长控制电缆感应电对信号影响消除方法

    论文关键词：感应电 消除 位置信号 干扰

　　摘要：随着科技的发展，无人所的实现指日可待，无人所开关位置信号的正确也越来越值得关注，下面就消除感应电对开关位置信号干扰的消除，提出自己的见解，希望能起到抛砖引玉的效果，对兄弟单位的运行提供一定的帮助。

　　京沪线卞庄分区所、沙河集分区所在运行中偶尔会发出3001、3002分相隔开分合信息，但是询问电调电调未对开关进行操作。现场分相开关信号电缆过长（约1.6公里），且在经过跨河桥时与电务及其他电缆在保护线槽内共同铺设。

　　1控制信号回路通断的辅助开关断开时，误发分合信号产生原因分析

　　1.1控制电缆直流回路负母线存在两点接地或负母线间绝缘不良，使信号回路正负电源不经辅助开关导通，发出分合信号。

　　1.2控制电缆中存在感应电，致使信号回路负母线带电，感应电势随时间变化至负半波，满足二极管的工作条件时二极管对三极管发出脉冲信号，使连接在三极管发射极上的信号灯亮发出分合信息。

　　1.3控制电缆中信号回路负母线在辅助开关后串入交流电，其电势随时间变化至负半波，满足二极管的工作条件时二极管对三极管发出脉冲信号，使连接在三极管发射极上的信号灯亮发出分合信息。

　　2 误发分合信号原因查找

　　2.1 针对湖南科明绝缘不良报警值低的现象，将报警值调高后仍未报绝缘不良，由此基本可以排除信号电缆绝缘不良引起。

　　2.2 交流电串入原因排除，甩开分区所端控制、信号电缆，甩开贯通线供分相开关机构箱交流电源，将电缆对地放电后，测量信号电缆中仍有28V交流电，由此可以排除机构箱内交流电串入可能。

　　2.3 将电缆对地充分放电后，测量电缆绝缘芯线对地及线间绝缘电阻均大于2MΩ,由此可以排除绝缘不良，及其他交流电源串入，引起误发分合信号。

　　2.4 通过将以上三种原因排除后，可以断定信号电缆中串入的交流电为感应电。

　　3 感应电势计算公式

B为磁感应强度；Φ为感应磁通；N为感应线圈的匝数（因为是平直导线取1）；A为导线靠磁场侧半球面积

R为控制电缆距导线的距离（近的取7.85m远的取11.1m，因为受路基条件限制，波动范围在0.3m左右，因为开关都在正线所以侧面限界值取3.1m）

 为空气的磁导率，因为空气中磁感应强度和磁场强度基本相等，所以空气的磁导率取1  

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接触网末端并联机车运行时，上下行间电流关系见下图：

       _上行        I₁

        I₂                   I₁      

           _下行

                _S           

                             _I  

                      _L                                  

   _{双线路牵引网末端并联供电示意图}

   根据上图可以得出机车在供电臂上运行时，上下行间电流关系式：

　　根据上式将机车在区间运行时，上下行供电臂中通过的电流带入感应电计算公式，就可以得出机车通过时电缆中产生的感应电势。(当机车运行至分相处时，电缆中的感应电最大；距分相较远时，电流I₁  产生的磁场会抵消掉一部分，电缆中的感应电势相对较小)。

　　其他高压线路对控制电缆的感应电干扰同样按照上述内容，对复杂线路要综合进行考虑和计算。

　　3 常用消除控制电缆中感应电对信号影响的办法

　　3.1 在信号电缆负电回路串接电阻，通过电阻分压减弱施加在稳压二极管上的感应电压，消除感应电压对开关位置信号的干扰。

　　3.2 在信号回路的正负电源间接一个电容，利用电容隔直通交的特性，使信号回路正负电源间感应电势相同，从而使加在稳压二极管两端的交流电势相同，使稳压二极管不会再因正负电源回路的感应电势不同，误发分合信号。

　　4 两种方法比较

　　4.1方法一较简单，原理上只要找一个足够大的电阻（一般取经验值10KΩ）来分担回路中感应电势即可，但是因为反应开关变位时采用的设备不同而存在差异。目前采用的反应开关的位置信号的设备有光控开关、位置继电器等，无论是采用哪种设备都要考虑串接电阻与回路电阻的匹配即开关正常分合时，不能因串接电阻分压造成开关位置变位无法正常显示。当采用光控继电器时还要考虑到光控继电器内部连接在发光二极管回路的电阻，如果二极管对于工作电压要求较高时，串接电阻消除信号回路感应的方法就不可取了。

　　4.2 方法二相对于方法一来说更为可靠也更便于实施。电容量计算及其允许通过电流的相关公式如下：

　　通过上式可以看出选择的电容容量和C及U有关，通过电容的电流和U及X_C 有关。通过以上关系可以得出如下结论：光控继电器正负信号线间并联的电容容量可以随意选则，只要其耐压大于感应电压即可使用。为防止信号回路正母线与机构箱内的交流电源由于某种原因短接致使电容击穿，正负母线短路产生故障，要求并接电容器的耐压略高于机构使用的交流电压或者直接根据电缆的耐压选择相同耐压等级的电容进行并接，从节约费用方面考虑一般选择容量为1uf的电容器。

　　5 结束语

　　通过以上分析和处理方法的对比，建议今后处理类似问题无论从还是改造方面考虑，采用第二种方法，使所内和远动终端均能准确反应开关位置信号。

[1] 谭恩鼎、翟龙翔. 电工基础[M].北京：高等出版社，2001：81-85-87

[2] 杨玉菲.电气化铁道供电系统[M].北京：中国铁道出版社，2005：63-64   

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