電氣化區(qū)段軌道電路紅光帶的分析與對(duì)策

張代平 上海鐵路局合肥電務(wù)段

軌道電路空閑紅光帶是信號(hào)設(shè)備的常見(jiàn)多發(fā)故障，也是影響行車(chē)安全的主要故障之一。多年來(lái)，路局電務(wù)、工務(wù)部門(mén)為減少這類(lèi)故障做了不懈的努力，如采用和推廣高強(qiáng)度絕緣和粘接式絕緣軌距桿等。鐵道部還下發(fā)了《鐵道線(xiàn)路養(yǎng)修工電配合》等書(shū)籍，這些針對(duì)設(shè)備本身及管理方面存在的薄弱環(huán)節(jié)，以提高其可靠性的措施是十分必要的。但軌道電路露天動(dòng)態(tài)運(yùn)用，各種綜合因素對(duì)其影響較大，若想達(dá)到減少和消除軌道電路空閑紅光帶的目的，還需各方繼續(xù)努力。為此，建議做好以下幾方面工作。

1 消除誤區(qū)，達(dá)成共識(shí)，聯(lián)合整治

軌道電路是車(chē)站集中聯(lián)鎖的重要組成部分，軌道電路不僅僅能反映列車(chē)占用和出清，它已成為鐵路運(yùn)輸行車(chē)指揮和自動(dòng)化必不可少的基礎(chǔ)設(shè)備。在提高區(qū)間通過(guò)能力、編組站編組能力、鐵路運(yùn)輸效率、保證行車(chē)安全中起著越來(lái)越重要的作用。目前我們已能在控制臺(tái)上及時(shí)看出軌道電路自身故障和由于異常狀況產(chǎn)生的故障現(xiàn)象。但由于軌道電路受綜合因素影響較大，任何一方出現(xiàn)問(wèn)題，都將影響軌道電路正常運(yùn)用。從我們歷年信號(hào)故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，軌道電路故障約占整個(gè)信號(hào)系統(tǒng)故障的30%～40%，頻繁的軌道電路故障降低了整個(gè)信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性，影響了運(yùn)輸生產(chǎn)的安全和效率，增加了維修工作和維修費(fèi)用。從我們多年的維修實(shí)踐來(lái)看，僅僅依靠電務(wù)來(lái)減少和消除空閑紅光帶是不可能的，從信號(hào)系統(tǒng)內(nèi)部來(lái)看，是一個(gè)不易徹底解決的老問(wèn)題。重新認(rèn)識(shí)造成軌道電路空閑紅光帶的諸多因素、消除誤區(qū)、達(dá)成共識(shí)。組織工務(wù)、電務(wù)、供電、機(jī)務(wù)等各部門(mén)通力協(xié)作，聯(lián)合行動(dòng)，共同整治，并在財(cái)力上給予一定的支持，這是減少和消除空閑紅光帶，保證安全的有效途徑。

2 軌道電路“紅光帶”的原因及分析

對(duì)近幾年來(lái)管內(nèi)軌道電路故障原因進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。主要表現(xiàn)在：

（1）鋼軌鎖定不良，晝夜溫差、季節(jié)溫差造成竄軌嚴(yán)重，軌端絕緣頂死，管墊拉破。絕緣接頭處應(yīng)為窄扣件卻安裝了一般扣件或水泥枕固定盤(pán)條，螺母松動(dòng)盤(pán)條及其扣件碰魚(yú)尾板。

（2）連接桿、軌距桿絕緣材料質(zhì)量較差，依靠擰緊螺母來(lái)調(diào)整和固定軌距，造成粘接式軌距桿絕緣拉出，連接桿絕緣破損。

（3）普通絕緣軌距桿性能差，絕緣部分易損壞，采用的尼龍絕緣性能差，夏天不耐高溫，冬天發(fā)脆易碎。高強(qiáng)度絕緣斷面稍高出軌面就被撞碎，絕緣螺栓失效嚴(yán)重，絕緣老化。

