ZPW-2000軌道電路鄰線干擾問題的分析和思考

徐國勝 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司電務(wù)部

軌道電路鄰線干擾是現(xiàn)場較為難處理的問題，造成干擾的因素比較多，往往需要花費(fèi)時間大量精力去排除才能找到并解決干擾源，本文針對一起典型案例進(jìn)行分析和思考，分析常見的鄰線干擾因素，并提出具體的解決對策措施。

1 問題現(xiàn)象

2020年7月14日，國鐵集團(tuán)綜合檢測車發(fā)現(xiàn)合武中繼4站5781G（1 700 Hz）有上行載頻2 600 Hz鄰線干擾，最高值為263 mV，如圖1所示。

圖1 合武中繼4站5781G 2 600 Hz干擾

通過微機(jī)監(jiān)測調(diào)閱回放2020年綜合檢測車數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)5781G一直都有2 600 Hz干擾，但前期干擾值均低于150 mV影響不明顯，為此，利用天窗對5781G現(xiàn)場室內(nèi)外設(shè)備調(diào)查復(fù)核，深入分析查找故障點(diǎn)。

2 原因分析

2.1 查找具體干擾點(diǎn)

5781G共20個補(bǔ)償電容，從干擾曲線和ZPW-2000A應(yīng)用原理分析，補(bǔ)償電容處干擾值最大，為此現(xiàn)場復(fù)測20個補(bǔ)償電容處本身載頻1 700 Hz電壓及2 600 Hz干擾電壓，如表1所示。

表1 5781G 20個補(bǔ)償電容處自身電壓及干擾電壓

從表中可以看出，第19個電容處載頻為2 600 Hz的干擾電壓最大，為305 mV。

2.2 干擾源的查找與確定

（1）判斷干擾區(qū)段和室內(nèi)外。斷開鄰線區(qū)段5802G的主備發(fā)送盒斷路器，在室外5781G的C19補(bǔ)償電容處測試2 600 Hz干擾電壓0 mV，因此確認(rèn)干擾源為5802G。在室內(nèi)甩開5802G的送端電纜，在室外5781G的C19處測試干擾電壓為0 mV（未甩開前干擾電壓是305 mV）；關(guān)閉5781G的主備發(fā)送盒斷路器，在室外5781G的C19處測試感應(yīng)電壓，感應(yīng)電壓為305 mV，因此判斷干擾通道不在室內(nèi)。

（2）判斷是否為電纜原因。室外甩開5802G發(fā)送端的調(diào)諧匹配單元的E1E2，C19處測試干擾電壓為0 mV，判斷干擾通道不在分線盤至室外5802G發(fā)送端間；室外甩開5781G發(fā)送端的E1E2，C19處測試干擾電壓為60 mV，排除因電纜使用不規(guī)范造成的干擾。

（3）檢查是否通過扼流變耦合。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)5802G與5790G的扼流變在同一坐標(biāo)處，甩開扼流變塑封線后測試5781G-C19的干擾電壓基本無變化,測試5781G扼流變在線阻抗達(dá)標(biāo)36.2Ω、5802 G扼流變在線阻抗達(dá)標(biāo)32.6Ω,排除扼流變耦合干擾通道。測試5802G極阻抗與零阻抗分別為560 mΩ和40 mΩ，5781G極阻抗與零阻抗分別為398 mΩ和45.4 mΩ，在維規(guī)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，但為了排除確實不是因為器材導(dǎo)致的原因，對5781G和5802G送電端PT盒進(jìn)行了更換，更換前后無測試無變化，因此排除調(diào)諧匹配單元阻抗不達(dá)標(biāo)引起的干擾。

（4）調(diào)查兩軌道區(qū)段坐標(biāo)重合區(qū)。現(xiàn)場測量5781G與5802G軌道區(qū)段鋼軌的重合坐標(biāo)位置為5781G-C13至5781G-C20間，5781G的C13與5802G的發(fā)送端在同一坐標(biāo)區(qū)域，對該區(qū)間補(bǔ)償電容進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)C13、C14、C15、C16干擾電壓降低，C17、C18、C19、C20干擾電壓升高，由此推測干擾通道在5781G-C16至5781G-C17間（見表2）。

表2 短路5802G測試5781G干擾電壓

確認(rèn)干擾通道所在位置后，現(xiàn)場重點(diǎn)排查5781G-C16至5781G-C17間外部環(huán)境，發(fā)現(xiàn)5781G-C17附近有4根直徑約150mm左右的鋼管橫穿過軌，造成過軌鋼管、道床、上下行線路間之間的電感耦合，該耦合使得被擾線路中等效串聯(lián)接入了電壓源，從而測試到干擾電壓，其原理如圖2所示。

