《25HZ相敏軌道電路分路不良探討》調(diào)研報告--周生龍

1、調(diào)研報告年 級： 2014 專 業(yè)： 鐵道通信信號 層 次： ?？?姓 名： 周生龍 遠程與繼續(xù)教育學(xué)院 2016年 4 月 15日北京交通大學(xué)調(diào)研單位評議表年級2014層次?？茖I(yè)鐵道通信信號姓名周生龍調(diào)研單位濟南鐵路局濟南電務(wù)段調(diào)研起止時間2016年3月20日2016年4月25日調(diào)研單位意見 調(diào)研單位蓋章 年 月 日北京交通大學(xué)調(diào)研報告成績評議表年級2014層次?？茖I(yè)鐵道通信信號姓名周生龍題目25HZ相敏軌道電路分路不良探討評閱教師意見成績評定： 評閱教師：年 月 日開 題 報 告題 目：25HZ相敏軌道電路分路不良探討報告人：周生龍 2016年2月29日一、選題的目的及意義軌道電路分路

2、不良問題是電務(wù)部門多年來的頑疾，也是歷年來安全生產(chǎn)專項整治的重點項目。據(jù)不完全統(tǒng)計，當(dāng)前全國鐵路存在約3.6萬段分路不良區(qū)段 ，這種區(qū)段由于無法完成列車占用檢查，會引發(fā)進路提前解鎖，引起道岔中途轉(zhuǎn)換，造成擠岔、脫線事故或列車側(cè)面沖突等事故，給鐵路運營帶來了安全隱患，嚴(yán)重影響了鐵路運輸效率，從信號聯(lián)鎖關(guān)系來講軌道電路分路不良應(yīng)視為聯(lián)鎖失效，這對鐵路運輸安全是一個重大的安全隱患。因此成為全路亟待解決的重大安全技術(shù)問題。二、調(diào)研的重點問題1，有關(guān)術(shù)語：通過對有關(guān)術(shù)語的調(diào)研，學(xué)習(xí)并掌握在工作中將會遇到的各種專業(yè)名詞以及相關(guān)的技術(shù)資料。2，主要的技術(shù)指標(biāo)：通過調(diào)研掌握各項技術(shù)指標(biāo)，明白測試數(shù)據(jù)是否符合標(biāo)

3、準(zhǔn)。3，測試項目及內(nèi)容：通過調(diào)研掌握需要測試的內(nèi)容我項目，以及日常巡視檢查、重點檢查、集中檢修的不同之處。三、調(diào)研方案及具備的條件1，調(diào)研方案本次調(diào)研活動我將通過理論與實踐相結(jié)合的方法來進行，將現(xiàn)有的有利資源進行整合，為調(diào)研活動的成功創(chuàng)造有利的條件。首先，通過查找資料以及詢問技術(shù)骨干將相關(guān)的術(shù)語弄懂，并對所需測試的項目及步驟有個大致的了解。其次，通過上網(wǎng)查找資料以及自行購買相關(guān)技術(shù)書籍，從理論上將測試方法學(xué)會，并學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)化得作業(yè)程序，為下一步的工作打下理論基礎(chǔ)。第三，通過實際上道作業(yè)，將理論落到實際工作中去，對于發(fā)現(xiàn)的問題及時進行整理，通過理論與實踐相結(jié)合的方法來增強對學(xué)到知識的記憶。2，具備

4、的條件首先，工區(qū)有25HZ相敏軌道電路，這為本次調(diào)研提供了良好的外部條件；其次，由于本工區(qū)距離車間較近，車間內(nèi)技術(shù)員的業(yè)務(wù)水平高，且熱心傳授業(yè)務(wù)知識，車間每周五舉行由業(yè)務(wù)骨干開展的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，為本次調(diào)研提供了良好的技術(shù)條件；再次，車間內(nèi)部學(xué)習(xí)氛圍濃厚，包括工區(qū)在內(nèi)無論是年輕的職工還是老職工對于業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)均充滿熱情，這為本次調(diào)研提供了很好的調(diào)研環(huán)境。四、調(diào)研工作的進度安排2015年12月30日2016年1月15日：確定調(diào)研的部門、調(diào)研的問提、調(diào)研提綱；2016年1月16日2016年2月29日：編寫調(diào)研的開題報告，并將調(diào)研報告提交指導(dǎo)老師；2016年3月15日2016年3月20日：根據(jù)指導(dǎo)老師的意見進