（4）道岔尖軌與基本軌爬行，使安裝裝置絕緣拉碎和單向磨損，復(fù)式交分道岔第一、二塊滑床板工務(wù)固定困難，造成中心滑床板竄動(dòng)與道岔角鋼連接桿相碰形成短路，交分道岔連接桿開(kāi)口銷(xiāo)頂部與鋼軌底部相碰造成短路。

（5）牽引電流中的沖擊電流和回流不暢易造成“閃紅”和燒壞軌道電路電氣設(shè)備。

（6）工務(wù)在岔區(qū)基本軌一側(cè)多處用霸王樁（有些不加絕緣，京九線(xiàn)問(wèn)題較多）與鋼軌相連；供電部門(mén)有些桿塔地線(xiàn)不經(jīng)火花間隙直接與鋼軌相連，火花間隙失效或絕緣子漏泄電流超標(biāo)等，造成兩條鋼軌牽引電流不平衡，出現(xiàn)“閃紅”。

（7）各部門(mén)在軌道電路區(qū)段整治，施工中的撬棍、鐵板、鐵絲、機(jī)具以及在站場(chǎng)內(nèi)檢破爛者拉的廢舊鐵絲、易拉罐等拉動(dòng)和稍不注意，就會(huì)造成瞬間“紅光帶”，使信號(hào)關(guān)閉，甚至造成機(jī)車(chē)冒進(jìn)信號(hào)。

（8）設(shè)備被盜及“自然災(zāi)害”。

（9）經(jīng)常換軌作業(yè)導(dǎo)致純?nèi)斾摪~線(xiàn)和鋼軌眼接觸不良，甚至出現(xiàn)松動(dòng)也會(huì)出現(xiàn)軌道電路紅光帶現(xiàn)象。

3 減少軌道電路空閑紅光帶的對(duì)策

3.1 工、電聯(lián)合整治各部絕緣

（1）組織專(zhuān)門(mén)的整治隊(duì)伍，在每年高溫和寒冷季節(jié)到來(lái)之前，對(duì)正線(xiàn)所有軌端絕緣整治一遍、對(duì)膠結(jié)絕緣進(jìn)行全面認(rèn)真測(cè)試（也可結(jié)合軌道電路專(zhuān)項(xiàng)整治和設(shè)備秋鑒進(jìn)行）。

（2）整治內(nèi)容主要有：工務(wù)鋼軌絕緣?mèng)~尾板螺栓更換為高強(qiáng)度螺栓；對(duì)絕緣易破損處所，在軌端絕緣鋼軌底部?jī)烧砟鹃g加一段小枕木，使軌端絕緣下部不再懸空，這樣可減少鋼軌兩軌頭動(dòng)態(tài)上下錯(cuò)位造成的絕緣破損；為避免軌道絕緣處兩軌頭肥邊毛刺造成的短路，對(duì)所有絕緣接頭處的軌頭進(jìn)行防塌面斜切打磨，處理絕緣和道岔處作用不良的防爬器、道釘?shù)?。電?wù)將接頭處絕緣更換為稍低于兩軌頭面的高強(qiáng)度絕緣或在兩軌縫間夾一片尼綸絕緣和一片高強(qiáng)度絕緣，并滿(mǎn)足軌縫要求，達(dá)到硬、軟搭配，增大韌性以增加使用壽命，并在年度集中修和工電聯(lián)合整治中對(duì)所有絕緣進(jìn)行分解檢查，處理固定不良的箱盒引接線(xiàn)等。

（3）達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)：通過(guò)對(duì)絕緣接頭的聯(lián)合整治，使道岔基本軌、尖軌和軌道區(qū)段絕緣接頭處前后鋼軌鎖定良好，不爬行，不移動(dòng)，安裝軌端絕緣的軌縫在鋼軌溫度最高時(shí)不應(yīng)小于6mm，平時(shí)保持最大軌縫不大于12mm，絕緣接頭處螺栓扭矩力滿(mǎn)足600N·m至900N·m，保持螺栓緊固，防止鋼軌竄動(dòng)損壞絕緣管墊，在軌端絕緣處無(wú)道釘、扣件、盤(pán)條碰魚(yú)尾板等。