圖2 電感耦合原理圖

3 問題解決

經(jīng)查該鋼管為前期施工已留下，并有相應(yīng)的用途，不可拆除，根據(jù)其特性，只能采取一定方法降低電磁電感耦合感應(yīng)電壓、減低干擾幅度，為此對鋼管做接地防護(hù)，在該坐標(biāo)處上下行線路路肩，利用石墨對鋼管進(jìn)行接地，如圖3示。

圖3 石墨對鋼管做接地防護(hù)

對接地處理前后情況進(jìn)行對比，測試發(fā)現(xiàn)干擾最嚴(yán)重的5781G-C19處干擾電壓明顯降低，由接地前地干擾電壓305 mV，降低至接地后的干擾電壓73 mV，干擾問題得到有效解決。

4 常見的干擾因素及解決對策

4.1 兩種常見的干擾因素

（1）多線并行同向線路間的鄰線干擾。多線并行時同向線路間鄰線干擾量必然是同頻的干擾，地面和車載都會錯誤接收，因此在施工初期就需要關(guān)注同向多線并行是否符合標(biāo)準(zhǔn)，從源頭上消除干擾源。

（2）鋼軌單側(cè)接地造成的影響。該情況會造成軌道電路兩軌的對地不平衡造成干擾，其產(chǎn)生的原因很多，也是實際中遇到最多的情況，比如電力架空安全地線與線路一條鋼軌直接相連，完全橫向連接或電力吸上線處、扼流變或空心線圈與鋼軌連接線其中一端接觸不良，橋梁鋼結(jié)構(gòu)與線路單根鋼軌連接接地，紅外線軸溫探測鋼軌安裝件損壞、通過管線造成鋼軌接地等等，這些因素在實際問題排查處置中都需要考慮到。

4.2 鄰線干擾處置對策措施

在發(fā)生干擾的時候，首先需要確認(rèn)查找干擾源及干擾途徑，對癥下藥才能事半功倍。

（1）確認(rèn)干擾源-關(guān)閉鄰線發(fā)送器。在被干擾區(qū)段軌面上持續(xù)測量干擾頻率短路電流，逐段關(guān)閉與干擾信號相同載頻區(qū)段的發(fā)送器，當(dāng)某區(qū)段發(fā)送關(guān)閉時，干擾信號發(fā)生消失或明顯降低，則證明該區(qū)段為干擾來源。

（2）確認(rèn)干擾途徑-排除電纜干擾。甩掉被干擾區(qū)段發(fā)送端室外電纜時，測試點(diǎn)處的干擾短路電流消失或明顯降低，可確定串頻與被干擾區(qū)段發(fā)送端電纜有關(guān)。

（3）確認(rèn)干擾途徑-排除傳導(dǎo)干擾。拆除被干擾區(qū)段的橫向連接線、地線，測試點(diǎn)處的干擾短路電流不發(fā)生變化則串頻與傳導(dǎo)無關(guān)。

（4）確認(rèn)干擾途徑-耦合干擾。較大的鋼軌對地不平衡等同于鋼軌單側(cè)接地，成為引入鄰線干擾的主要原因。

（5）降低耦合干擾方式。確保干擾源區(qū)段的調(diào)整正確，電纜補(bǔ)償、功出電平正確，對干擾源區(qū)段送端電壓相對高的可根據(jù)區(qū)段的實際長度情況，采取削弱分路功能降低功出電平的方法處置。

5 結(jié)束語

由于鄰線干擾具有較強(qiáng)的隱蔽性，是信號設(shè)備隱患中較難處置的類型，對職工的業(yè)務(wù)技能具有較高的要求。因此現(xiàn)實中要堅持超前防范、預(yù)防為主，采取有力措施，盡量防止干擾發(fā)生，為此，建議做好三個方面工作：一是加強(qiáng)器材源頭管理，嚴(yán)把器材上道關(guān)，從設(shè)備源頭盡量杜絕調(diào)諧匹配單元零阻抗、極阻抗超標(biāo)問題。二是加強(qiáng)施工源頭管控，在施工配合、圖紙審核前期，深入分析研判可能造成的干擾源。三是完善電特性測試手段，加強(qiáng)典型案例的教育培訓(xùn)，掌握問題查找處置的方法，及時解決安全隱患。