軌道電路分路不良的原因及解決方案

1、淺談軌道電路分路不良據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前全國鐵路存在約36萬段分路不良區(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)生這樣情況時(shí)，列車司機(jī)和車站調(diào)度人員就會(huì)

2、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)。11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)段可分為輕度、中度和重度種。12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

3、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。13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)。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)

4、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，各國根據(jù)自己的國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”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、3v化等。針對(duì)我同站內(nèi)電氣化區(qū)段以25Hz相敏軌道電路為主，非電氣化區(qū)段以480軌道電路為主的

5、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)一步降低整個(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、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

6、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)結(jié)合國情，借鑒國內(nèi)外在解決軌道電路分路小良問題上的經(jīng)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)：25Hz相敏軌道電路(UI型)和多特征脈沖軌道電路系統(tǒng)。其中25Hz相敏軌道電路(UI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20V檔和80V檔。25Hz相敏軌道電路(UI型)25Hz相敏軌道電路(UI型)，是針對(duì)既有存

7、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)。311技術(shù)條件1 .軌道電路長(zhǎng)度：電氣化區(qū)段，700m(0.6Q?km)、1000m(1.0Q?km);非電氣化區(qū)段，800m(0.6Q?km)、1000m(1.0Q?km)2 .軌面最小電壓)3V,受端軌面3v對(duì)應(yīng)室內(nèi)接收器落下門限3 .最小短路電流)4A4 .分路靈敏度0.25Q5 .最大消耗功率165W(<1200m)312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025n設(shè)計(jì)。3通過接收端的調(diào)整配置，使接收

8、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 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：25Hz相敏軌道電路接收器(GX?J-25A/B/C)、通用軌道變壓器(

9、GZ.BGT卜扼流變壓器(BEI(UI)、室外相敏防護(hù)盒(HFW-1)、調(diào)整電阻、可調(diào)電阻等。3 14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(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)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 GZBGT型通用

10、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。32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。321技術(shù)條件1 .軌道電路

11、長(zhǎng)度：800m(O6Q?km),1050m(1Q?km)2 .軌面最小電壓)20V3 .最小短路電流>20A4 .分路靈敏度0.15Q5 .最大消耗功率140W6系統(tǒng)返還系數(shù)503 22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?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

12、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、50Hz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?FWNM1多特征脈沖室外發(fā)送器、GZ?JT型通用接收器、GZ?S通脈沖衰耗器、GZ?TF型通用發(fā)送托盤、GZ?XJT型通用接收組匣、GZ?BGM型脈沖軌道變壓器。2 .電化區(qū)段，主要設(shè)備包括：GZ?FNMffi多特征脈沖室內(nèi)發(fā)送器、GZ?FWMI多特征脈沖室外發(fā)送器、

13、GZ?JT型通用接收器、GZ?S®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©扼流變壓器、HFW-DO永沖室外防護(hù)盒。3 24主要設(shè)備1. GZ?FNM®多特征脈沖室內(nèi)發(fā)送器和GZ?FW理多特征脈沖室外發(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。可同時(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

14、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?S®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。4. GZ?BGM（®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。具信號(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-慳脈沖室夕卜防護(hù)盒。與利舊BEl、