軌道電路分路不良的原因及解決方案

淺談軌道電路分路不良據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，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(huì)引發(fā)進(jìn)路提前錯(cuò)誤解鎖，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(yùn)營帶來了安全隱患，嚴(yán)重影響了鐵路運(yùn)輸效率，已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(jìn)入某一軌道區(qū)段時(shí)，對(duì)應(yīng)區(qū)段的軌道繼電器卻仍處在吸起狀態(tài)或時(shí)吸時(shí)落狀態(tài)，此時(shí)相應(yīng)的信號(hào)燈和控制臺(tái)上會(huì)錯(cuò)誤的顯示綠燈和白燈，表明該軌道電路已失去了對(duì)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(shí)，列車司機(jī)和車站調(diào)度人員就會(huì)誤認(rèn)為該區(qū)段內(nèi)無車占用，進(jìn)行行車和辦理進(jìn)路操作，從而造成列車沖撞、擠拈、脫軌等嚴(yán)重的行車事故。造成這一現(xiàn)象的原因主要與以下因素有關(guān)。

1．1鋼軌面生銹及污染

鋼軌是軌道電路的重要組成部分，列車分路就是通過作用于鋼軌來實(shí)現(xiàn)的。鋼軌在露天狀態(tài)下，其表面灰塵吸附水分在鋼軌表面會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成Fe(OH)3，薄膜氧化層。在—些貨場，裝卸粉塵散落在軌面或被機(jī)車車輛輪對(duì)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(shí)使輪對(duì)與軌面的接觸電阻變大，從而使軌道電路出現(xiàn)分路不良。按銹蝕程度，分路不良區(qū)段可分為輕度、中度和重度3種。

1．2車流量

鋼軌在自然狀態(tài)下，生銹是比較緩慢的。列車在高速行進(jìn)中輪對(duì)與鋼軌間會(huì)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?yàn)檐嚵鞔?、車速高的緣故，而在很少走車的?cè)線或斜股便會(huì)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“類放電管”擊穿效應(yīng)，即：當(dāng)軌面電壓升高到—定程度，便會(huì)擊穿不良導(dǎo)電層，使軌道電路得以分路，從而達(dá)到解決軌道電路分路不良的目的。經(jīng)過大量試驗(yàn)及現(xiàn)場測試，吸取國外經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合當(dāng)前軌道電路現(xiàn)狀，劃定了站內(nèi)軌道電路最小軌面電壓等級(jí)為3V、20V和80V3個(gè)檔級(jí)。

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(dá)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(huì)分路不良。此時(shí)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，從而到達(dá)分路的目的。術(shù)條件。

2．具備高分路靈敏度，分路靈敏度按照0．25n設(shè)計(jì)。

3．通過接收端的調(diào)整配置，使接收器落下門限與鋼軌接收端3V對(duì)應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鋼軌最小電壓的檢查防護(hù)，提高了系統(tǒng)的安全性，能夠解決包括鋼軌接續(xù)線接觸不良、引接線接觸不良、諧振設(shè)備電容漏電、諧振設(shè)備斷線等，所有可能導(dǎo)致軌面電壓下降到3V以下而喪失擊穿能力的故障防護(hù)。

4．軌道電路設(shè)汁中考慮了對(duì)鋼軌斷軌的檢查，能夠?qū)崿F(xiàn)雙端扼流均有外部連接條件下的斷軌檢查功能。

5．利用既有系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成，便于實(shí)施改造。

3．1．3系統(tǒng)構(gòu)成

1．非電化區(qū)段，主要設(shè)備包括：25Hz相敏軌道電路接收器(GX?J-25A／B／C)、通用軌道變壓器(CZ?BGT)、調(diào)整電阻等。

2．電化區(qū)段，主要設(shè)備包括：25Hz相敏軌道電路接收器(GX?J-25A／B／C)、通用軌道變壓器(GZ．BGT)、扼流變壓器(BEI(UI))、室外相敏防護(hù)盒(HFW-1)、調(diào)整電阻、可調(diào)電阻等。

3．1．4主要設(shè)備

1．25Hz相敏軌道接收器。采用高可靠數(shù)字處理技術(shù)，可同時(shí)處理2路軌道信號(hào)，對(duì)2段軌道區(qū)段進(jìn)行占用、空閑狀態(tài)檢查。設(shè)備采用雙機(jī)互為冗余的方式。根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可分為如下3種(見表1)。

2．HFW-1型相敏室外防護(hù)盒。用于電化區(qū)段，與扼流變壓器的信號(hào)側(cè)并聯(lián)，構(gòu)成在失諧條件下的高阻抗，提高工作頻點(diǎn)25Hz的阻抗。

3．BET型通用型扼流變壓器。自身構(gòu)成在失諧條件下的高阻抗，提高工作頻點(diǎn)25Hz的阻抗。同時(shí)利用形成50Hz串聯(lián)諧振低阻抗，提高對(duì)工頻50Hz的防護(hù)能力。

