[发明专利]用于铁路电气化区段的牵引回流平衡装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于铁路电气化区段的牵引回流平衡装置，同时还涉及一种基于该装置的牵引回流平衡方法，属于铁路信号技术领域。

背景技术

铁路是国家交通运输命脉，铁路信号系统是指挥、控制列车运行的系统，是保障铁路运输安全和高效有序运行的关键设备。在铁路信号系统中，检查区段占用/空闲的轨道电路是整个信号系统的关键基础设备，直接关系信号系统的安全、可靠工作。

铁路电气化区段设有牵引变电所，牵引回流由牵引变电所送至接触网，列车通过受电弓与接触网连接得到牵引电源。列车在使用牵引电源时，产生了宽频谱的谐波电流。该电流随列车泄流轮接至钢轨，并通过钢轨回牵引变电所。这种钢轨上的谐波电流即为牵引回流。随着铁路运输事业的快速发展，列车重量及列车速度的增加，电力机车的牵引回流随之增加。两条钢轨的牵引回流因不平衡会对轨道电路和车载设备造成干扰，尤其对轨道电路的传导性干扰最为严重。如果不采取一定的防护措施，不但会影响轨道电路的正常工作，而且会引发车载设备故障导致刹车。

为解决牵引回流对轨道电路的干扰问题，一般采取如下措施：一是轨道电路要有一定的抗不平衡干扰能力。如25Hz相敏轨道电路的技术标准中就要求其抗不平衡电流为60A。二是采用等阻抗的钢轨连接线，即在较长的那根钢轨连接线中，绕入部分铜芯，使两根钢轨连接线的电阻相等。三是调整漏泄电阻，如清洗道床、更换钢轨下的绝缘垫片等，努力保持钢轨回流的对地泄流的平衡性。但在道岔区段，因道岔结构等原因，钢轨阻抗的不平衡是无法调整的。这样会存在一些弊端：一是增加维护工作量。在弯道地段，因外侧钢轨磨损比内侧钢轨严重，磨耗下来的导电屑渣较多，造成对地的电阻必然减小，引起牵引回流不平衡。因此需要经常清理道砟等工作，加大了工作量。二是不平衡存在盲目性。在道岔区段由于道岔结构等原因，钢轨阻抗不可能相等。即使将钢轨连接线阻抗设计为相等，结果仍然是不可能使牵引回流相等的。牵引回流所引起的干扰依然存在，甚至还会提高钢轨回流的不平衡程度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种用于铁路电气化区段的牵引回流平衡装置。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种基于上述装置的牵引回流平衡方法。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种用于铁路电气化区段的牵引回流平衡装置，包括不平衡测试模块和阻抗调整模块；所述不平衡测试模块连接在扼流变压器牵引圈的两端，所述阻抗调整模块连接在钢轨与扼流变压器牵引圈之间；

所述不平衡测试模块采集钢轨中的牵引回流，对采样数据进行分析，显示牵引回流的不平衡度以及阻抗调整建议；所述阻抗调整模块根据所述阻抗调整建议调整阻抗，使不平衡度达到最小。

其中较优地，所述不平衡测试模块包括电流采集单元、电流分析单元和数据显示单元；

所述电流采集单元连接扼流变压器牵引圈的两端，所述电流分析单元分别与所述电流采集电元和所述数据显示单元相连接；

所述电流采集单元采集钢轨中的牵引回流并将采样数据发送至所述电流分析单元，所述电流分析单元对所述采样数据进行分析，得出不平衡度曲线以及阻抗调整建议；所述数据显示单元显示阻抗调整建议以及不平衡度曲线。

其中较优地，所述阻抗调整模块为具有多档调整阻抗的钢轨连接线。

其中较优地，所述钢轨连接线为四根，分别连接在信号接收设备和/或信号发送设备的扼流变压器牵引圈的两端。

一种用于铁路电气化区段的牵引回流平衡方法，包括如下步骤：

采集钢轨中的牵引回流；

对采样数据进行分析，得出不平衡度以及对钢轨连接线的阻抗调整建议；

根据所述阻抗调整建议调整钢轨连接线的阻抗，使所述不平衡度达到最小。

其中较优地，所述不平衡度为扼流变压器牵引圈两端的电流差值。

其中较优地，对所述采样数据进行频谱分析，针对车载设备频带范围内的分量进行提取分析，从而判定频带内干扰量。

其中较优地，在调整钢轨连接线的阻抗时，对信号发送设备和/或信号接收设备两端的钢轨连接线的阻抗分别进行调整。

本发明所提供的用于铁路电气化区段的牵引回流平衡装置及其方法，在不影响钢轨牵引回流通畅的前提下，可以实现铁路电气化区段钢轨牵引回流的平衡调整，减小钢轨牵引回流的不平衡度，提高了轨道电路和车载设备的工作可靠性。

附图说明

图1为本发明所提供的牵引回流平衡装置的工作原理示意图；