3.2 對(duì)軌距桿進(jìn)行聯(lián)合整治

（1）在領(lǐng)導(dǎo)支持財(cái)力允許的條件下，將全咽喉區(qū)絕緣軌距桿更換為粘接式絕緣軌距桿。

（2）每年必須對(duì)所有軌距桿連接桿進(jìn)行全面測(cè)試，檢查，發(fā)現(xiàn)絕緣不良、老化、破損及時(shí)通知工務(wù)部門(mén)配合處理。經(jīng)測(cè)試、檢查良好的軌距桿打上編號(hào)定期測(cè)試。

（3）工務(wù)部門(mén)應(yīng)在支距桿絕緣處加高強(qiáng)度絕緣墊片，以防螺母擰得太緊損壞絕緣，在安裝新軌距桿前應(yīng)通知電務(wù)測(cè)試、打號(hào)。

（4）工務(wù)在鋼軌上焊接時(shí)，要提醒工作人員地線(xiàn)必須接在同一根鋼軌上，否則易燒壞軌道電路熔斷器或元器件。

3.3 采用抗干擾設(shè)備

25Hz相敏軌道電路優(yōu)點(diǎn)很多，但也存在嚴(yán)重的缺陷，抗不平衡脈沖電流干擾的能力較差，尤其是短的道岔區(qū)段，二元二位繼電器經(jīng)常發(fā)生誤動(dòng)。多數(shù)情況表現(xiàn)為沒(méi)有被列車(chē)占用的軌道區(qū)段，二元二位軌道繼電器受牽引電流的脈沖干擾瞬間落下，在控制臺(tái)出現(xiàn)“紅光帶”，就是所謂的“閃紅”現(xiàn)象。隨著機(jī)車(chē)單機(jī)功率的增加，牽引電流加大，出現(xiàn)的概率明顯增多。例如，機(jī)車(chē)滿(mǎn)載通過(guò)換相點(diǎn),接觸網(wǎng)有冰凌造成接觸不良，變電所地過(guò)流保護(hù)開(kāi)關(guān)的瞬間開(kāi)閉等，均會(huì)使?fàn)恳娏W(wǎng)中產(chǎn)生大的沖擊電流。鋼軌是牽引電流的回線(xiàn)、該沖擊電流對(duì)25Hz相敏軌道電路的工作產(chǎn)生嚴(yán)重影響，同時(shí)也說(shuō)明鋼軌中的電化脈沖干擾電流是客觀(guān)存在的，不是偶然現(xiàn)象?，F(xiàn)有的解決辦法就是采用導(dǎo)和堵。導(dǎo)是指電路阻抗小，是指串聯(lián)諧振電路；堵是指電路的阻抗大，是指并聯(lián)諧振電路。從濾波器來(lái)說(shuō)，導(dǎo)和堵均是指濾波器的阻帶特性，具體采用何種方式，需要根據(jù)干擾源的情況來(lái)決定?，F(xiàn)在客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)車(chē)站使用的帶適配器的扼流變壓器，應(yīng)該說(shuō)已大大減少了閃紅現(xiàn)象的發(fā)生。

3.4 改善25Hz信號(hào)的傳輸特性

使二元二位繼電器軌道線(xiàn)圈和局部線(xiàn)圈上的電壓相位差在90°左右，使軌道電路盡可能的處于純電阻狀態(tài)，即最佳狀態(tài)（90°正負(fù) 8°是理想狀態(tài)）。

