高速铁路牵引电流谐波及其对轨道电路影响分析

• 作 者: 徐浩
• 出 处: 北京交通大学
• 发表日期: 2016年01期
• 关键词: 高速铁路 轨道电路 不平衡电流 谐波 拟合曲线

随着近年来高铁、重载铁路迅速发展,动车组机车得到广泛应用。与既有线机车采取不同传动系统的动车组不仅牵引功率有了很大的提高,产生的谐波分布特性也发生了变化,使得保障列车运行安全的信号系统特别是轨道电路设备所处电磁环境更加复杂。高速铁路的谐波问题日益突出,轨道电路设备受谐波电流干扰发生故障的案例屡有出现,严重影响了高铁的正常运营。目前对高速铁路谐波问题的研究主要集中在谐波电流对铁路牵引供电系统的影响,针对信号系统的谐波干扰方面的研究比较少,因此,亟待对高速铁路谐波特性进行深入研究,对信号工作频带内谐波电流提出限值,保障轨道电路可靠工作。在此背景下,本论文在分析牵引谐波电流来源与对轨道电路的干扰原理的基础上,参考标准CLC/TC50238-2:2010给出的谐波分析方法对稳态牵引电流的谐波分布特性进行分析,得出稳态谐波电流的谐波比例的分布与变化规律,论文的主要工作包括：首先根据系统指标和需求,完成牵引谐波测试系统的构建,能够对牵引电流谐波进行数据采集与数据分析。对测试系统采集数据的准确度进行了检验,证明系统能够对谐波电流精确测量。其次,基于LabVIEW开发平台设计数据处理软件,能够实现数据的回放、谐波的时域分析与频域分析、谐波分布特性分析并将分析结果存储记录。之后利用设计的测试系统在铁路现场完成测试,依据数据处理软件对采集到的海量数据进行处理、分析与结果记录。通过对稳态牵引电流的处理结果的统计分析,得出谐波电流在信号工作频段与非工作频段的谐波分布特性。最后,依据谐波比例与总电流之间的相关性,运用曲线拟合理论针对不同车型的动车组机车建立谐波比例预测模型,初步预测了在牵引电流很大的情况下轨道电路信号工作频带的谐波电流情况,对比标准CLC/TC50238-2:2010与TB/T3073,给出了满足牵引供电与轨道电路的兼容性的谐波电流限值的一些建议。