浅谈 50Hz 工频对电务设备的干扰

发表时间:2021/4/20   来源:《科学与技术》2021年1月第2期   作者:张先锋
[导读] 50Hz工频对电务设备干扰频繁发生,通过检测车提供的检
        张先锋
        中国铁路济南局集团有限公司青岛电务段   山东青岛  266000
        摘要: 50Hz工频对电务设备干扰频繁发生,通过检测车提供的检测数据即可证明这一点。由于工频干扰会对电气设备和电子设备造成干扰,导致设备运行异常,给运输安全带来极大安全隐患。
        关键词:  工频干扰  整治
        电力机车由接触网供电,在电气化区段,信号设备时常会受到50Hz的工频干扰。本文通过典型案例的现场处理,分析干扰产生的原因及查找方法。
        1   工频干扰查找困难
        工频干扰是由频率为50Hz电源而引起的一种干扰。主要表现为信号测量时出现了不应有的正弦波,从而对电气设备和电子设备造成干扰,导致设备运行异常,存在较大安全隐患。
        1.1  工频干扰只能通过列车检测发现。现场没有工频干扰的检测设备,出现干扰问题时无法通过现场检查发现,处理好后也只能通过检测车验证。
        1.2  工频干扰出现的原因众多,往往在特定情况下出现,具有不确定性。站内道岔轨道区段采取“分支并联”一送一受轨道电路结构,牵引回流通道长、数量多,且通道上的众多设备都会因为干扰而产生影响,当出现问题进行查找时,难以确定导致问题出现的准确点。
        1.3  安全制度制约,影响隐患查找。安全规章规定,非天窗点内不得上道作业。高速铁路天窗时间安排在半夜至凌晨时间内,由于线路上没有动车组运行,牵引电流干扰不易测出来。而且在动车组运行时,干扰现象出现时间较短,基本上都是在特定情况下出现工频干扰,查找相对困难。
        电务、工务、电力的设备出现异常,都有可能导致出现问题,而反映在对信号设备的工频干扰上。
        典型案例分析
          2.1  莒南北站工频干扰案例分析
        检测发现莒南北站下行反向出站存在工频干扰且幅值较大,正向下行进站没有。
        
        图1     莒南北站干扰波形图
        出现干扰区段为莒南北站3-5DG。针对该轨道区段出现的干扰情况。组织对各种绝缘、扼流变压器中心连接板螺丝、空心线圈连接线紧固情况检查,对并联分支线、等阻线安装规范问题等常见施工遗留问题进行检查。检查测试发现5号道岔密检器杆件绝缘安装错误,存在单边短路现象,处理后工频干扰消失。
        
        图2  莒南北站检测列车验证确认图
        2.2  蒙山站工频干扰案例分析
        蒙山站上行咽喉正、反向进站岔区出现干扰,且幅度较大,干扰图如下
        
        图3   蒙山站正向进站岔区干扰图
        
        
        图4    蒙山站反向进站岔区干扰图
        出现干扰区段为蒙山站2-4DG。在干扰区段测试等阻线电流时,发现同时测量2根等阻线时电流不叠加反而出现减小,不符合常规,对单根等阻线电流测试时发现相差10mA,对电流小的等阻线进行了更换。现场对蒙山站内相关区段的连接线,等阻线、绝缘、两端的吸上线都进行了检查,对松动的连接线塞钉进行了紧固处理;进一步检查发现2#道岔J3处有1个开口销过长,导致道岔绝缘单边短路,处理后测试结果表明各部电流测试正常。前期异常现象都已消失,干扰问题消除。
        
        图5    蒙山站正向验证正常图
        
        图6    蒙山站反向验证正常图
        3  工频干扰原因分析及防护措施
        钢轨牵引回流不平衡,是导致工频干扰的主要原因之一。多种原因都有可能导致牵引回流不平衡,在现场处理时应注意以下几点:
        3.1  及时准确测试站内各种绝缘,防止绝缘单边破损引起牵引回流不平衡。
        3.2  定期检查扼流变压器各部螺丝紧固情况,防止扼流变压器螺丝松动。螺丝松动会形成一个接触电阻,产生压降,造成回流不平衡。定期测试等阻线电流,检查塞钉头紧固情况,发现不良及时处理。
        3.3  定期检查地线连接情况,防止电阻超标。如转辙机、扼流箱外壳等设备的安全地线与电缆的屏蔽等。
        3.4  注意观察工务、电力等单位设备的变化情况,防止其变化引起牵引电流不平衡。
        通过对典型干扰问题的查找分析,可以看出,影响工频干扰的主要原因就是牵引回流的不平衡,而造成牵引回流不平衡的原因又是各种各样的,线路上的任何一处异常现象,都有可能造成影响,在处理时,要多看、多测,要和正常情况下的测试数据进行对比,发现异常仔细分析,引起异常的原因就是造成干扰的主要原因。
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