電力機車駛?cè)氩煌剖杰壍离娐废噜弲^(qū)段時存在的問題

王崇明

(鄭州鐵路局 電務(wù)段， 河南 鄭州 450000)

電力機車駛?cè)氩煌剖杰壍离娐废噜弲^(qū)段時存在的問題

王崇明

(鄭州鐵路局 電務(wù)段， 河南 鄭州 450000)

當電力機車進入25Hz軌道電路與高壓脈沖軌道電路相鄰區(qū)段時，由于兩種軌道電路的設(shè)備制式、時間特性不同，會存在一些問題。本文從兩種軌道電路的原理及時間特性出發(fā)，以進入相鄰區(qū)段的兩種方式為例，對電力機車駛?cè)?5Hz軌道電路與高壓脈沖軌道電路相鄰區(qū)段時存在的問題進行簡要分析。

電力機車；高壓脈沖；25Hz；軌道電路；掉碼

軌道電路是以一段鐵路線路的鋼軌為導(dǎo)體所構(gòu)成的電路，用于自動連續(xù)檢測這段線路是否被機車車輛占用，也用于控制信號裝置或轉(zhuǎn)轍裝置，以保證行車安全。軌道空閑時，軌道繼電器勵磁吸起；車輛占用軌道時，軌道電路就會被車輪斷路，軌道繼電器失磁落下。因此，通過軌道繼電器的吸起或落下可以知道軌道電路的占用情況。

1 高壓脈沖軌道電路工作原理及時間特性

不對稱高壓脈沖軌道電路如圖1所示。高壓脈沖電碼化區(qū)段較非電碼化區(qū)段送受端增加GMHPG1-ZD/N型高壓脈沖隔離匹配盒，用于高壓脈沖軌道電路疊加ZPW-2000電碼，通過ZPW-2000信號，隔離高壓脈沖信號，從而保護ZPW-2000發(fā)送設(shè)備。同時，電碼化區(qū)段在室內(nèi)受電端增加抑制器，起到隔離電碼化的作用。軌道電路被車占用時，通過扼流變壓器、電纜送回室內(nèi)，經(jīng)過抑制器、譯碼器到達二元差動繼電器的電壓小于二元差動繼電器的釋放電壓(頭13.5V，尾10V)，二元差動繼電器GJ落下。根據(jù)《不對稱高壓脈沖軌道電路暫行技術(shù)條件》規(guī)定，不對稱高壓脈沖軌道電路接收設(shè)備吸起時間為2～2.5s，落下時間為1～1.5s。

2 25Hz軌道電路工作原理及時間特性

25Hz軌道電路如圖2所示。軌道電源由室內(nèi)電源屏供出，通過電纜供向室外，經(jīng)送電端25HZ軌道電源變壓器(BG25)、送電端限流電阻(RX)、送電端25HZ扼流變壓器、鋼軌、受電端25HZ扼流變壓器、25HZ軌道中繼變壓器(BG25)、電纜送回室內(nèi)，經(jīng)過室內(nèi)防雷硒堆、25HZ防護盒(HF)給二元二位軌道繼電器(GJ)的軌道線圈供電。當軌道電路有車占用時，通過扼流變壓器、中繼變壓器送回室內(nèi)，經(jīng)過室內(nèi)防雷硒堆、25HZ防護盒給二元二位軌道繼電器(GJ)的電壓不足以保持吸起，GJ落下；反之，當車輛出清時，通過規(guī)定頻率的電流，有且只有軌道線圈和局部線圈之間相位角接近或等于90°時，二元二位繼電器吸起。根據(jù)《不對稱高壓脈沖軌道電路暫行技術(shù)條件》規(guī)定，25Hz軌道電路接收端采用二元二位繼電器(動作時間0.1s)，接收端設(shè)備吸起和落下時間均為0.4～0.6s。