5、行整理開題報告，并開始調(diào)研；2016年3月20日2016年4月25日：通過理論結(jié)合實踐的方法對調(diào)研題目進行調(diào)研工作，并及時對出現(xiàn)的問題進行改正，且對調(diào)研進程進行整理；2016年4月25日2016年4月30日：完成調(diào)研報告的撰寫工作；2016年4月30日2016年5月5日：對完成的調(diào)研報告進行整理，并將最終整理好的調(diào)研報告打印、裝訂；2016年5月5日2016年5月10日：把裝訂好的調(diào)研報告交函授站。五、指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師： 年 月 日目 錄調(diào)研目的1調(diào)研方法1調(diào)研內(nèi)容及過程：11、產(chǎn)生軌道電路分路不良的原因11.1鋼軌軌面不清潔，軌面有雜物11.2車流量較少21.3 鋼軌軌面電壓31.4分路

6、電流41.5車輛自重比較輕41.6車輪的輪緣生銹或輪對有油、污漬42、軌道分路不良的危害和影響43、25Hz相敏軌道電路的電路組成原理及功能特性43.1 25Hz相敏軌道電路的電路組成原理43.2 25Hz相敏軌道電路的功能特性54、 目前解決軌道電路分路不良主要是采用3V化方式55、分路不良的解決措施66、工作中軌道電路分路不良區(qū)段故障處理案例及解決方法77、軌道電路分路不良區(qū)段綜合治理的幾點建議7參考文獻725HZ相敏軌道電路分路不良探討調(diào)研目的：25HZ相敏軌道電路分路不良整治對策與研究調(diào)研方法：深入現(xiàn)場，結(jié)合實際通過一系列的考察，和日常數(shù)據(jù)相對比，得出結(jié)論。調(diào)研內(nèi)容

7、及過程：軌道電路分路不良問題是電務(wù)部門多年來的頑疾，也是歷年來安全生產(chǎn)專項整治的重點項目，本文概述了軌道電路分路不良的概念、特點、類型并針對軌道電路分路不良問題的現(xiàn)狀及目前采取的措施做出介紹和分析，提出對策和建議，更好地為運輸生產(chǎn)安全服務(wù)。軌道電路是電氣集中車站用于反映列車占用或區(qū)段空閑的電氣設(shè)備。它通過列車輪對短路兩側(cè)鋼軌切斷電氣回路而反映列車占用該區(qū)段。如果分路不良，造成列車輪對不能可靠短路鋼軌即切不斷該區(qū)段的電氣回路，從信號聯(lián)鎖關(guān)系來講軌道電路分路不良應(yīng)視為聯(lián)鎖失效，這對鐵路運輸安全是一個重大的安全隱患。據(jù)不完全統(tǒng)計，當(dāng)前全國鐵路存在約3.6萬段分路不良區(qū)段 ，這種區(qū)段由于無法完成列車占

8、用檢查，會引發(fā)進路提前解鎖，引起道岔中途轉(zhuǎn)換，造成擠岔、脫線事故或列車側(cè)面沖突等事故，給鐵路運營帶來了安全隱患，嚴(yán)重影響了鐵路運輸效率，因成為全路亟待解決的重大安全技術(shù)問題。1、產(chǎn)生軌道電路分路不良的原因所謂軌道電路分路不良就是俗稱的“壓不死”、“丟車”、或“白光帶”，即：當(dāng)列車進入某一軌道區(qū)段時，對應(yīng)區(qū)段的軌道繼電器卻仍處在吸起狀態(tài)或時吸時落狀態(tài)，此時相應(yīng)的信號燈和控制臺上會錯誤的顯示綠燈和白燈，表明該軌道電路已失去了對軌道區(qū)段占用狀態(tài)檢查的功能。當(dāng)發(fā)生這樣情況時，列車司機和車站調(diào)度人員就會誤認為該區(qū)段內(nèi)無車占用，進行行車和辦理進路操作，從而造成列車沖撞、擠拈、脫軌等嚴(yán)重的行車事故。造成這一

