HF4-25防護(hù)盒應(yīng)用探討

趙 亮

*北京全路通鐵路專(zhuān)用器材工廠 助理工程師，101105 北京

目前現(xiàn)場(chǎng)基本采用HF4-25型防護(hù)盒代替原來(lái)的HF2-25、HF3-25型防護(hù)盒。由于25 Hz相敏軌道電路使用環(huán)境各有不同，鋼軌阻抗、道床參數(shù)的變化，以及各種軌道電路器材參數(shù)離散性的影響等，使25Hz防護(hù)盒對(duì)不同衰耗、相移的補(bǔ)償差異增大。因此，對(duì)于補(bǔ)償不好的軌道區(qū)段，通過(guò)改變HF2-25、HF3-25型防護(hù)盒中的電感和電容值，研制出了HF4-25型防護(hù)盒，以減少電氣化牽引的干擾。HF4-25型防護(hù)盒在現(xiàn)場(chǎng)的大量使用，給軌道電路的正常工作帶來(lái)了好處，但同時(shí)也出現(xiàn)了一些問(wèn)題。由于盲目追求理想相位角，避開(kāi)了防護(hù)盒50 Hz諧振槽路進(jìn)行調(diào)試，影響了25 Hz防護(hù)盒所具有的防護(hù)電氣化干擾的主要功能，對(duì)軌道電路穩(wěn)定工作也極為不利。

1 問(wèn)題提出

在配合現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)通的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)很多站在調(diào)整軌道電路相位角時(shí)，未按照《鐵路信號(hào)維護(hù)規(guī)則》中HF4-25型防護(hù)盒給出的連接方式進(jìn)行調(diào)整。例如正確跨線(xiàn)應(yīng)是A11-5、A6-12，而調(diào)試可能是用A11-5、A4-12或者是 A11-5、A8-12去滿(mǎn)足《維規(guī)》中二元二位軌道繼電器要求的87°±8°，而實(shí)際上87°±8°不是軌道電路要求的理想相位角，而是繼電器的指標(biāo)。這樣調(diào)試破壞了HF4-25型防護(hù)盒內(nèi)部的50 Hz諧振槽路，有可能造成以下危害。

1.忽略了器材本身所具有的功能，防護(hù)盒的主要作用是防護(hù)50 Hz牽引電流的干擾，減少JRJC型軌道繼電器上50 Hz牽引電流的干擾電壓。

2.如果軌道線(xiàn)圈流入近50 Hz左右的電流，且流入的電流突然大幅度減少甚至停止，當(dāng)其中產(chǎn)生的磁能不能保持，回路內(nèi)多余或原存的能量將通過(guò)“軌道線(xiàn)圈—防護(hù)盒”的閉合回路進(jìn)行釋放，并呈現(xiàn)快速衰減，那么這種電流和局部線(xiàn)圈中流入的25 Hz電流將產(chǎn)生大小不同、方向不定的轉(zhuǎn)矩。當(dāng)該振蕩電流的初相角導(dǎo)前局部電流的初相角時(shí)，產(chǎn)生使繼電器翼片向下的轉(zhuǎn)矩，如果幅值較大時(shí)，軌道繼電器將可能瞬間落下，更加危險(xiǎn)的是，在分路狀態(tài)下，50 Hz諧振槽路中多余的能量將作衰減振蕩。此時(shí)若局部的25 Hz電流產(chǎn)生向上的轉(zhuǎn)矩時(shí)，則有可能使軌道繼電器瞬間吸起。

2 防護(hù)盒的工作原理

要解決問(wèn)題必須要了解防護(hù)盒的工作原理。因?yàn)檐壍离娐分械亩罅髯儔浩?、軌道變壓器、鋼軌傳輸?shù)冉詾楦行载?fù)載，為了使二元二位繼電器 (或微電子接收器)得到較好的相位角，可通過(guò)軌道線(xiàn)圈處并聯(lián)電容器的方法加以補(bǔ)償，使二元二位繼電器得到最大轉(zhuǎn)矩。HF4-25型防護(hù)盒原理圖如圖1所示。

圖1 HF4-25型防護(hù)盒原理

在軌道電路長(zhǎng)度為800 m時(shí)，使用舊器材時(shí)得到理想角的電容為15.6 μF。當(dāng)不平衡電流達(dá)7A以上，軌道線(xiàn)圈上50 Hz的干擾電壓大于15 V時(shí)，繼電器扇翼就開(kāi)始擺振，雖然扇翼擺振不會(huì)導(dǎo)致繼電器前接點(diǎn)閉合，但會(huì)使繼電器工作條件變壞，測(cè)量困難。

要對(duì)50 Hz牽引電流及其諧波進(jìn)行防護(hù)，采用了LC串聯(lián)諧振的方法，其電感為0.845 H，電容為12μF，諧振頻率為 50 Hz。通過(guò)計(jì)算，對(duì)于25 Hz來(lái)說(shuō)，LC串聯(lián)相當(dāng)于一個(gè)16 μF電容，這個(gè)值與最佳電容15.6μF很接近，可以使25 Hz軌道電路得到良好的補(bǔ)償。對(duì)50 Hz干擾電壓來(lái)說(shuō)，串聯(lián)諧振時(shí)50 Hz的阻抗為20 Ω左右。

HF4-25型防護(hù)盒就是在此基礎(chǔ)上，通過(guò)改變電感、電容量組合的5種諧振槽路，并保持50 Hz串聯(lián)諧振來(lái)補(bǔ)償相位角，具有調(diào)整范圍寬的特點(diǎn)。具體調(diào)整方法如表1所示。

表1 HF4-25型防護(hù)盒調(diào)整表

3 建議的調(diào)整方法

1.在調(diào)整防護(hù)盒端子時(shí)，必須按照《維護(hù)》中HF4-25型防護(hù)盒給出的連接方式進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)了解軌道電路中是否還有其他可調(diào)相位角的器材，如扼流適配器、室外隔離防護(hù)盒等進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)。

2.25 Hz相敏軌道電路正常工作時(shí)，二元二位繼電器電壓一般為18～32 V。軌道電路若較長(zhǎng)，晴天時(shí)繼電器電壓高;雨天時(shí)，繼電器電壓Ug應(yīng)大于15 V，即Ug×cosβ＞15V(β為失調(diào)角)。

3.用0.06 Ω標(biāo)準(zhǔn)分路電阻線(xiàn)在軌道電路中任一處分路，此時(shí)二元二位繼電器殘壓Ug應(yīng)滿(mǎn)足《維護(hù)》要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)HF4-25型防護(hù)盒的全面分析與介紹，為器材的正確使用提供了有利參考數(shù)據(jù)，在調(diào)整軌道電路相位角時(shí)務(wù)必要按照 (防護(hù)盒相位調(diào)整表)進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)以計(jì)算軌道電壓的有效值為主，保證軌道電路安全、可靠、穩(wěn)定地使用。

[1]安海君，李建清，吳保英.25Hz相敏軌道電路，第3版[M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2001.

[2]陳習(xí)蓮.UM71自動(dòng)閉塞知識(shí)問(wèn)答.北京:中國(guó)鐵道出版社.

[3]李永祥.25Hz相敏軌道電路相位角的改善措施[J］.鐵道通信信號(hào)，2004(5):23～24.