3 電力機車經(jīng)過兩相鄰區(qū)段時存在的問題

兩種制式的軌道電路動作時間是有差別的，電力機車經(jīng)過兩相鄰區(qū)段時會存在一些問題。以下分兩種情況討論。

第一種情況：電力機車由高脈區(qū)段進入25Hz區(qū)段。

不對稱高壓脈沖軌道電路接收設(shè)備吸起時間為2～2.5s，25Hz軌道電路接收設(shè)備吸起、落下時間均為0.4～0.6s。由于高壓脈沖吸起時間大于25Hz區(qū)段落下時間，因此不會出現(xiàn)25Hz已經(jīng)落下而高壓脈沖未吸起的情況。高壓脈沖軌道電路接收設(shè)備吸起時間為2～2.5s，25Hz軌道電路接收設(shè)備吸起、落下時間均為0.4～0.6s，吸起落下總時間為0.8～1.2s，從時間特性來看，存在高脈區(qū)段還未出清而25Hz區(qū)段已經(jīng)出清的可能性。機車由高壓脈沖區(qū)段進入25Hz區(qū)段的示意圖如圖3。

圖1 一送一受電碼化不對稱高壓脈沖軌道電路原理圖

圖2 一送一受25Hz軌道電路原理圖

圖3 機車由高脈區(qū)段進入25Hz區(qū)段

韶山9型電力機車(SS9)是中國鐵路使用的電力機車車型之一，屬于準高速干線客運機車。車低架長度為21m(實際車身長度為前后輪軸心距離，這里以車架長度為車身長度)，營運速度為170km/h。以韶山9型電力機車為例。本站3G長度為58m，這里就以3G區(qū)段長度來探討。

機車經(jīng)過的距離L為列車的長度L車與25Hz區(qū)段的長度L區(qū)段之和。

設(shè)機車速度為V1，機車通過25Hz區(qū)段的時間為T1，則V1=L/T1

(1)高脈最快吸起，25Hz最慢落下，則

T1=2s-1.2s=0.8s

(2)若高脈最慢吸起，25Hz最快落下，則

T1=2.5s-0.8s=1.7s

當0.8s

由于L=L車+L區(qū)段=21+58=79m

設(shè)T1=0.8s，則

V1=L/T1=79/0.8=98.7m/s=355km/h

設(shè)T1=1.7s，則

V1=L/T1=79/1.7=46.5m/s=167km/h

電力機車速度小于167km/h時，不會出現(xiàn)高脈未吸起而25Hz已經(jīng)吸起的情況；當速度大于167km/h而小于355km/h時，可能會出現(xiàn)高脈未吸起而25Hz已經(jīng)吸起的情況；當速度大于355km/h時，必然會出現(xiàn)高脈未吸起而25Hz已經(jīng)吸起的情況。由于韶山9型電力機車營運速度為170km/h，同時已高速通過站內(nèi)一區(qū)段，這種情況不太可能存在。

第二種情況：電力機車由25Hz區(qū)段進入高壓脈沖區(qū)段，示意圖如圖4所示。

圖4 列車由25Hz區(qū)段進入不對稱高壓脈沖區(qū)段

如圖4所示，電力機車經(jīng)過時，前輪先壓入不對稱高壓脈沖區(qū)段，不對稱高壓脈沖區(qū)段GJ落下，直至后輪壓出25Hz軌道電路區(qū)段，25Hz軌道電路區(qū)段GJ吸起。也就是說，列車在經(jīng)過這兩個相鄰區(qū)段時實際走了一個機車前輪軸心到后輪軸心的距離L車。

設(shè)機車前輪軸心到后輪軸心距離為L車，速度為V2，則機車前輪壓入至后輪壓出時間為

T2=L車/V2

(1)若25HzGJ最快吸起，高脈GJ最慢落下，則

T2=1.5s-0.4s=1.1s

(2)若25HzGJ最慢吸起，高脈GJ最快落下，則

T2=1s-0.6s=0.4s

當0.4s

設(shè)T2=0.4s，則

V2=L車/T2=21/0.4=52.5m/s=189km/h

設(shè)T2=1.1s，則

V2=L車/T2=21/1.1=19.1m/s=68.8km/h

由此可知，此電力機車速度小于68.8km/h時，不會出現(xiàn)25HzGJ已經(jīng)吸起而高脈GJ未落下的情況；當速度大于68.8km/h而小于189km/h時，可能會出現(xiàn)25HzGJ已經(jīng)吸起而高脈GJ未落下的情況；當速度大于189km/h時，必然會出現(xiàn)25HzGJ已經(jīng)吸起而高脈GJ未落下的情況。

