电磁感应式计轴设备的常见干扰源与抗干扰方法研究

曲育德

（天津市地下铁道运营有限公司，天津 300000）

1 引言

在城市轨道交通轨道检测领域，最常使用的就是计轴设备，计轴设备通过在指定区段的入口和出口处各安装一套计轴器，当入口记录的车辆轴数（轮对数）和出口记录的车轴数不相等时，表明该区段有车辆占用；当车轴数相等时，表明该区段空闲。目前常用的计轴设备的类型主要有铁磁类计轴、电磁感应类计轴以及轴重感应型的计轴。本文将以目前全国地铁常用的AzLM型电磁感应式计轴设备为主，讲解一些常见的计轴干扰型故障以及其调整方法。

2 AzLM计轴系统简述

AzLM 系统是泰雷兹公司近几年在世界最新计算机技术、通信技术和传感器技术基础上开发的新型计轴系统，其技术和工艺引领世界先进水平。该系统由室内主机 ACE 和室外轨旁计轴点ZP30H 组成。轨旁计轴点包括轨道磁头传感器SK30H 和电子单元 EAK。室内主机与室外计轴点之间采用 ISDN 数据通信，且电源与数据可以共线传输。每台主机最多可以连接 32 个计轴点、监控 32 个区段，适用于一般区段和复杂站场。

该计轴系统室外轨道磁头，主要是采用了轮轴切割磁感线产生电压变化从而形成矩形波，最终实现轮轴计数功能的，所以对于此种原理的电磁感应型计轴设备，严格控制其周围一切电磁干扰源的干扰等级成为，控制系统稳定性的重要一环。

3 各类电磁干扰与处理方法的讨论

统计数据表明，国铁大部分计轴设备干扰故障是由雷害、电涌、过电压等电磁干扰造成的。虽然国内引进计轴技术已 10 年有余，并且在多个铁路局大面积应用，但电磁干扰问题仍未有效解决。电气化区段机车牵引电流干扰是以连续性、低强度为特征的电磁干扰，一般防雷元件对此无能为力。而相比城市轨道交通，虽然没有太多雷电灾害，但是同样存在室外区段和高架区段，并且城市轨道区间空间较小，不同系统的设备线缆电缆密集，同样存在很多潜在的干扰源。如何有效抑制这类干扰对计轴设备的危害，以及在无法彻底消除干扰源的情况下如何临时处理，下面将会详细进行分析与讲解。

3.1 电涌型干扰

这里所说的电涌主要是在列车驶过轨道区间，牵引与制动中产生的经过轨面的大电流，由电流产生磁场对计轴磁头的检测磁场进行中和导致计轴过程遭到干扰。而一般在这个过程中之所以会造成计数偏差主要是由于干扰磁场和检测磁场产生中和，使得系统误判为有车轮经过或者由于车轮经过产生压降变小系统无法识别，都将会导致计轴系统报警，如果最终运算失败则会产生计轴故障，影响列车正常运营。

对于此种干扰，首先对于在线路开通初期的调试过程中，电磁干扰测试是一定需要注意的，虽然目前国内外电磁感应式的计轴技术水平成熟，并且各项抗干扰参数明确，在和列车牵引制动厂家沟通过程中都有过相关的数据对比，并且，对于列车生产制造，尽量降低电客车在运行过程中产生的各项电磁干扰也是一直以来的一项课题。而对于计轴设备本身，对于计轴磁头的检测电压标准也为基于各项常规干扰制定的数值，而基于计轴检测磁场的原理，我们可以通过在设备允许范围内提升磁头检测标准电压的方式来提升检测磁场的强度，减弱干扰磁场叠加造成的波峰衰减，从而提高设备的抗电磁干扰能力。

3.2 异物侵限干扰

异物侵限，即是说在列车运行的轨行区内有异物存在，并且形成一定的干扰。一般此类干扰对于铁磁检测式的计轴设备影响比较大，而对于电磁式的计轴设备，由于电磁式的计轴设备是借由切割磁感线产生压降的原理计数的，所以只要异物无法完美垂直切割磁感线，一般无法形成会影响记录轴数的波形从而形成故障，不过不排除大型金属异物的特殊情况。

对于此种干扰，需要依赖平时每日巡道工作人员以及日常检修作业中对磁头周边区域进行检查，发现异物及时清理，在此不多赘述。

3.3 其他线缆磁场干扰

这里将其他系统设备线缆所产生的干扰统一称为其他线缆磁场干扰。这种干扰主要源于其他经过其他线缆的电流产生的磁场对计轴磁头检测磁场产生的场强叠加效应，而在众多现场设备周边其他线缆中，能产生最强电流的线缆即时是电力供电回流所使用的各型线缆，电力供电回流所产生的高压点电流大，其产生的干扰磁场自然会比较强，单论此种磁场对电磁感应式的计轴设备的影响是极大的。但是，在城市轨道建设过程中，对于此种干扰的发生一般情况下是都会予以考虑的，在电磁式的计轴磁头以及预算单元的安装过程中也是都会考量现场的电力回流线缆位置，进行相对应的调整。然而，当部分回流线产生回流不畅或者轨连线有松脱等情况发生时，产生超出日常运营供电输电正常电压电流时，很有可能会造成计轴干扰。

对于此类干扰，如果为临时的回流不畅、输电回流线缆松动导致的故障型大电流干扰，可以通过回复电力线缆完整度等方式消除干扰，并且在有发生过类似干扰的区段附近，日常检修作业时也需要加强检查，发现线缆问题及时解决。而对于确实的正常工作的线缆对计轴磁头产生的干扰，只能考虑改造，改变线缆位置，或者一般在建设完工的城轨区间中由于大面积的供电线缆无法轻易修改通过方式，只能修改计轴磁头的安装位点，尽量远离干扰源，或者在电力线缆外层加装防辐射层，以上方法皆能可行有效地应对线缆产生的电磁干扰对计轴磁头的影响。

这里仅针对AzLM型电磁感应计轴设备，通过以上讲解，可以看出，对于磁头干扰，影响最大的即是各类型的电磁干扰，这里给出相关实际设备的一些电磁干扰参数，仅供参考：

供电电缆发射：（150kHz-30MHz）10V，遵循 EN50121-4 标准 A

安装盒发射：（30MHz-1000MHz）10V，遵循 EN50121-4 标准 B

静电放电：8kV，遵循 EN50121-4 标准 A

电磁域（AM）：（80MHz-1000MHz）20V/m，遵循 EN50121-4 标准 A

电磁域（PM）：（895MHz-905MHz，1.89GHz± 10MHz）20V/m，遵循 EN50121-4 标准 A

脉冲：2kV，遵循 EN50121-4 标准 A

浪涌（供电）：2kV，遵循 EN50121-4 标准 A

射频传导骚扰：（150kHz-80MHz）10V，遵循 EN50121-4 标准 A

4 结束语

本文仅仅简单对电磁感应式的计轴设备的干扰进行了讨论，目前全国城市轨道交通所使用的计轴设备除了电磁感应式的计轴设备还有铁磁感应式的设备，以及目前处于新兴技术的重力感应轮轴计数等类型。计轴设作为检测轨道区段状态以及检测列车经过位点的重要设备，在列车控制信号系统中占有重要的地位，并且在目前轨道交通技术日益发展的当下，逐渐取代轨道电路成为线式控制模式下重要的轨道设备。希望本文能对正在处理计轴干扰故障的各位同仁产生一些启发。