9、現(xiàn)象的原因主要與以下因素有關(guān)。1.1鋼軌軌面不清潔，軌面有雜物鋼軌受外界環(huán)境影響較大，經(jīng)過分吹、日曬、雨淋及其他原因使線路鋼軌表面灰塵吸附水分在鋼軌表面會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成Fe(OH)3 ，薄膜氧化層，鋼軌極易生銹，如圖1-2、1-3。另外走行車輛較少的線路，特別是安全線、避難線、牽出線及工礦企業(yè)作業(yè)較少的鐵路線路，經(jīng)常出現(xiàn)鋼軌生銹的現(xiàn)象。在些貨場，裝卸粉塵散落在軌面或被機車車輛輪對帶到軌面上，再經(jīng)列車輪碾軋，軌面形成絕緣層，其效果同生銹的氧化層一樣，當(dāng)列車分路時使輪對與軌面的接觸電阻變大，從而使軌道電路出現(xiàn)分路不良。還有由于環(huán)境污染嚴(yán)重，或者旅客在途中扔下的雜物不慎落在鋼軌上，都會造成分路不

10、良的現(xiàn)象。按銹蝕程度，分路不良區(qū)段可分為輕度、中度和重度3種。圖1-1 經(jīng)過風(fēng)吹、日曬、雨淋及其他原因造成的分路不良圖1-2 裝卸粉塵散落在軌面容易造成分路不良1.2車流量較少鋼軌在自然狀態(tài)下，生銹是比較緩慢的。列車在高速行進中輪對與鋼軌間會產(chǎn)生摩擦，摩擦過程中就能清除掉軌面上的銹和污染。消除生銹和污染的程度取決于車流大小、車速高低。正線幾乎沒有生銹區(qū)段就是因為車流大、車速高的緣故，而在很少走車的側(cè)線或斜股便會產(chǎn)生大量分路不良區(qū)段，如圖1-3所示。圖1-3 很少走車的側(cè)線或斜股會產(chǎn)生大量分路不良區(qū)段1.3 鋼軌軌面電壓鋼軌軌面的氧化層及污染層(簡稱“小良導(dǎo)電層”)在恒定壓力條件下，呈現(xiàn)為“類放

11、電管”擊穿效應(yīng)，即：當(dāng)軌面電壓升高到一定程度，便會擊穿不良導(dǎo)電層，是軌道電路得以分路，從而達到解決軌道電路分路不良的目的，如圖1-4。經(jīng)過大量實驗及現(xiàn)場測試，吸取國外經(jīng)驗，結(jié)合軌道電路現(xiàn)狀，劃定了站內(nèi)軌道電路最小軌面電壓為3V、20V和80V 3個等級。圖1-4不同負載時輸出電壓變化曲線1.4分路電流鋼軌表面的不良導(dǎo)電層在電壓擊穿前表現(xiàn)為很高的阻抗，數(shù)歐姆，數(shù)百歐姆，甚至上千歐姆。電壓達到擊穿值后，電流瞬間增加，分路電阻降低，電流越大，電阻越小。當(dāng)分路電阻小于標(biāo)準(zhǔn)分路電阻，軌道電路能可靠分路；分路電阻大于標(biāo)準(zhǔn)分路電阻，就會分路不良。此時就必須增大分路電流，繼續(xù)燒結(jié)分路電阻，使其小于標(biāo)準(zhǔn)分路電阻

12、，從而達到分路的目的。1.5車輛自重比較輕在行車的速度較快時，會使車輪輪對對軌道電路壓不死，出現(xiàn)輕車跳動的現(xiàn)象，發(fā)揮不到分路的作用致使軌道電路分路不良。1.6車輪的輪緣生銹或輪對有油、污漬長期不運行或車站組織的列車和行駛頻率比較少的機車和車輛，都會因環(huán)境的原因產(chǎn)生車輪輪緣生銹使之與鋼軌接觸不良，產(chǎn)生軌道電路分路不良現(xiàn)象。機車輪對有油或污漬，也會導(dǎo)致軌道電路分路不良。軌道繼電器的額定電壓值比其實際電壓值低，由于送電端限流電阻較小，道床阻抗確較高，鋼軌的電阻較小。如果繼電器接點的調(diào)整不合適，絕緣或連接線不好等原因均可造成軌道電路分路不良。2、軌道分路不良的危害和影響1) 錯誤開放信號造成列車沖突。