以上所得出的速度數(shù)值是以車架長度為車身長度(前后輪軸心距離)計算的，實際速度要比上述速度略小。也就是說，當電力機車高速由25Hz區(qū)段通過高脈區(qū)段時，25Hz區(qū)段GJ吸起，25Hz區(qū)段紅光帶消失后，相鄰不對稱高脈區(qū)段GJ未落下，高脈區(qū)段并未出現(xiàn)紅光帶。該情況導(dǎo)致無法完成三點檢查，控制臺不能正確反映出機車所在的位置，因此存在安全隱患。

隨著鐵路幾次大的提速，站內(nèi)電碼化技術(shù)作為保證行車安全的基礎(chǔ)設(shè)備已被廣泛應(yīng)用。當電碼化軌道電路檢測到列車已到達該區(qū)段時，該區(qū)段連續(xù)向列車傳送機車信號信息，當列車到達下一個軌道區(qū)段時，該軌道區(qū)段停止發(fā)碼。當電力機車高速通過25Hz軌道電路與高壓脈沖軌道電路相鄰區(qū)段時，由于兩種軌道電路設(shè)備的電器特性不同，就有可能會出現(xiàn)掉碼現(xiàn)象。該情況與上述第二種情況一致，25Hz區(qū)段GJ吸起，相鄰不對稱高脈區(qū)段GJ未落下。25Hz及高脈區(qū)段GJ均為吸起狀態(tài)，自保電路被切斷，SJFMJ落下(如圖5)。每個軌道電路設(shè)一個CJ，當列車占用前一區(qū)段和本區(qū)段時CJ均吸起，向本區(qū)段發(fā)送移頻信號；當列車占用下一區(qū)段時，由前一個區(qū)段的GJF后接點斷開本區(qū)段的CJ勵磁電路，使CJ落下，停止本區(qū)段的發(fā)碼(如圖6)，高壓脈沖軌道電路及25Hz軌道電路GCJ相繼落下,通往NGL-T的電路斷開，發(fā)碼通道被切斷，故而出現(xiàn)掉碼現(xiàn)象。

圖5 SJFMJ電碼化電路圖

圖6 GCJ電碼化電路圖

4 問題的解決方法

當電力機車高速通過25Hz軌道電路與高壓脈沖軌道電路相鄰區(qū)段時，由于兩個相鄰區(qū)段的設(shè)備制式、時間特性不同，會出現(xiàn)動作不一致的現(xiàn)象，從而存在安全隱患。針對上述情況，可以采取以下措施：(1)全站采用同一制式的軌道電路；(2)針對高脈及25Hz軌道電路的繼電器特性進行改良，使其時間特性保持一致；(3)在站內(nèi)限制電力機車車速，

降低上述情況的發(fā)生率。

[1] TB/T 3090-2004.25Hz相敏軌道電路微電子接收器[S].

[2] 王國安，楊澤舉.不對稱高壓脈沖軌道電路技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：中國鐵道出版社出版，2015.

[3] 陳玉泉.不對稱高壓脈沖軌道電路與25Hz相敏軌道電路相鄰存在的問題及解決[J].鐵道通信信號，2015(9)：37-39.

[責任編輯 吳?？黓

Problems when Electric Locomotives enter Adjacent Section between Different Standard Track Circuits

WANG Chong-ming

(Zhengzhou Railway Bureau, Zhengzhou 450000, China)

When electric locomotives enter the adjacent section between the 25Hz track circuit and the high voltage pulse track circuit, because these two kinds of track circuit equipment are different in braking and the time characteristic, problems may exist. In this paper, based on the principle of two kinds of track circuit and the time characteristic, taking the two ways of entering the adjacent section as an example, the problems existing in the electric locomotive entering 25Hz and the adjacent section of high voltage pulse are briefly analyzed.

electric locomotive; high voltage pulse; 25Hz; track circuit; code missing

2017-01-22

王崇明(1988-)，男，河南舞陽縣人，助理工程師，研究方向：高壓脈沖軌道電路。

10.3969/j.issn.1671-7864.2017.02.009

U284.28

A

1671-7864(2017)02-0030-04