摘　要　探討了直流電力牽引的整流原理及諧波成分。通過現(xiàn)場動(dòng)態(tài)測(cè)試,分析了直流電力牽引不平衡電流對(duì)軌道電路的影響。單列列車運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的諧波成分及牽引不平衡電流對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的影響都在允許的范圍之內(nèi)。

　　關(guān)鍵詞　地鐵,信號(hào)系統(tǒng),電磁干擾,諧波,不平衡電流

　　車輛的電力牽引系統(tǒng)多采用軌道作為其回流線,與軌道電路利用同一對(duì)鋼軌傳輸電能和信息。盡管從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工程技術(shù)(回流線、平衡棒、迷流網(wǎng)、軌旁選頻)等環(huán)節(jié)做了許多防范,然而,直流電力牽引對(duì)軌道電路信息是否具有干擾以及干擾機(jī)制尚無定論。上海軌道交通1、2、3號(hào)線均采用直流電力牽引方式,與我國電氣化鐵路的交流電力牽引有很大的不同。直流電力牽引對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的電磁干擾研究作為一個(gè)新的課題,值得研究探討。

　　1　牽引供電方式

　　上海軌道交通的直流1500V牽引供電系統(tǒng)采用“浮空”供電方式(即正、負(fù)極均不接地)。圖1為地鐵牽引供電系統(tǒng)示意圖。其中,牽引變電所正極→接觸網(wǎng)(圖中線1)→車輛負(fù)載(圖中線2)→輪對(duì)→軌條→回流線(圖中線3)→牽引變電所負(fù)極(圖中線4),構(gòu)成供電系統(tǒng)主回流。另外,由于鋼軌直接敷設(shè)在整體道床中(整體道床中預(yù)制鋼筋組成排流網(wǎng)),鋼軌對(duì)地并非完全絕緣而形成迷流(圖中線5),經(jīng)迷流收集網(wǎng)和二極管回流到牽引變電所的負(fù)極,以減緩洞體和道床中鋼結(jié)構(gòu)骨架的電化腐蝕。

　　接觸網(wǎng)1500V“直流”電壓波動(dòng)范圍為1400~1800V,且時(shí)有突變;

　　列車制動(dòng)時(shí)逆變反饋電壓增幅近100V;

　　接觸網(wǎng)直流電流波動(dòng)范圍為0~1400A,與列車運(yùn)行關(guān)系密切。減速滑行不耗能,且時(shí)有逆變反饋電壓;

　　接觸網(wǎng)交流電流波動(dòng),峰峰值近100A,其諧波能量應(yīng)予以特別關(guān)注。

　　測(cè)試結(jié)果說明,接觸網(wǎng)電壓、電流隨列車狀態(tài)而有明顯變化。它們產(chǎn)生的相對(duì)高能諧波成分可能會(huì)隨機(jī)地介入到地鐵信號(hào)傳輸系統(tǒng)的頻帶內(nèi)。

　　3　牽引電流不平衡對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的影響

　　兩側(cè)軌道阻抗的不平衡會(huì)造成牽引電流在兩軌條上流過不相等的電流值,從而在軌間形成不平衡電壓差ΔV=V左軌條-V右軌條。該電壓差和軌道電路信號(hào)疊加,其諧波極有可能干擾軌道電路信號(hào)的正常傳輸。

　　4　結(jié)語

　　直流電力牽引方式對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的影響,主要來自其非理想直流中的交流成分所產(chǎn)生的諧波和牽引電流的不平衡。它產(chǎn)生的諧波成分,可能會(huì)隨機(jī)地介入到地鐵信號(hào)傳輸系統(tǒng)的頻帶內(nèi),對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的傳輸造成影響。它的交流成分也可產(chǎn)生牽引電流的不平衡,從而影響信號(hào)系統(tǒng)的傳輸。

　　對(duì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)獲得的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)諧波成分及牽引不平衡電流對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的影響都在允許的范圍內(nèi)。然而,測(cè)試過程中只使用了一列車,這和實(shí)際運(yùn)營時(shí)的情況是不同的。因此在實(shí)際運(yùn)營環(huán)境下,直流電力牽引對(duì)信號(hào)傳輸系統(tǒng)會(huì)不會(huì)產(chǎn)生影響還有待進(jìn)一步研究。

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