过GIC对轨道电路信号传输状态的影响。计算结果表明,如果轨道电路中存在GIC,可能导致WXJ25型相敏轨道电路接收器驱动轨道继电器发生错误动作,是需要高度重视的新问题。     

地磁暴侵害高铁自耦变压器的混沌研究

在地磁暴影响下的高铁牵引供电系统中会产生地磁感应电流(GIC),GIC能够造成自耦变压器直流偏磁,可能影响供电系统的安全运行。为研究地磁暴对高铁自耦变压器非线性动力学特性的影响,分析GIC侵害高铁供电系统中自耦变压器的机理,给出变压器在偏磁作用下的磁化特性表达式,建立自耦变压器电路模型来分析GIC对自耦变压器的影响。经进一步研究发现:自耦变压器电压是否发生混沌振荡与铁芯的磁化特性有关,非线性磁化特性指数n越大,GIC造成自耦变压器电压混沌振荡的可能性也越大。     

客专轨道电路扼流变压器常见故障分析与维护建议

扼流适配变压器结构简单,可靠性高,安装较为简便,维护工作量小,具有显著的抗干扰效果,在客专一体化轨道电路中得到广泛应用,但轨道电路设备受器材故障、牵引回流及外界因素的叠加影响,在处理轨道电路红光带故障时往往延时较长,原因查找不清。以常见的扼流变压器隐患为例,对客专轨道电路扼流变压器常见故障进行分析和总结。     

地磁暴对高铁扼流变压器的影响分析与仿真

介绍了钢轨中产生地磁感应电流GIC的机理,分析了GIC侵害高铁扼流变压器的路径,以BE2-600/25型扼流变压器为例,利用Maxwell软件搭建了扼流变压器模型,给出该型扼流变压器在遭受地磁感应电流时的电磁特性仿真结果。     

配置BES型扼流适配变压器的道岔区段轨道电路调整表仿真计算

针对单开道岔区段1送2受型轨道电路电气特性,根据均匀传输线方程与四端网络理论建立典型25 Hz相敏轨道电路仿真计算模型;计算带BE型扼流变压器时轨道电路调整和分路状态下发送电压和电流,结果验证了该模型的正确性和有效性。将模型中的扼流变压器四端网络替换为BES型扼流适配变压器四端网络,从而将该模型拓展应用到带BES的轨道电路区段。根据实测数据计算BES型扼流适配变压器四端网络系数,再采用拓展的仿真模型,计算得到带扼流适配器轨道电路在1送2受区段的调整表。通过计算和分析该轨道电路区段的分路灵敏度和电压余量比可知,二者均满足轨道电路正常工作要求,道岔岔尖是1送2受型轨道电路区段中最易导致分路不良的机械环节。采用该拓展模型仿真计算还可得到轨道电路区段在不同道砟电阻情况的调整表。该模型也可拓展应用于三开、复式交分等道岔区段以及ZPW-2000A型等其他制式轨道电路调整表的计算。     

大秦线2亿t通信信号改造工程创新技术

对大秦线2亿t通信信号改造工程的几点创新进行探讨，例如，站内一体化轨道电路、轨道电路＋计轴双冗余方式、新研制的1600A扼流变压器、基于无线的分散动力控制系统均首次在国内铁路应用。     

BE系列扼流变压器存在的问题及改进

扼流变压器是电化区段构成轨道电路的主要设备之一.对现场使用几十年的BE系列扼流变压器存在的问题、改进后的BEJ系列扼流变压器的特点及实际使用效果进行了介绍.     

