[其他]零磁通式電氣化鐵道鋼軌回流自動手衡裝置

無效

• 申請號: 87207584
• 申請日: 1987-05-05
• 公開（公告）號: CN87207584U
• 公開（公告）日: 1988-08-17
• 發明（設計）人: 吳運熙;樊建元;劉大可
• 申請（專利權）人: 北方交通大學
• 主分類號: B61L1/18
• 分類號: B61L1/18
• 代理公司: 鐵道部科技情報所鐵路專利咨詢服務中心
• 代理人: 祝桓

零磁通式電氣化鐵道鋼軌回流自動平衡裝置主要應用于電氣化鐵道信號控制系統。適用于電氣化區段25Hz系列軌道電路（25Hz交流計數軌道電路和25Hz相敏軌道電路），利用電磁兼容技術以自動減小鋼軌中牽引回流不平衡對軌道電路的干擾影響。

目前電氣化鐵道在解決鋼軌中牽引回流和軌道電路信息共用傳輸通道問題時采取的措施是，在軌道電路發送端和接收端各設置了一個軛流變壓器。如附圖1所示，軛流變壓器1由牽引電流線圈2和信號電流線圈3組成。鋼軌中的牽引回流經牽引電流線圈及其中心抽頭流入相鄰軌道電路區段7。而信號電流通過軛流變壓器的信號電流線圈依差模方式耦合到軌道電路接收端。此系統只有在兩條鋼軌4和5中的牽引回流完全平衡時，才能消除鋼軌中牽引回流對軌道電路的影響。但實際上，由于鋼軌、鋼軌接續線和軛流變壓器線圈阻抗的不對稱性，道碴泄漏的不平衡和牽引電流場本身的不對稱性，兩條鋼軌中的牽引回流總是不平衡的，因此就會對信號設備產生干擾，引起工作不穩定，甚至誤動，影響行車安全和運營效率。

本實用新型的目的是根據自適應理論和相關理論及零磁通原理，利用頻分手段，提供一種能使兩條鋼軌中的牽引回流自動趨于平衡的裝置。

本實用新型是這樣實現的，在原有的軛流變壓器的次級增設源繞組和反饋繞組兩組線圈，由高通濾波器和相位延遲線組成的頻率相位適配器及功率放大器與源繞組和反饋繞組級聯組成閉合回路。鋼軌中不平衡回流在零磁通軛流變壓器的鐵芯中產生的磁通和軌道電路信息產生的磁通均在源繞組中產生感應電壓，通過頻率相位適配器阻斷了軌道電路信息產生的磁通能量的通路，而將鋼軌不平衡回流產生的磁通能量通過功率放大器放大后送入反饋繞組，反饋繞組在零磁通軛流變壓器的鐵芯中便產生一個反相磁通，它抵消了不平衡鋼軌回流產生的磁通能量，從而使得信號線圈中只耦合出有用的信號，大大減少了鋼軌不平衡回流對軌道電路的干擾影響。

本實用新型不同于目前采用的鋼軌回流平衡的靜態措施（如改善鋼軌接續線的接觸阻抗和接觸網塔桿的接地方式等）和裝置，它對鋼軌中的牽引回流進行動態調整，這樣將大大減小鋼軌中的不平衡電流，進而減少對軌道電路的干擾，保證地面信號設備和機車信號設備的穩定性和可靠性，確保行車安全，提高運營效率。

附圖1為現有電氣化鐵道鋼軌回流平衡裝置電路結構圖。其中1為軛流變壓器，2為牽引電流線圈，3為信號電流線圈，4和5為鋼軌軌條，6為鋼軌絕緣，7為相鄰軌道電路區段。

附圖2為本實用新型的電路結構圖。其中1為軛流變壓器，3為信號電流線圈，8為源繞組，9為反饋繞組，10、11、12、13、14為外接端子，15為高通濾波器，16為相位延遲線，17為功率放大器。

附圖2所示為本實用新型的一個實施例。它在零磁通軛流變壓器1的次級除了有信號電流線圈3以外，還增設了源繞組8和反饋繞組9兩組線圈。其中源繞組線圈匝數為40匝，反饋繞組線圈匝數為400匝，由高通濾波器15和相位延遲線16組成頻率相位適配器，它和功率放大器17與源繞組和反饋繞組級聯組成閉合回路。高通濾波器15是巴特沃斯高通濾波器，其級數可為7，采用有源運算放大器件。相位延遲線16由RC網絡或變參延遲線集成電路片構成。功率放大器17采用大功率高反壓功率放大器，其功率根據現場軌道中回流不平衡情況和要求而定。

實施的技術關鍵是頻率相位適配器，牽引電流及其諧波在50Hz以上，對于25Hz系列的軌道電路，其通帶可選在40Hz以上，但普通濾波器帶來的相位失真使反饋繞組的信號波形與源繞組產生的信號波形不同，這將不能抵消不平衡牽引回流產生的磁通，故需進行相位適配。裝置中各部的參數依據軌道制式來具體確定。