轨道电路在无砟轨道条件下传输特性的研究

无砟轨道内部钢筋网与钢轨电流之间的互感作用,改变了轨道电路一次参数,影响了谐振式轨道电路传输性能,实际使用长度明显缩短。改进无砟轨道电气参数是提高谐振式轨道电路传输性能的有效途径。试验表明,对各种类型的无砟轨道单元进行绝缘化处理,尽量减少或消除轨道板内部钢筋所形成的闭合回路,以及距轨底320mm以内可能存在的钢筋网闭合回路,可有效地改善无砟轨道的钢轨阻抗参数;改进无砟轨道扣件系统结构,降低水膜电阻对道床漏泄的影响,有效地改善无砟轨道的道床电阻参数,从而改善谐振式轨道电路的传输性能。     

补偿电容对ZPW-2000A轨道电路钢轨发送端电气参数的影响研究

为提高钢轨传输特性,ZPW-2000A轨道电路在钢轨上安置了补偿电容,以抵消钢轨在传输高频信号过程中的感抗作用,其中补偿电容值及补偿间距是补偿电容设计的关键参数。本文在构建补偿电容与钢轨传输模型的基础上,通过轨道电路传输计算的方法,研究了补偿电容值及补偿间距对钢轨发送端输入阻抗、电压及电流等电气参数的影响规律,进一步探索了钢轨各点轨面电气参数与补偿电容值的函数关系。结果表明,钢轨发送端阻抗模值随补偿电容值的增加呈现递减趋势,阻抗相位角则随补偿电容值的增加呈现先降低后增加的趋势。     

ZPW-2000应用在无碴轨道上的适应性分析

1无碴轨道对ZPW-2000轨道电路的影响 随着客运专线的大力发展,无碴轨道得以大量运用,随之而来的信号系统特别是轨道电路势必要与之相适应.由于ZPW-2000轨道电路以钢轨为传输通道,当通过钢轨传送信号电流时,无碴轨道内构成闭合回路的钢筋网（特别是与钢轨相平行的钢筋网格）将生成感应电势和电流,成为钢轨回路的附加负载,加大了轨道电路传输衰耗.具体地说,感应电势和电流将改变轨道电路一次参数,增加其电阻,改变其电感.     

利用综合接地的工艺工法解决普速铁路长大桥隧地段信号接地问题

为了减少电力牵引区段牵引电流及雷电对ZPW-2000(UM)轨道电路设备的干扰,信号专业沿铁路线敷设了铜质贯通地线,贯通地线的接地电阻要求不大于1Ω。普速铁路长大桥隧地段信号接地可借鉴《铁路综合接地系统》(通号(2009)9301)中施工工艺工法,指导信号接地的设计及施工。新建铁路山西中南部铁路通道工程,桥隧总长约394 km,占总线路长度的42.8%,长度大于1 km的桥隧要求设信号接地,接地钢筋原则上采用构筑物非预应力结构钢筋。电力、接触网等强电的接地不与信号接地钢筋接触。桥隧地段仅设于线路右侧的通信信号电缆槽内设信号接地贯通地线,电力电缆槽不设贯通地线。     

中央发送两端电流接收式无绝缘轨道电路的断轨态分析

分析中央发送两端电流接收式无绝缘轨道电路,必须考虑电流传感器参数及其接收电路等效阻抗对轨道电路的影响。通过电路变换,推导轨道电路接收端及轨道电路的等效电路,建立轨道电路断轨态等效电路及其二端口网络模型。根据等效电路,推导断轨态数学模型,给出传输矩阵参数以及接收端钢轨电流、感应电压和转移阻抗的计算公式。算例结果表明:电流传感器参数及其接收电路等效阻抗对轨道电路的影响,可以通过分析传感器等效阻抗参数对轨道电路的转移阻抗的影响得到;传感器等效阻抗越小,转移阻抗越小,则电流传感器处钢轨电流及其感应电压越大;当传感器等效阻抗为零时的算例结果与文献[4]的有关结果一致,说明给出的分析方法和结论是可信的,并且说明文献[4]是本文在传感器等效阻抗为零条件下的特例。     

无碴轨道与信号轨道电路要互相适应

经初步试验和分析,认为无碴轨道与信号轨道电路互相适应是一系统工程,钢轨阻抗参数改变和道碴电阻依天气变化而剧烈变化是轨道电路传输长度减少的原因,从各专业角度提出了一些对策与建议。     

无砟轨道钢轨阻抗特性影响因素分析

轨道电路被广泛应用于高速铁路控制系统,以检查高速铁路是否被机车占用,并保证行车安全。钢轨阻抗是轨道电路重要的一次侧参数,本文结合有限元及电路方法,提出求解无砟轨道钢轨阻抗的有限元电路综合法,建立无砟轨道钢轨阻抗的计算模型,并研究频率、土壤电导率、钢筋埋地深度及钢筋疏密等参数对钢轨电阻和电感的影响规律,分析这些参数对钢轨电阻和电感的影响程度,得出用以指导无砟轨道铁路设计的结论。     