3.5 充分認(rèn)識(shí)不平衡牽引電流對(duì)軌道電路的干擾

加強(qiáng)日常檢修。因?yàn)椴黄胶怆妷菏怯射撥壷型ㄟ^(guò)的不平衡牽引電流引起的，而牽引電流不平衡是燒損軌道電路元器件造成故障的主要原因。由于鋼軌的集膚效應(yīng)，軌條內(nèi)外磁場(chǎng)形成內(nèi)外電感，因鋼軌本身對(duì)地阻抗不一致，鋼軌連接接觸電阻大小不一致，鋼軌周?chē)h(huán)境不一致，導(dǎo)致兩根鋼軌傳輸阻抗不一致等諸多因素，引起兩根軌中牽引電流大小不一致。軌道電路設(shè)計(jì)只允許牽引電流不平衡系數(shù)為5%以下，而目前，鐵路運(yùn)能運(yùn)量不斷擴(kuò)大，重載列車(chē)，多機(jī)牽引回流可達(dá)300A～400A甚至更高。因此，在維修工作中要盡量保證鋼軌接續(xù)線(xiàn)完好，緊固扼流變壓器箱中點(diǎn)連接線(xiàn)以及扼流變壓器箱連接端子，使其接觸良好。工務(wù)軌端魚(yú)尾板螺栓緊固，岔區(qū)一側(cè)鋼軌連接霸王樁必須兩端加裝絕緣，供電接觸網(wǎng)桿塔火花間隙良好，地線(xiàn)不能直接與鋼軌相連，以便盡量減少軌道電路的橫向不平衡，降低牽引電流不平衡對(duì)軌道電路的干擾。

3.6 在相敏軌道電路的接收端串聯(lián)電阻

增加25Hz信號(hào)發(fā)送功率，并抓好標(biāo)調(diào)，使室外變壓器端子連接達(dá)到送受電端電壓標(biāo)準(zhǔn)，且一送多受區(qū)段電壓平衡，極性交叉正確，室內(nèi)軌道繼電器端電壓不超標(biāo)。

3.7 加大新技術(shù)、新材料的投入

在取得上級(jí)部門(mén)理解和一定的財(cái)力支持下，將變電所所在地以及"閃紅"區(qū)段設(shè)法更換大容量的BES抗干擾適配器；將軌道電路送受電端10A熔絲更設(shè)為限流裝置，在該裝置上同時(shí)并接一個(gè)1A熔絲，當(dāng)非正常紅光帶時(shí)用1A熔絲是否熔斷區(qū)分是設(shè)備故障造成還是不平衡電流造成（限流裝置是為了壓縮非工區(qū)所在地熔絲熔斷時(shí)的紅光帶故障延時(shí)）；在聯(lián)鎖區(qū)鋼軌接頭處采用一軟一硬接續(xù)線(xiàn)，使軌端接續(xù)線(xiàn)達(dá)到冗余設(shè)置，防止偷盜。采用帶塞釘防松螺絲一體化或者采用漲釘式鋼包銅線(xiàn)并且冗余設(shè)置，防止出現(xiàn)單斷導(dǎo)致紅光帶故障。

4 結(jié)束語(yǔ)

電氣化區(qū)段軌道電路紅光帶整治是鐵路各部門(mén)必須聯(lián)手才能解決的問(wèn)題。由電務(wù)段派技術(shù)人員對(duì)工務(wù)等施工部門(mén)人員進(jìn)行防止軌道電路空閑出現(xiàn)紅光帶的知識(shí)培訓(xùn)，請(qǐng)各施工部門(mén)在軌道電路區(qū)段作業(yè)時(shí)，加強(qiáng)登記和防護(hù)。信號(hào)開(kāi)放后，應(yīng)立即停止作業(yè)，防止出現(xiàn)瞬間閃紅光帶導(dǎo)致信號(hào)跳起；工電雙方在高溫和寒冷季節(jié)應(yīng)加強(qiáng)絕緣接頭軌縫和設(shè)置絕緣處所巡視，發(fā)現(xiàn)不良，立即聯(lián)合整治，電務(wù)人員還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)復(fù)式交分道岔連接銷(xiāo)和開(kāi)口銷(xiāo)是否與鋼軌相碰的巡視檢查。防止出現(xiàn)軌道電路出現(xiàn)電氣短路紅光帶故障。