铁路供电系统抗干扰研究的论文

[论文关键词]铁路 电力 远动终端 干扰 [论文摘要]研究分析电磁干扰产生的原因、特点及干扰对电力远动系统的影响，从设计的角度对铁路电力远动监控系统进行抗干扰分析研究。 抗干扰设计是电力远动监控系统安全运行的一个重要组成部分，在研制综合自动化系统的过程中，如果不充分考虑可靠性问题，在强电场干扰下，很容易出现差错，使整个电力远动监控系统无法正常运行或出错误（误跳闸事故等），无法向站场和区间供电，影响铁路行车安全。 一、电磁干扰产生的原因及特点 （一）传导瞬变和高频干扰 1．由于雷击、断路器操作和短路故障等引起的浪涌和高频瞬变电压或电流通过变（配）电所二次侧进入远动终端设备，对设备正常运行产生干扰，严重还可损坏电路。2．由电磁继电器的通断引起的瞬变干扰，电压幅值高，时间短、重复率高，相当于一连串脉冲群。3．铁路电力供电中，特别是现代高速铁路对电力要求都比较高，一般都是几路电源供电，母线投切转换比较频繁，振荡波出现的次数较多。 （二）场的干扰 1．正常情况下的稳态磁场和短路事故时的暂态磁场两种，特别是短路事故时的磁场对显示器等影响比较大。2．由于断路器的操作或短路事故、雷击等引起的脉冲磁场。3．变电所中的隔离开关和高压柜手车在操作时产生的阻尼振荡瞬变过程，也产生一定的磁场。4．无线通信、对讲机等辐射电磁场对远动终端会产生一定的干扰，铁路中继站通常会和通信站在一处，通信发射塔对中继站电力远动终端设备的干扰比较大。 （三）对通信线路的干扰 1．铁路变电所远动终端的数据由串口通信经双绞线进入车站通信站，再经过转换成光信号沿铁通专用通信光缆送至电力远动调度中心，遥信和遥控数据在变电所到通信站的过程走的是电信号，由于变电所高低压进出线缆很多，远动终端受的干扰比较大。2．中继站一般距铁路都比较近，列车通过时的振动对远动终端设备有一定的干扰。 （四）继电器本身原因 继电器本身可能由于某种原因一次性未合到位而产生干扰的振动信号，或负荷开关、断路器、隔离开关等二次侧产生振动信号。 二、干扰对电力远动系统的影响 无论交流电源供电还是直流供电，电源与干扰源之间耦合通道都相对较多，很容易影响到远动终端设备，包括要害的CPU；模拟量输入受干扰，可能会造成采样数据的错误，影响精度和计量的准确性，还可能会引起微机保护误动、损坏远动终端设备和微机保护部分元器件；开关量输入、输出通道受干扰，可能会导致微机和远动终端判断错误，远动调试终端数据错误远动终端CPU受干扰会导致CPU工作不正常，无法正常工作，还可能会导致远动终端程序受到破坏。 三、抗干扰设计分析 （一）屏蔽措施 1．高压设备与远动终端输入、输出采用有铠装（屏蔽层）的电缆，电缆钢铠两端接地，这样可以在很大程度上减小耦合感应电压。2．在选择变电所和中继站电力设备时尽量选设有专门屏蔽层的互感器，也有利于防止高频干扰进入远动终端设备内部。3．在远动终端设备的输入端子上对地接一耐高压的小电容，可以有效抑制外部高频干扰。 （二）系统接地设计 1．一次系统接地主要是为了防雷、中性点接地、保护设备，合适的接地系统可以有效的保障设备安全运行，对于断路器柜接地处要增加接地扁铁和接地极的数量，设备接地处增加增加接地网络互接线，降低接地网中瞬变电位差，提高对二次设备的电磁兼容，减少对远动终端的干扰。2. 二次系统接地分为安全接地和工作接地，安全接地主要是为了避免工作人员因设备绝缘损坏或绝缘降低时，遭受触电危险和保证设备安全，将设备外壳接地，接地线采用多股铜软线，导电性好、接地牢固可靠，安全接地网可以和一次设备的接地网相连；工作接地是为了给电子设备、微机控制系统和保护装置一个电位基准，保证其可靠运行，防止地环流干扰。3．由于高低压柜本身都是多都是采用镀锌薄钢板材料，本身也有屏蔽作用，将高低高柜都可靠接地。4．远动终端微机电源地和数字地不与机壳外壳相连，这样可以减小电源线同机壳之间的分布电容，提高抗共模干扰的能力，可明显提高电力远动监控系统的安全性、可靠性。 （三）采取良好的隔离措施 1．为避免远动终端自身电源干扰采取隔离变压器，电源高频噪声主要是通过变压器初、次级寄生电容耦合，隔离变压器初级和次级之间由屏蔽层隔离，分布电容小，可提高抗共模干扰的能力。2．电力远动监控系统开关量的输入主要断路器、隔离开关、负荷开关的辅助触点和电力调压器分接头位置等，开关量的输出主要是对断路器、负荷开关和电力调压器分接头的控制。3．信号电缆尽量避开电力电缆，在印刷远动终端的电路板布线时注意避免互感。4．采用光电耦合隔离，光电耦合器的输入阻抗很小，而干扰源内阻大，且输入/输出回路之间分布电容极小，绝缘电阻很大，因此回路一侧的干扰很难通过光耦送到另一侧去，能有效地防止干扰从过程通道进入主CPU。 （四）滤波器的设计 1．采用低通滤波去高次谐波。2．采用双端对称输入来抑制共模干扰，软件采用离散的采集方式，并选用相应的数字滤波技术。 （五）分散独立功能块供电，每个功能块均设单独的电压过载保护，不会因某块稳压电源故障而使整个系统破坏，也减少了公共阻抗的相互耦合及公共电源的耦合，大大提高供电的可靠性。 （六）数据采集抗干扰设计 1．在信息量采集时，取消专门的变送器屏柜，将变送器部分封装在RTU内，减少中间环节，这样可以减少变送器部分输出的弱电流电路的长度。2．遥信由于合闸一次不到位或由于二次侧振动而产生的误遥信干扰信号，并且还会产生尖脉冲信号，也可能对遥信回路产生干扰误遥信号。 （七）过程通道抗干扰设计 （八）印刷电路板设计。在印刷电路板设计中尽量将数字电路地和模拟地电路地分开；电源输入端跨接10～100μF的电解电容。 （九）控制状态位的干扰设计 （十）程序运行失常的抗干扰设计 （十一）单片机软件的抗干扰设计 （十二）对于终端至通信站的数字通信电缆加穿钢管，特别是穿越其他电力电缆时，避免和其他电力电缆等同沟敷设并保持一定的交叉距离。 （十三）对于特殊的变（配）电所或区间信号站的环境 （十四）提高远动信息传输的可靠性，在电力调度中心和远动终端之间建立出错重发技术直到住处确认信息为止。

对中间站调车作业的分析与探讨李林贵（朔黄铁路原平分公司 运输生产部 山西省原平市 034100）摘要：针对目前中间站调车作业安全的特点，找出调车作业中存在的隐患，采取针对性措施，有效控制调车作业环节，最大限度消除调车隐患。关键词：中间站 调车作业 隐患 措施 Analysis and Discussion of Switching Work at Intermediate Depot Li Lingui, ( Yuanping Branch Company of Shuohuang Railway, Transportation and Production Dept., Yuanping City, Shanxi Province, 034101) Abstract: Aiming at the characteristics of switching work at intermediate depot at present, this paper is to find out the hidden danger of switching work, take pertinence measures, control the link of this work effectively and dispel hidden danger farthest. Key words: Intermediate depot; Switching work; Hidden danger; Measures调车工作是铁路运输生产的重要组成部分，是实现列车编组计划、列车运行图、加速车辆周转，质量良好地完成运输生产任务的重要环节，尤其是中间站调车作业安全是铁路安全关注的重点、难点。随着朔黄铁路列车密度增加，中间站调车作业的干扰会越来越大，因此必须大力加强调车工作组织和安全控制。1.中间站调车作业的特点（1）调车作业安全涉及面广中间站的调车作业，基本上涉及到车站所有线路的使用。在运输系统中，通常按照作业将安全分类为列车安全、调车安全、人身安全、货物安全等，而几乎每一个安全方面，都和调车作业有关联。而且在调车作业中，有可能发生调车事故，也可能发生列车事故，从事故的性质看，可能造成一般事故，也可能造成大事故。例如，切割（穿越）正线的调车作业，可能发生与接发冲突，从而诱发列车事故。在车务系统人身安全事故中，机车、车辆伤害占多数，调车作业机车车辆的移动、解体等都需要调车人员直接参与。作业中，调车人员还需携带有关设备，例如铁鞋、信号旗（灯）、紧固器、简易制动阀等，对于调车人员的人身安全极为不利。（2）调车作业逐渐增大 2005年朔黄铁路原平分公司管内12个中间站共产生调车作业1785批4778勾161956辆，较2004作业量增加15％，并且作业类别涉及有编组调车、取送调车、摘挂调车等主要作业，随着施工、装卸路料等车辆调动的增多，下步的情况更要复杂。（3）作业人员调车素质不高。中间站由于调车作业量小,约80％的中间站未设专职调车组人员，都由助理值班员兼任的，而中间站约90％助理值班员及70％的行车人员没有调车工作的经验，调车作业技能普遍较差。（4）中间站专用调车设备相对薄弱中间站采用电气集中以后，正常的接发列车作业已经通过信联闭装置以及机车三项设备给予了足够的控制，设备正常情况下的事故发生率明显降低。但在调车方面，除了准备进路时，可以利用设备进行外，其它作业从设备上无法进行有效的控制。如穿越正线的调车作业，若未按《站细》规定及时停止，设备联锁不能保证接发车作业的安全；停留车辆发生溜逸，造成冲突或破坏接发车进路也不能从设备上给予足够的控制。