4．GZ。BGT型通用軌道變壓器?？商娲?7型相敏軌道電路中的BC2-130／25變壓器，并將功率提高1倍。

5．可調(diào)電阻。用于電化區(qū)段的軌道電路接收端，可穩(wěn)定接收端阻抗、調(diào)整接收端電壓以及實(shí)現(xiàn)隔離。

6.調(diào)整電阻。用于非電化區(qū)段的送受端和電氣化區(qū)段的受端。

3．2多特征脈沖軌道電路

多特征脈沖軌道電路是在我國高壓不對(duì)稱脈沖軌道電路基礎(chǔ)上，吸收近年來法國高壓脈沖軌道電路技術(shù)而設(shè)計(jì)的一種具有多種信息特征的脈沖軌道電路。該軌道電路充分利用輸出瞬間功率極高(近萬瓦，100V，100A)的特點(diǎn)，完成對(duì)站內(nèi)腐蝕較嚴(yán)重軌道區(qū)段銹層、污染物的擊穿作用，從而實(shí)現(xiàn)列車的良好分路。主要應(yīng)用于中度和重度污染的軌道區(qū)段。

3．2．1技術(shù)條件

1．軌道電路長度：800m(O．6Ω?km)，1050m(1Ω?km)

2．軌面最小電壓≥20V

3．最小短路電流≥20A

4．分路靈敏度0．15Ω

5.最大消耗功率140W

6．系統(tǒng)返還系數(shù)50％

3．2．2技術(shù)特點(diǎn)

1．軌面瞬間功率最大能夠達(dá)到近萬瓦，符合解決分路不良的技術(shù)條件。

2．功耗低。每個(gè)軌道電路平均消耗功率80w。軌道電路采用脈沖信號(hào)作為傳輸信號(hào)，其占空比僅為1％，因而軌道電路功率消耗較低。

3．軌道電路的功率消耗與列車占用與否、軌道電路負(fù)載變化無關(guān)，僅取決于其脈沖發(fā)送器內(nèi)部儲(chǔ)能電容器的儲(chǔ)能大小。

4．脈沖信號(hào)的“不對(duì)稱”特性，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。正脈沖(峰頭)的電壓幅值遠(yuǎn)大于負(fù)脈沖(峰尾)，同時(shí)正脈沖的寬度遠(yuǎn)小于負(fù)脈沖的寬度，因而系統(tǒng)對(duì)于牽引電流、移頻信號(hào)及絕緣破損等有很強(qiáng)的防護(hù)能力。

5．系統(tǒng)采用了4種脈沖頻率，增加了軌道電路的特征信息量。6．充分考慮現(xiàn)場供電方式的多樣性(室內(nèi)供電、室外25Hz、50Hz供電)，能夠適應(yīng)各種環(huán)境，方便現(xiàn)場改造。

3．2．3系統(tǒng)構(gòu)成

1．非電化區(qū)段，主要設(shè)備包括：GZ?FNM型多特征脈沖室內(nèi)發(fā)送器、GZ?FWNM型多特征脈沖室外發(fā)送器、GZ?JT型通用接收器、GZ?SM型脈沖衰耗器、GZ?TF型通用發(fā)送托盤、GZ?XJT型通用接收組匣、GZ?BGMC型脈沖軌道變壓器。

2．電化區(qū)段，主要設(shè)備包括：GZ?FNM型多特征脈沖室內(nèi)發(fā)送器、GZ?FWM型多特征脈沖室外發(fā)送器、GZ?JT型通用接收器、GZ?SM型脈沖衰耗器、GZ?TF型通用發(fā)送托盤、GZ?XJT型通用接收組匣、BEM型扼流變壓器、HFW-D型脈沖室外防護(hù)盒。

3．2．4主要設(shè)備

1．GZ?FNM型多特征脈沖室內(nèi)發(fā)送器和GZ?FWM型多特征脈沖室外發(fā)送器。采用高可靠的數(shù)字電路來產(chǎn)生周期性的脈沖信號(hào)。多特征脈沖室內(nèi)發(fā)送器可采用“N+1”冗余方式，室外發(fā)送器—旦故障，可通過安裝在室內(nèi)的報(bào)警記錄儀進(jìn)行報(bào)警。兩種設(shè)備均適用于電化和非電化區(qū)段。

2．GZ?JT型通用接收器?？赏瑫r(shí)接收8路脈沖信號(hào)，通過對(duì)8路信號(hào)的頻率、幅值和極性判斷，完成8路軌道區(qū)段占用、空閑狀態(tài)的檢查，并動(dòng)作相應(yīng)軌道繼電器。通用接收器可采用“1+1”雙機(jī)并聯(lián)冗余方式。

3．GZ?SM型脈沖衰耗器。用于接收端脈沖信號(hào)電壓的調(diào)整、模擬電纜的補(bǔ)償調(diào)整以及移頻信號(hào)的防護(hù)。提供了衰耗入電壓、軌入電壓、軌出電壓、GJ(z)(主機(jī)軌道繼電器輸出)電壓、CJ(B)(并機(jī)軌道繼電器輸出)電壓及GJ(軌道繼電器)電壓等測試塞孔，并給出軌道占用或空閑的狀態(tài)指示。

4．GZ?BGMC型軌道變壓器。用于軌道電路的調(diào)整，同時(shí)完成鋼軌與信號(hào)電纜的匹配連接。用在非電氣化區(qū)段的送、受電端。

5．BEM型扼流變壓器。用于鋼軌與信號(hào)電纜的匹配連接，導(dǎo)通牽引電流。其信號(hào)側(cè)并聯(lián)的BZE型扼流阻抗補(bǔ)償器用于對(duì)牽引電流防護(hù)。用在電氣化區(qū)段的送、受電端。

6．HFW-D型脈沖室外防護(hù)盒。與利舊BEl、BE2、BET型扼流變壓器配套使用，用于對(duì)牽引電流的防護(hù)。

25Hz相敏軌道電路(UI