城軌交通中交叉渡線上單邊絕緣的設(shè)置

李明洪

李明洪:中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司 高級工程師 430063 武漢

在城市軌道交通系統(tǒng)的車輛段和停車場內(nèi)，一般使用50Hz單軌條相敏軌道電路作為列車占用檢測設(shè)備。在設(shè)計交叉渡線絕緣節(jié)時，很多工程人員參照國鐵電氣化鐵路25Hz相敏軌道電路的設(shè)計經(jīng)驗，在交叉渡線上增設(shè)了單邊絕緣，用于阻斷交叉渡線上兩軌道電路的交叉干擾。而事實上，對于50Hz單軌條相敏軌道電路而言，設(shè)置單邊絕緣完全多余，應(yīng)予以取消。

通過分析比較25Hz相敏軌道電路和50Hz單軌條相敏軌道電路，在工程應(yīng)用環(huán)境以及交叉渡線上電路構(gòu)成機理的不同，澄清了25Hz相敏軌道電路在交叉渡線上增設(shè)單邊絕緣的必要性，以及取消50Hz單軌條相敏軌道電路在交叉渡線上單邊絕緣的合理性。

1 25Hz相敏軌道電路在交叉渡線上設(shè)置單邊絕緣的必要性

1.1 工程應(yīng)用環(huán)境

在使用25Hz相敏軌道電路的國鐵電氣化鐵路車站，牽引電流為50Hz交流電，采用2根鋼軌作為牽引電流回流的載體，通過在絕緣節(jié)兩端加裝扼流變壓器來確保牽引回流順利越過絕緣節(jié)，同時將相鄰軌道電路區(qū)段的電氣分割。出于溝通牽引回流或者保證線路間回流均衡的目的，往往會在兩線路間加裝橫向連接線。

1.2 在交叉渡線上的交叉干擾現(xiàn)象及成因

由于25Hz相敏軌道電路在國鐵電氣化車站的工程應(yīng)用環(huán)境，直接導致25Hz軌道電路在交叉渡線的2段軌道電路出現(xiàn)交叉干擾現(xiàn)象，交叉干擾現(xiàn)象形成的電路原理如圖1所示。

圖1 25Hz軌道電路交叉干擾電路原理示意圖

從圖1中可以看出，對于3-5DG軌道區(qū)段，其軌道送電端送出的電流i很明顯在經(jīng)過交叉渡線時被分為2路:①第1路，i1經(jīng)過1-7DG受電端的BE1半個線圈，通過均流線L，又經(jīng)過3-5DG受電端BE2的半個線圈與i2會合，送回3-5DG送電端，構(gòu)成閉合回路，也就是說3-5DG的送電端，有一部分電流送給了1-7DG的受電端;②第2路，i2經(jīng)過交叉渡線在3-5DG的受電端，經(jīng)過BE2返回送電端。同樣，1-7DG的送電端也存在一路給3-5DG送電的分支。

由于上述原因，如不采取措施，交叉渡線處分屬2條線路的軌道區(qū)段會產(chǎn)生交叉干擾。

1．當列車在1-7DG上運行時，在3-5DG的軌道電路上，由于存在BE1和BE2各半BE線圈串聯(lián)成的電阻分路，可能會導致3-5DG軌道繼電器錯誤落下，或者3-5DG受電端電壓降低。1-7DG的情形一樣。

2．當調(diào)整其中任何一個軌道區(qū)段的供電電壓后，會影響到另一個軌道區(qū)段接收端的電壓。

3．在保持電壓不變的情況下，改變?nèi)我粎^(qū)段的極性，另一區(qū)段軌道繼電器的電壓會有很大變化。

1.3 增設(shè)單邊絕緣可有效解決交叉干擾問題

通過分析可以看出，出現(xiàn)軌道電路交叉問題的根本原因就在于扼流變壓器的存在，交叉渡線上的絕緣節(jié)沒有將1-7DG和3-5DG的2個區(qū)段徹底嚴格分割;如果在交叉渡線上另外增加2個單邊絕緣，則可完全分割2個道岔區(qū)段的軌道電路，單邊絕緣的設(shè)置位置及電路原理如圖2所示。

圖2 單邊絕緣設(shè)置及阻斷軌道電路原理示意圖

從圖2中可以明顯地看到，由于增加了單邊絕緣節(jié)，完全阻斷了1-7DG與3-5DG間的電連接，從而使兩線間的軌道電路完全隔離，軌道電路間的相互干擾得以解決。

2 取消50Hz單軌條相敏軌道電路交叉渡線上單邊絕緣的合理性

2.1 工程應(yīng)用環(huán)境

50Hz單軌條相敏軌道電路一般應(yīng)用于城市軌道交通系統(tǒng)的車輛段、停車場等單設(shè)聯(lián)鎖系統(tǒng)控制的區(qū)域，系統(tǒng)采用直流牽引，由單根鋼軌實現(xiàn)牽引電流的回流，通過在絕緣節(jié)處設(shè)置回流線的方式，保證牽引回流順利越過絕緣節(jié)，同時保證相鄰軌道區(qū)段間的電氣分割。同樣，出于溝通牽引回流或者保證線路間回流均衡的目的，往往會在兩線路間加裝橫向連接線，與國鐵不同的是，橫向連接線應(yīng)加裝在牽引回流軌上。

2.2 在交叉渡線上不存在干擾現(xiàn)象

在50Hz單軌條相敏軌道電路的工程應(yīng)用環(huán)境下，交叉渡線上不存在交叉干擾現(xiàn)象，其電路構(gòu)成原理如圖3所示。

圖3 交叉渡線50Hz單軌條相敏軌道電路構(gòu)成原理示意圖

從圖3可以明顯看出，交叉渡線上2個軌道區(qū)段被岔后絕緣節(jié)完全隔離，不存在相互交叉供電的回路，3-5DG與1-7DG間彼此獨立工作，互不干擾，因而也不存在交叉干擾的現(xiàn)象。

2.3 50Hz單軌條相敏軌道電路在交叉渡線上不需要增設(shè)單邊絕緣

根據(jù)上述分析，在使用50Hz單軌條相敏軌道電路的車輛段及停車場的交叉渡線上，不再需要如國鐵電氣化車站那樣，在交叉渡線上增設(shè)單邊絕緣，僅需要按照正常的交叉渡線絕緣設(shè)置方式就能滿足要求。

另外，與國鐵車站不同，城市軌道交通車輛段、停車場內(nèi)構(gòu)成交叉渡線的道岔一般采用1/7道岔，道岔的岔后軌比較短，在上面增設(shè)單邊絕緣需要對岔后軌進行鋸軌，導致岔后單根鋼軌長度偏小，岔后鋼軌的穩(wěn)定性變差，給日后的運營留下安全隱患，同時也給維護帶來諸多麻煩。

3 結(jié)束語

盡管城市軌道交通信號系統(tǒng)與國鐵信號系統(tǒng)在很多方面具有相似性，國鐵設(shè)計經(jīng)驗及設(shè)計標準對于城市軌道交通具有一定的指導意義和參考價值，但畢竟二者在工程應(yīng)用環(huán)境上存在較大差別，在進行城市軌道交通信號系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)仔細分析，有選擇地使用。