13、車站值班員如果未確定進路空閑，錯誤開放信號，就會造成待接發(fā)車的列車或調(diào)車機車車輛與停留車輛發(fā)生正面沖突，就會與臨線侵限的車輛發(fā)生側(cè)面沖突。2) 道岔中途轉(zhuǎn)換造成列車脫軌。接發(fā)列車作業(yè)時，如果列車未出清進路上的某一道岔區(qū)段，該道岔區(qū)段因“壓不死”分路不良，車站值班員誤以為列車已出清，操縱該道岔轉(zhuǎn)換，造成列車脫軌。3) 提前操縱道岔造成調(diào)車作業(yè)中，機車車輛在運行中擠岔。4) 影響車站調(diào)車作業(yè)效率和增加車站值班員、調(diào)車作業(yè)人員的工作量。5) 嚴(yán)重阻礙新技術(shù)新設(shè)備的推廣使用。6) 加大了信號聯(lián)鎖設(shè)備的維修難度。7) 不能準(zhǔn)確表示占用情況，向占用的線路接車。8) 進路不能完全解鎖，造成遺留白光帶。3、2

14、5Hz相敏軌道電路的電路組成原理及功能特性  25Hz相敏軌道電路是我國于1978年開始仿蘇研制的,自1980年在石家莊III,IV場上道以來,在全路推廣使用,設(shè)備工作穩(wěn)定可靠。3.1 25Hz相敏軌道電路的電路組成原理在交流電氣化區(qū)段實現(xiàn)電碼化車站的股道和道岔區(qū)段采用雙扼流雙軌條相敏軌道電路。在不通過牽引電流的非電氣化軌道區(qū)段采用無扼流雙軌條相敏軌道電路。供電端器材包括:BE25扼流變壓器,限流電阻R,BG25供電變壓器,5A或10A保險。受電端器材包括:BE25扼流變壓器,BG25繼電變壓器,HF防護盒,JRJC型二元二位繼電器。3.2 25Hz相敏軌道電路的

15、功能特性1) 25Hz相敏軌道電路的接收端使用二元二位繼電器,在軌道電路長度不大于1200m情況下能確保調(diào)整、分路、斷軌三種狀態(tài)的檢查。2) 調(diào)整容易,不必對每段軌道電路進行相位調(diào)整。3) 具有可靠的相位及頻率選擇性、抗干擾能力強。4) 二元二位繼電器動作時間快,實現(xiàn)與高頻機車信息疊加容易且效果良好。5) 具有可靠的鋼軌絕緣破損防護,設(shè)備簡單,工作穩(wěn)定可靠便于維修。4、 目前解決軌道電路分路不良主要是采用3V化方式  在交流電氣化區(qū)段實現(xiàn)電碼化車站的股道和道岔區(qū)段采用雙扼流雙軌條相敏軌道電路。此種策略主要是通過降低受電端軌道變壓器變比提升軌面電壓。其系統(tǒng)原理在全站25Hz相

16、敏軌道電路室內(nèi)設(shè)備不變的基礎(chǔ)上,通過更換室外扼流變壓器和信號變壓器箱內(nèi)設(shè)備,提高軌面電壓至2-5V,擊穿半導(dǎo)體薄膜實現(xiàn)軌道電路分路特性的改善使軌道電路能夠有良好的分路。對于短軌道電路分路電阻有所提高但是對長軌道電路分路靈敏度提高不大。以電氣化區(qū)段四線制3V化25Hz相敏軌道電路疊加ZPW-2000(UM71)電碼化一送一受區(qū)段為例。 1) BE1-F:BE1-F型扼流變壓器適用于3化25Hz相敏軌道電路,其作用是提高軌道電路終端阻抗改善軌道電路的分路靈敏度;提高軌道電路抗?fàn)恳娏鞲蓴_的能力,改善由于脈沖干擾造成軌道電路“紅光帶”不足。用于電化區(qū)段,在增加調(diào)諧器,提高軌道電路抗干擾能力的基礎(chǔ)上,

