軌道電路分路不良的原因及其解決處理辦法

1、!-淺談軌道電路分路不良據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前全國(guó)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(yíng)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

2、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(chǎng)，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

3、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)檐嚵鞔蟆?車速高的緣故， 而在很少走 車的側(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(jiǎn)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(chǎng)測(cè)試， 吸取 國(guó)外經(jīng)驗(yàn)， 結(jié)合

4、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3 V、20 V和80 V 3個(gè)檔級(jí)。14 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。2 解決軌道電路分路不良的具體措施軌道電路分路不良是一個(gè)世界性的問題， 各國(guó)根據(jù)自己的國(guó) 情都采用了不同的方法，主要分 “軌道電路方式 ”和“非軌道電路方式 ”

5、2種。非軌道電路方式主要包括有計(jì)軸式、堆焊及噴涂等；軌道電路方式包括脈沖式、3 v 化等。針對(duì)我同站內(nèi)電氣化區(qū)段以 25 Hz 相敏軌道電路為主， 非電 氣化區(qū)段以 480 軌道電路為主的情況， 主要介紹采用基于軌道電 路解決分路不良的具體措施方法。1提高送、受電端的阻抗。通過在送、受電端增加諧振電路，提高送、受電端的阻抗，最終達(dá)到提高軌面電壓的目的，即 利用高電壓擊穿鋼軌的不良導(dǎo)電層。2提高軌道電路系統(tǒng)的功率。在提高軌面電壓的同時(shí)，必須保證分路電阻上的電流滿足設(shè)計(jì)要求， 這樣才能保證接觸電阻小于標(biāo)準(zhǔn)分路電阻。3采用高返還系統(tǒng)的電子接收器。進(jìn)降低整個(gè)軌道電路系統(tǒng)的功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)室外防護(hù)盒電容漏電

6、、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(hù)。4采用脈沖式軌道電路。 通過周期性的觸發(fā)儲(chǔ)能電容放電， 形成周期不對(duì)稱脈沖信號(hào)，占空比約 100:1，鋼軌上瞬間功率最大能夠達(dá)到近萬瓦（100V、100A）,利用其瞬間功率達(dá)到擊穿不良 導(dǎo)電層的目的，從而解決軌道電路分路不良。3 具有解決分路不良功能的軌道電路系統(tǒng)25 Hz結(jié)合國(guó)情，借鑒國(guó)內(nèi)外在解決軌道電路分路小良問題上的經(jīng)其中 25 Hz 相驗(yàn)，研制開發(fā)了具有解決分路不良功能的軌道電路系統(tǒng)： 相敏軌道電路 （UI 型 ）和多特征脈沖軌道電路系統(tǒng)。敏軌道電路 （U

7、I 型）主要適用于輕度腐蝕的分路不良區(qū)段，其鋼軌 軌面電壓為3v檔；多特征脈沖軌道電路適用于中度和重度腐蝕的分路不良區(qū)段，其鋼軌軌面電壓為20 V檔和80 V檔。3.1 25Hz 相敏軌道電路 （UI 型）25 Hz相敏軌道電路（UI型）,是針對(duì)既有存在分路不良的25Hz 相敏軌道電路區(qū)段，且適用于輕度污染的區(qū)段。該系統(tǒng)充分 體現(xiàn)出技術(shù)有效、易于實(shí)施、改造經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。3 11 技術(shù)條件1軌道電路長(zhǎng)度：電氣化區(qū)段，700 m(0 . 6Q ?km)、1000m（1. 0Q ?km；非電氣化區(qū)段，800m(0 . 6 Q ?km、1000m(1 . 0Q ?km)2. 軌面最小電壓3V受端軌面3

8、v對(duì)應(yīng)室內(nèi)接收器落下門3 .最小短路電流 4 A4.分路靈敏度 0. 25Q5.最大消耗功率 165 W( < 1200 m)3. 1. 2 技術(shù)特點(diǎn)1. 具備大電流和高電壓輸出能力，符合解決分路不良的技術(shù)條件。2.具備高分路靈敏度，分路靈敏度按照0. 25 n 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 3 V 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

9、實(shí)現(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 13 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： 25 Hz 相敏軌道電路接收器(GX?丄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. 25 Hz 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

10、、 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(chǎng)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)25 Hz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)25 Hz的阻抗。同時(shí)利用形成50 Hz串聯(lián)諧振低阻抗，提高對(duì)工頻 50 Hz的防護(hù)能力。*1聲血相敏埶道搭收器結(jié)構(gòu)卿型呂外形尺寸Anm備注長(zhǎng)咼GK- J-35A16549L68安全型繼曲器結(jié)構(gòu)GX-1-256165150JFJC6S/ 345型二元二fe繼電器結(jié)構(gòu)GX-J-25C16

11、5126L50JRJC70/ 240型一元一隹繼電器結(jié)構(gòu)4. GZ。BGT型通用軌道變壓器?？商娲?97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(guó)高壓不對(duì)稱脈沖軌道電路基 礎(chǔ)上，吸收近年來法國(guó)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，100 V , 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

12、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 21 技術(shù)條件1.軌道電路長(zhǎng)度：800m(0. 6 Q?km, 1 050 m(1 Q?km)2.軌面最小電壓> 20 V3.最小短路電流 > 20 A4.分路靈敏度0. 15Q5.最大消耗功率 140 W6.系統(tǒng)返還系數(shù) 503. 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80 w。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

13、其脈沖發(fā)送器內(nèi)部?jī)?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(chǎng)供電方式的多樣性 （室內(nèi)供電、 室外 25Hz、 50 Hz 供電 ），能夠適應(yīng)各種環(huán)境，方便現(xiàn)場(chǎng)改造。3 23 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

14、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 24 主要設(shè)備1GZ?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

15、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。3GZ?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(cè)試塞孔，并 給出軌道占用或空閑的狀態(tài)指示。4GZ?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。5BEM 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。6HFW-D 型脈沖室外防護(hù)盒。與利舊 BEl