同时从技术作业来讲，在中间站站场设计时，偏重于接发列车，线路的配置主要从接发列车方面考虑，大部分中间站没有有利于调车作业的牵出线，没有足够的隔开设备等等。目前中间站调车最大的问题就是切割正线作业，在多数中间站，几乎每批作业都有可能切割正线，尤其是本务机作业为突出，可能还要经常办理越站调车，势必增加行车与调车间的干扰，不安全因素难以消除。（5）车站地理位置不够理想朔黄铁路原平分公司有6个中间站处于曲线地段，12个中间站都处于坡道地段，在站内停留车辆的防溜措施基本上是靠人来保证，从设备上讲，没有根本解决的措施。同时由于曲线上作业对了望及信号确认造成了很大的困难。2.当前中间站调车作业存在的隐患（1）对调车作业安全重要性缺乏足够的认识。相对于整体车务系统来讲，有的中间站在调车方面，基本没有发生过事故，再加上一些中间站，调车作业量相对较少，从而造成一些车站无论是从管理人员还是职工，缺乏忧患意识，对调车作业不够重视，作业中易产生违章违纪现象。（2）从行车工作总量分析，调车工作占比较少，调车业务虽然在理论方面，可以通过死记硬背等方式进行强化，但在实做方面，缺乏锻练机会，造成实际作业能力有很大的欠缺，对规章的理解、运用一知半解，作业中有很大的盲目性。（3）绝大多数车站，没有配备固定调车机，作业以本务机车为主，虽然使用附有车站平面示意图的调车作业通知单，但在熟悉线路、车、机配合等方面有一定的差距。利用本务机车作业，机车在变，操作人员在变，具体作业中，相互联系的依据单纯就是规章制度，而不同的人对于规章理解存在一定的差距，因此，在作业中就可能诱发一些不利因素。（4）多数中间站没有配备足够的夜间照明设施，再加上目前配备的手信号灯照距有限，从而造成夜间作业时，了望距离不够等问题的发生。3.保证调车作业安全的对策（1）以针对性的措施强化人的素质。一是搞好事故案例教育，对调车作业中的违章违纪行为进行分析，吸取教训。二是从练精兵的目的出发，加强中间站职工的学习和实做演练，尤其是要结合本站的作业实际，突出重点，加强职工交流。三是改变中间站的业务学习和演练方法，不能局限于本职名的范畴，学习面应拓展，把职工培养成每个工种都能拿的起放得下的多面手。（2）强化调车作业中的干部盯岗，强调盯岗干部作用的发挥，要盯全面，抓重点。首先，上岗要了解参与调车人员的思想状态，保证每一位参与作业人员，没有任何思想情绪上岗作业，其次是认真检查调车组人员的服装备品。第三要认真检查调车作业计划的编制是否合理、完整。（3）认真做好计划预想。在每批作业传达后，要组织调车人员进行计划预想，除明确计划内容、人员分工外，重点确定防溜人员，对本批作业特性、关键点、注意事项、可能存在的隐患，都加以明确，保证每一位参与作业人员都能心中有数。（4）把好作业中关键。一是计划关；二是进路关；三是防溜关，强化作业中防溜措施的采取以及加强作业后防溜措施的检查；四是速度关；五是切割正线关，必须按照《站细》规定的时机，停止影响列车时进路上的调车作业；六是安装使用简易放风阀。（5）认真执行调车联控。有平调灯显设备车站充分利用该设备的通话功能来实现现场作业的控制；无该项设备的车站，采取以“指路调车”为主，以“问路调车”为辅的调车联控方式，加强班组内互控、他控、自控，严格落实“没有联控不排进路，没有防溜不准动车”的规定，切实发挥调车联控的作用。（6）严格落实分公司调车作业防“挤、脱、撞”的“十不准”要求，即①穿越正线调车作业，站长或副站长不上岗不准调车作业；②不准抢勾作业；③未“手指、眼看、口呼”确认信号开放正确，不准动车；④、不准排短进路调车（神池南除外）；⑤分段办理进路，不准先近后远；⑥不准预排、抢排、储存进路；⑦道岔转换不到位，不准盲目操纵设备；⑧未通知调车组，不准擅自取消调车进路；⑨机车、车辆动态不清、位置不明，不准盲目操纵设备；⑩原进路返回时，不准办理与返回进路相关的其他进路或操纵相关道岔；从而实现作业中的过程控制。（7）落实防溜措施，做到“四严格”。①严格铁鞋管理—落实“五号制”，即铁鞋编号、存放对号、使用按号、用后消号、交接点号；②严格防溜措施—执行“双鞋双闸制”，即中间站保留车辆拧紧车列两端各2辆车辆的手制动机，并对两端各以2只铁鞋牢靠固定。③严格防溜检查—执行“两检制”，即各中间站站长、神池南站值班站长要亲自确认防溜措施到位，每班必须现场检查防溜两次，并在站长日志内做好记录，遇天气不良时要加大巡视力度。④严格防溜撤除—落实“三控制”，即做好防溜措施撤除的自控、互控、他控工作，防止列车拉铁鞋或未松闸开车。（8）认真进行作业后的总结。作业完毕后，作为管理人员尤其是盯岗人员，要及时组织作业人员对作业情况进行总结，对于作业中存在的问题，一定要旗帜鲜明地指出，拿出整改措施，不断消除隐患，弥补不足。

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