17、保留并改善調(diào)諧器的設(shè)計,扼流變壓器增加第三線圈,與調(diào)諧器并聯(lián),諧振點置于25Hz和50Hz,使抗不平衡電化干擾達到100A以上,利用諧振提高了軌道電路終端阻抗,改善分路特性。送、受電端均采用諧振型扼流變壓器,用增加最少的軌道功率,最大限度地增高軌面電壓,擊穿氧化膜層,達到受電軌面3V左右及以上的電壓。2) BG25:送端軌道變壓器,適用于3V化25Hz相敏軌道電路中作為送電端供電變壓器。根據(jù)軌道電路的類型和不同長度,供以不同的電壓,使軌道繼電器可靠工作。3) 增加送、受電端軌道電阻,主要用來限制回路電流,增加軌道電路終端阻抗,提高分路靈敏度。4) BGK-130/25:受電端選用新研制的電抗變

18、壓器,可根據(jù)現(xiàn)場情況選擇變比,與送端軌道變壓器配合,調(diào)整軌道繼電器電壓。電抗變壓器穩(wěn)定了軌道電路的終端阻抗,提高了分路靈敏度,在軌道電路長的區(qū)段,限制了軌道繼電器電壓的增長,分路了干擾電流,同時可作斷軌檢查。5) QT-25:使用調(diào)相器在軌道電路受端調(diào)整相移,使繼電器軌道線圈電壓與局部線圈電壓之間有較好的相位差,在提高軌間電壓的同時,更進一步節(jié)約電能,并與電抗變壓器一起能更好的起到極性交叉的防護。3V化軌道電路,借鑒了日本軌道電路三伏化思路,結(jié)合目前國內(nèi)軌道電路的近況研制而成的,其主要優(yōu)點可大致總結(jié)如下: 1) 軌道電路分路靈敏度明顯提高; 2) 保留97型軌道電路工作的穩(wěn)

19、定性,利用計算機進行仿真計算,制定計算、模擬盤、現(xiàn)場安裝三個一致的調(diào)整表; 3) 整套系統(tǒng)在原有設(shè)備基礎(chǔ)上,只需更換室外扼流變壓器和信號變壓器箱內(nèi)設(shè)備,在不轉(zhuǎn)變室內(nèi)設(shè)備情況下,即可實現(xiàn)軌道電路分路特性的改善; 4) 新器材研制采用了各種措施,明顯的改善了軌道電路的分路特性,適用于25Hz相敏軌道電路區(qū)段; 5) 在單項器材的研發(fā)上充分考慮了其利舊和通用性; 6) 采用改善型自復(fù)式保險開關(guān)做軌道電路的熔斷器7) 系統(tǒng)電路成熟,符合“故障-安全”原則; 8) 可以實施積木化的施工改造,根據(jù)需要逐區(qū)段改造,施工簡單易行、節(jié)省投資。此種方式存在的不足:

20、 1) 使軌道繼電器和防護盒與軌道電路失配。2) 增大了電源功率,如軌道電路長度為100米,原軌道電路功率為2VA,提升軌面電壓后功率為20VA,軌道電路長度為1200米,原軌道電路功率為10VA,提升軌面電壓后功率為100VA,這樣將使既有的電源屏很難滿足要求。3) 機車信號短路電流減少一半。由于25Hz相敏軌道電路具有工作穩(wěn)定可靠,維修簡單和故障率低,抗干擾能力強等一系列的優(yōu)點,因此深受現(xiàn)場歡迎。由此該制式成為電氣化鐵路站內(nèi)軌道電路的首選。目前在我國電氣化鐵路上90%的車站都采用25Hz相敏軌道電路。5、分路不良的解決措施 1、軌道電路中軌面生銹的不良區(qū)段采用除銹及噴涂技術(shù)，解決