基于矢量匹配法的扼流变压器的宽频建模

引入矢量匹配法拟合得到扼流变压器的宏模型,并基于序列二次规划法对宏模型进行无源性优化,从而避免仿真不收敛的问题。为了验证扼流变压器模型的正确性,在实验室建立轨道电路的模拟系统,将幅值为100 V的脉冲信号源作用于系统,测量调整状态和分路状态两种状态下系统关键位置的电压波形。基于扼流变压器的宽频模型,利用Simulink建立轨道电路系统的模型,将仿真计算结果和实测的波形进行对比,波形一致,脉宽、幅值的差值均在5%以内,验证了该建模方法的可行性与正确性。     

扼流变压器扼流线圈结构设计新思路

针对现有扼流变压器扼流线圈易出现的由于绝缘破损引发的轨道电路故障问题,提出扼流线圈结构设计思路,从根本上解决扼流变压器扼流线圈绝缘问题。     

牵引供电系统中的GIC监测研究

地磁暴发生时导致地表产生感应电势(ESP),ESP作用到高速铁路供电系统中的接地点,在牵引变压器、接触网、大地中形成地磁感应电流(GIC),可能影响供电系统的安全运行。针对这个问题,从机理出发,分析了GIC侵入供电系统的可能性及对牵引变压器的影响。基于霍尔元件的"GIC监测装置"在京广高速铁路鹤壁东牵引变电所投入实测,将监测数据与国家天气监测中心、中科院空间环境预报中心发布的地磁暴数据进行对比,证明监测到GIC,其最大值达72A。这在中国高速铁路供电系统中第一次实际监测出GIC,为研究高速铁路供电系统中的GIC提供了直接证据。分析数据发现:地磁暴指数越大,GIC越大;当地磁暴达到一定水平之后,Kp指数增加,导致GIC呈超线性增加,值得高速铁路设计和运营管理部门的高度重视。     

地磁暴侵害高铁车辆变压器油箱的探究

分析了地磁暴产生的原因,探究了GIC在高铁AT供电方式下侵入动车组车辆牵引变压器的机理,以CRH2型动车组为例,利用Maxwell软件仿真,分析了不同数值的GIC对高铁车辆变压器油箱的电磁系统和损耗造成的影响。     

25 Hz相敏轨道电路抗干扰分析及改进方案

本文针对25Hz相敏轨道电路的特点和对轨道电路产生干扰的途径,分析了25Hz相敏轨道电路防护性能的不完善,提出采用缓动继电器,加大扼流变压器的气隙,增加轨道变压器的容量,增加适配器等方法对轨道电路进行改造。     

扼流变压器矩路故障的处理方法及预防措施

在电气化区段,为保证牵引电流畅通和轨道电路良好运用,需安装扼流变压器,它是电气化区段轨道电路的一项必不可少的基础设备.     

25Hz轨道电路迂回电路形成第三轨效应分析及整治建议

在电气化牵引区段，为了使牵引电流畅通无阻地流回牵引变电所，需连接相邻轨道电路的扼流变压器中点。但如果全部采用双扼流轨道电路，中点相连后，又易构成迂回电路，形成第三轨效应。所谓“第三轨效应”是指双轨条传输通道以外，还存在一条回线（迂回电路）沟通电路，     

25Hz轨道电路抗电气化脉冲干扰的研究

指出了电气化铁道的不平衡牵引电流脉冲干扰是造成２５Ｈｚ轨道电路产生误动的主要原因，对抗脉冲干扰的方法进行了理论分析，提出了一种扼流适配变压器（ＢＥＳ）方案，即对扼流变压器开气隙和５０Ｈｚ串联谐振电路进行综合设计，不仅可以大大减小干扰功率，还改善了信号的传输特性。计算和现场应用表明，此方案显著提高了２５Ｈｚ轨道电路的抗脉冲干扰能力。     

BES型扼流适配变压器的检测和现场调试方法

用于25Hz轨道电路的BES型扼流适配变压器(简称扼流适配器),对抗电气化牵引脉冲电流干扰有显著的效果,于1998年5月通过铁道部科技司的鉴定,并作为新器材列入部颁<信号维护规则>(技术标准).     

97型25Hz相敏轨道电路

通过对钢轨引接线，扼流变压器，移频电码化发送条件等改进的介绍，阐明了２５Ｈｚ相敏轨道电路主要技术指标的提高。