遂渝线无砟轨道试验段钢轨漏泄电阻测试

钢轨漏泄电阻是影响牵引供电系统与铁路信号系统电磁兼容性能的重要参数,其大小直接决定了钢轨电位的取值,并影响轨道电路的传输特性。本文简单介绍了钢轨漏泄电阻的不同测量方法,着重介绍了实用简化的工程方法——开路法在遂渝线无砟轨道试验段对钢轨漏泄电阻的实际测试,给出了同一区段有砟和无砟轨道的钢轨漏泄电阻测量结果的差别。     

宜万铁路隧道无砟轨道的综合接地

因无砟轨道内铺设了大量钢筋,对轨道电路一次参数产生影响,为了减少无砟轨道区段对轨道电路的传输衰耗,轨道结构中的钢筋作绝缘处理,以满足ZPW-2000A轨道电路信息在轨道电路中的传输距离要求,宜万铁路无砟轨道设置综合接地系统,各专业接地系统实现等电位连接,保证无砟轨道隧道结构本身、人员、设备和列车安全运行。通过综合接地系统的实施,宜万铁路无砟轨道ZPW-2000A轨道电路一次参数及道床漏泄电阻测试数据良好,自动闭塞轨道电路正常工作,节约了信号工程投资,降低了信号工程造价。     

轨道电路时域响应分析

为了求得轨道电路时域解,对轨道电路传输线方程进行拉氏变换,在复频域求得钢轨线路中每根钢轨电流和钢轨对地电压的通解。在轨道电路送电端阻抗匹配、受电端短路的条件下,求得调整态受电端轨面电流的时域解。通过算例,在不同的初始电气参数下仿真分析了受电端轨面电流的变化情况。结果表明:所得时域解符合轨道电路传输特性,为轨道电路暂态分析提供了有力的理论基础。     

关于构建客专ZPW-2000A轨道电路有效实训方法的思考

客专ZPW-2000A轨道电路系统在高铁应用广泛,是核心基础信号装备之一;现场铺设整个传输环节长,分为信号机械室内设备和室外轨旁设备,种类繁多,尤其是室外电缆线路、钢轨线路参数受周边环境影响大,很难短时间内熟悉整个轨道电路系统。针对目前国内没有贴近实际现场应用的ZPW-2000A轨道电路培训系统的现状,提出一套执行性强的实训流程和方法,为现场一线维护单位快速熟悉该制式轨道电路系统、提升现场应急处理能力提供参考。     

客运专线信号综合接地系统方案

客运专线的列车运行速度提高,电气化机车牵引的近千安培工作电流要通过钢轨流通,使钢轨电流大大增加,并且其电磁耦合使线路附近的金属体表面产生较高的感应电压,对轨旁信号设备产生影响,综合接地系统能够有效地降低和减少外界环境对信号设备的影响,保证信号设备的安全稳定运行.     

25Hz轨道电路故障诊查器

电气化铁路开通前，反映列车占用线路状态采用480型轨道电路，钢轨中传输的电流是工频50HZ，而开通后，因电力机车牵引电源频率也是50HZ，为防止其干扰，站内轨道电路采用25HzSN敏轨道电路。当25Hz相敏轨道电路出现故障，用50Hz轨道电路诊查器不能查出故障点，因为钢轨中有50Hz牵引电流和25HZ信号电流，原有的仪表是50HZ，测出的电流主要是牵引电流，难以判断25Hz轨道电路故障点。     

ZPW-2000轨道电路调谐单元生产工艺优化和器件配对实施

调谐单元是ZPW-2000系列轨道电路系统的关键室外设备。调谐单元与空芯线圈及29 m钢轨共同组成LC并联谐振电路,利用LC并联谐振电路的极阻抗特性,有效降低移频信号在主轨道的衰耗,实现主轨信号的保真传输。同时,调谐单元利用其自身LC串联谐振表现出的零阻抗特性实现相邻轨道电路信号间的电气隔离。     

基于行波理论的10kV自闭/贯通线路故障测距技术

由于线路长、环境恶劣,10 kV自闭/贯通线路故障频繁发生,传统阻抗测距原理和基于线路监控终端的定位方法尚不能可靠、准确的确定故障(特别是小电流接地故障)位置,故障查找费时费力。利用故障产生的行波信号测量故障距离的方法已在输电线路获得成功应用。本文将行波测距原理应用到自闭/贯通线路,分析了自闭/贯通线路在接地及短路故障时产生的行波及其传输特征,并针对其线路结构的特殊性,提出了利用故障产生的电压行波信号线模分量、基于双端原理测量短路和接地等故障距离的模式,分析了实际应用中面临的行波信号获取等关键技术及故障初始相角、接地电阻、混合线路等对检测可靠性的影响。应用该方法的测距系统已在现场进行人工接地试验,并投入试运行,效果良好。该方法有望解决自闭/贯通线路故障定位这一难题。     