21、軌面生銹的問題。利用除銹機，對新鋪設(shè)的鋼軌及道岔進行除銹打磨、軌面涂防銹涂層，個別的短小區(qū)段可采用人工打磨除銹。同時車務(wù)部門在電務(wù)確定為分路不良區(qū)段，應(yīng)積極組織碾壓，不能組織碾壓的正線、渡線區(qū)段等，再由工務(wù)部門進行打磨。2、提高軌道電路的分路靈敏度，即提高二元二位軌道繼電器的落下值，進而提高返還系數(shù)。在二元二位軌道繼電器的線圈輸入端并聯(lián)接入監(jiān)控設(shè)備，采集軌道電路的電壓。當(dāng)監(jiān)控開關(guān)的輸入電壓值低于額定的數(shù)值時，就會切斷二元二位繼電器的局部電源，讓軌道繼電器落下。這樣在列車分路軌道電路時可以有效的提高二元二位軌道繼電器的落下電壓，通過調(diào)整軌道電路相位角，提高軌道繼電器的可靠工作性能。3、工區(qū)、車間

22、、試驗室建立軌道電路分路不良區(qū)段臺帳。建立軌道電路分路不良區(qū)段的信息反饋制度，便于維護、管理和使用部門隨時掌握軌道電路分路不良區(qū)段分布情況，重點布控。4、加強基層班組對軌道電路分路不良區(qū)段的巡檢工作。巡檢中發(fā)現(xiàn)軌道電路軌面生銹或被污染，應(yīng)及時測試軌道電路分路殘壓數(shù)值，做好測試記錄，并將資料上報上級主管部門；數(shù)值超標(biāo)的區(qū)段，登記運統(tǒng)一46，通知車務(wù)按有關(guān)文件辦理。5、施工和專項整治中，根據(jù)軌道電路不同制式的特點。在不違反設(shè)計、調(diào)整原則的前提下，將軌道電路分路靈敏度調(diào)整至最佳狀態(tài)。6、采用25HZ相敏軌道電路系統(tǒng)。對于站內(nèi)25HZ相敏軌道電路，在原來的25HZ相敏軌道電路的既有條件基礎(chǔ)上進行改進，

23、通過提高軌道電路送、受電端的軌面電壓來擊穿鋼軌表面不良導(dǎo)電層，增大鋼軌短路電流，擊穿后的接觸電阻降低。采用返還系數(shù)較高的電子接收設(shè)備，進一步降低整個軌道電路系統(tǒng)的功率，實現(xiàn)對室外防護盒電容漏電、內(nèi)部斷線、外部連接線斷線、鋼軌接續(xù)線接觸不良、鋼絲繩引接線接觸不良等所有導(dǎo)致軌面電壓降低后，不能擊穿不良導(dǎo)電層故障的防護。最終達到斷軌檢查的目的。此外，必須推出一種測試方法或標(biāo)準(zhǔn)，去規(guī)范軌道電路分路的測試方法，避免因測試方法與實際不符造成判斷不準(zhǔn)確。解決分路不良問題是一個浩大的工程，希望隨著科學(xué)技術(shù)的進步和計算機的普及，能夠更好的解決軌道電路分路不良問題。6、工作中軌道電路分路不良區(qū)段故障處理案例及解決方法濟南鐵路局寧陽東站IG1、XL1G、XL3G2G為分路不良區(qū)段，自2016年4月4日后一直無車通過，導(dǎo)致鋼軌生銹，當(dāng)56981次列車占用軌道時，不能可靠分路，造成機車信號不接碼。當(dāng)時的解決方法：1.工區(qū)對不走車造成鋼軌生銹現(xiàn)象，及時聯(lián)系車站對該類軌道電路區(qū)段進行檢查、確認，并按照規(guī)定進行登記明示，特別是提醒車站注意使用，減少此類故障信息的發(fā)生。2.加強分路不良區(qū)段的管理，。工區(qū)對已經(jīng)登記明示的分路不良區(qū)段，要按照規(guī)定要求加強現(xiàn)場檢查和測試分析，確保分路不良區(qū)段的管理到位。3.加強檢測設(shè)備分析瀏覽。充分利用微機監(jiān)測設(shè)備進行監(jiān)控觀察設(shè)