淺談97型25Hz相敏軌道電路原理及故障分析處理

摘 要：自1977年97型25HZ相敏軌道電路在全路推廣使用以來，對(duì)鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)起到了舉足輕重的作用，97型相敏軌道電路除保留原25HZ相敏軌道電路工作穩(wěn)定可靠、維修簡單和故障率低的優(yōu)點(diǎn)外，還提高了抗沖擊干擾能力并延長了軌道電路的極限長度，為了能對(duì)97型25Hz相敏軌道電路維護(hù)及故障分析處理進(jìn)一步了解，對(duì)該設(shè)備進(jìn)行淺析。

關(guān)鍵詞：鐵路；軌道電路；原理；故障處理

中圖分類號(hào)：U284.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2017）03-0055-02

Discussion on Principle and Fault Analysis of Phase Sensitive Track Circuit of Type 97 25Hz

JIAO Genghong

（Xinjiang Urumqi Railway Bureau，Urumqi 830000，China）

Abstract： 97 type 25Hz series trackcircuit popularized use since 1977， has played a pivotal role in railway transportation production， 97 type phase sensitive track circuit in addition to the advantages of preserving the original 25Hz phase sensitive track circuit is stable and reliable， easy maintenance and low failure rate， but also improves the capability of anti impulse interference and prolong limit length of track circuit， in order to further understand the maintenance and fault analysis of phase 97 type 25Hz phase sensitive track circuit， the equipment is analyzed.

Keywords： railway； track circuit； principle； fault handling

1 25Hz相敏軌道電路及采樣原理

1.1 軌道電路的基本原理

電源屏提供25Hz、220V軌道電源，通過電纜供向室外，經(jīng)由送電端設(shè)備送至鋼軌線路，檢查軌道是否空閑狀態(tài)后經(jīng)由受電端設(shè)備、電纜線路送回至室內(nèi)軌道繼電器的軌道線圈。同時(shí)電源屏提供25Hz、110V局部電源送至交流二元軌道繼電器的局部線圈，當(dāng)軌道繼電器線圈和局部線圈所得電源滿足規(guī)定的頻率、相位和電壓要求時(shí)，軌道繼電器吸起。

1.2 軌道電路的采樣方式

25Hz相敏軌道電路使用軌道電路采集版進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采集從分線盤送回到交流二元繼電器軌道線圈的交流電壓、相位角，實(shí)際采樣點(diǎn)通常在軌道測(cè)試盤側(cè)面端子或交流二元繼電器組合側(cè)面端子。

2 25Hz相敏軌道電路集中監(jiān)測(cè)曲線分析

隨著鐵路監(jiān)測(cè)設(shè)備的不斷完善，信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在鐵路信號(hào)設(shè)備預(yù)防修及故障修相結(jié)合的維修新路中是主要采取的手段，對(duì)25Hz軌道電路故障的分析及處理有著不可替代的作用，通過查看軌道電路日、月曲線及近期變化趨勢(shì)，例如分路不良、絕緣特性、設(shè)備端子、塞釘頭解接觸不良等，都可以在故障未發(fā)生的前期發(fā)現(xiàn)，對(duì)于預(yù)防軌道電路故障都有極大的科學(xué)依據(jù)。