客运专线综合接地系统方案研究

高速运行的客运专线列车,其机车牵引的工作电流将达到近千安培。强大的电流通过钢轨时,电磁耦合作用使线路附近的金属体表面产生较高的感应电压。在不影响通信信号等弱电系统安全运行的前提下,在距接触网带电体5m范围以内的电气化、电力、通信、信号、车辆、给排水等专业的设备及其他金属构筑物的接地,利用接触网回流线构成综合接地系统,形成等电位体。客运专线的列车运行速度为300～350km/h时,综合贯通地线的截面积至少为70mm2;速度为200～250km/h时,综合贯通地线的截面积最好选取35～50mm2,以满足综合贯通地线的接地电阻≤1Ω的要求。     

无碴轨道条件下ZPW-2000系列轨道电路传输特性关键参数的确定原则

在无碴轨道采取一定的绝缘措施前提下，ZPW-2000系列轨道电路传输特性关键参数（如钢轨参数、道床漏泄电阻等参数）的确定原则，是信号轨道电路能否适应客运专线无碴轨道的关键技术难题，对中国客运专线的建设具有深刻的现实意义。     

牵引变电所地回流影响因素仿真分析

研究目的:电气化铁路牵引网是一个单相含地不平衡网络,正常运行时就存在地中电流。变电所地回流过大说明牵引网回流不畅,电流不得不从钢轨漏泄至大地并从大地经变电所接地网返回变压器。变电所地回流过大,接地网存在过热烧损危险,还会使接地网及沿线钢轨电位过高,跨步电压增大,并对轨旁信号设备的运行安全产生威胁。本文使用开发的仿真软件,对直供牵引网地回流进行计算,并对比和分析牵引网不同结构和参数对地回流大小的影响。研究结论:(1)牵引网回流网络与大地回流的阻抗关系是影响牵引变电所地回流大小的主要因素,减小回流网络的阻抗、增大地回路的阻抗以及减小电流漏泄至大地的路径都有利于减小地回流;(2)对于没有架设回流线的牵引网,增设回流线是减小地回流的有效措施;(3)解决地回流过大问题,要让列车泄向钢轨的电流有通畅的路径返回变电所,避免断路和过长的迂回路径;(4)本研究结果可为牵引变电所地回流的分析以及预防治理地回流过大提供参考。     

牵引供电系统对埋地管道阻性耦合交流干扰建模及仿真

牵引供电系统对埋地管道阻性耦合干扰原理分析表明,埋地管道的管地电位主要受"钢轨—大地"回路传播常数的影响,由牵引供电系统的电气拓扑结构及其设计参数决定。在此基础上,运用CDEGS软件建立牵引供电系统对埋地管道的阻性耦合交流干扰模型,计算牵引供电系统的短路阻抗和埋地管道的管地电位,与传统Carson理论计算结果的对比验证了该模型的准确性。针对牵引供电系统特殊的电气拓扑结构,研究牵引变电所接地电阻、回流网阻抗和钢轨泄漏电阻在电力机车距牵引变电所不同位置时,对埋地管道管地电位的影响。结果表明:牵引变电所接地电阻越小,埋地管道距牵引变电所越近,其管地电位越高;与单线铁路相比,采用上下行钢轨横联方式的复线铁路,降低了回流网阻抗,也降低了埋地管道的管地电位;钢轨对地绝缘防护越好,钢轨泄漏电阻越大,埋地管道的管地电位越低。     

基于协同优化策略和人工蜂群算法的轨道电路邻线干扰防护研究

高速铁路车站运营场景复杂,易引发轨道电路邻线干扰,造成信号误解码和误显示,影响列车安全高效运行。基于空间耦合和传导耦合原理,根据高速铁路轨道电路特点和结构,分别建立传输线路阻抗平衡和不平衡条件下的复杂场景邻线干扰计算模型;考虑机车动态运行条件,完成最不利情况下邻线干扰量值的定量计算,并利用ANSYS平台完成计算结果的有限元仿真验证;针对邻线干扰还受到发送电平等级、补偿电容数量和容值、线路并行长度、道床电阻、分路电阻、线路间距等参数叠加和相互制约的影响,采用人工蜂群（Artificial Bee Colony,ABC）智能算法,提出基于多参数协同优化策略的邻线干扰防护对策,给出各参数相应最优取值及其对信干比（Signal-to-Interference Ratio,SIR）影响重要度。结果表明：邻线干扰量值超过车载机车信号灵敏度将导致解码错误;应用提出的防护对策对现场邻线干扰工程案例中线路并行长度和发送电平等参数进行优化,SIR可提升14.6 dB。研究结论可用于高速铁路轨道电路配置及优化实践,为防护邻线干扰提供工程参考和分析验证。