（1）當(dāng)軌道區(qū)段有車占用時(shí)，軌道電壓出現(xiàn)不同幅度的不正常波動(dòng)，有時(shí)會(huì)突然分路上限，通過微監(jiān)報(bào)警信息及曲線可以第一時(shí)間的發(fā)現(xiàn)問題，主要發(fā)生于新更換鋼軌、雨后鋼軌生銹及不常走車區(qū)段。（2）相鄰兩個(gè)區(qū)段電壓同時(shí)下降，可以判斷為兩區(qū)段間軌道絕緣不良，因?qū)^緣立即進(jìn)行檢查測(cè)試，常見有絕緣破損、絕緣肥邊過大、夾鐵屑等情況。（3）站內(nèi)軌道電路設(shè)備不良，一般多見于軌道電路扼流變壓器不良、分割絕緣不良、道岔安裝裝置絕緣不良、軌道電路限流電阻簧片接觸不良、軌端接續(xù)線、跳線塞釘或連接螺絲接觸不良等，這些都會(huì)造成軌道電路電壓出現(xiàn)不同幅度下降和曲線波動(dòng)。（4）當(dāng)DG軌道受端電阻短路時(shí)，造成本區(qū)段軌道電壓升高，同時(shí)DG1軌道電壓略有下降，可以判斷為一送雙受軌道電路區(qū)段受端電阻短路造成的故障曲線，因立即對(duì)室外箱盒內(nèi)各部件及端子情況進(jìn)行檢查測(cè)試。（5）工務(wù)妨害影響，例如地錨拉桿、規(guī)矩桿不良都會(huì)造成軌道電路曲線的波動(dòng)，因定期對(duì)工務(wù)桿件絕緣進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)軌道電壓波動(dòng)，利用萬用表、軌道電路故障診斷儀等進(jìn)行檢查，數(shù)據(jù)異常地段，對(duì)工務(wù)桿件絕緣進(jìn)行重點(diǎn)測(cè)試。（6）防雷補(bǔ)償器（FB1、FB2）是室內(nèi)設(shè)備造成軌道電壓波動(dòng)及下降的主要原因，多由于更換鋼軌、雷擊造成，在施工及雨季應(yīng)加強(qiáng)測(cè)試頻次，分析軌道電壓是否下降，并檢查防雷補(bǔ)償器內(nèi)部是否有打火發(fā)黑的情況。（7）電氣化區(qū)段接觸網(wǎng)停電作業(yè)及回流不暢均會(huì)對(duì)軌道電路曲線造成影響，主要反映為軌道曲線波動(dòng)，在調(diào)閱微監(jiān)站場(chǎng)行車情況，對(duì)比曲線波動(dòng)時(shí)間，再依據(jù)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)橫向連接線及吸上線的實(shí)際走向調(diào)查后進(jìn)行處理。

3 25Hz相敏軌道電路故障處理

3.1 初步判斷故障

處理及分析軌道電路故障時(shí)，應(yīng)充分利用微機(jī)監(jiān)測(cè)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的采集，通過調(diào)閱曲線、回放站場(chǎng)進(jìn)行分析，初步判斷故障發(fā)生的原因。

3.2 室內(nèi)外故障判斷

室內(nèi)外故障判斷一般在送、受端分線盤或軌道測(cè)試盤表頭測(cè)量電壓及電流值來分析判斷，分別在送端及受端進(jìn)行測(cè)試，若送端無電壓，可以判斷故障在室內(nèi)，若送端電壓正常，受端無電壓，可以判斷故障點(diǎn)在室外，為準(zhǔn)確故障點(diǎn)范圍，可以依據(jù)以下測(cè)試方法進(jìn)行進(jìn)一步的判斷。（1）當(dāng)測(cè)試故障區(qū)段接受電壓比正常值高，則多為室內(nèi)開路故障。（2）若接收電壓比正常值低或?yàn)椤?”V，需進(jìn)一步甩開接收電纜，在電纜上測(cè)試判斷。1）在分線盤甩開接收端電纜，測(cè)試電纜電壓，比正常值略高時(shí)，則判斷室外正常，故障點(diǎn)在室內(nèi)。2）在分線盤甩開接收端電纜，測(cè)試電纜上電壓值仍為“0”或較低，則需進(jìn)一步在分線盤測(cè)試發(fā)送電源是否正常、接收端電纜環(huán)阻測(cè)試是否正常，若發(fā)送電源正常則判斷故障點(diǎn)在室外。

3.3 故障性質(zhì)判斷

按設(shè)備故障性質(zhì)主要分為開路故障（斷線故障）及短路故障（混線故障）。（1）設(shè)備發(fā)生開路故障時(shí)，測(cè)量時(shí)軌道送電端電壓會(huì)明顯上升，回路中的電流值下降，送電端電阻兩端的電壓也會(huì)明顯下降，變壓器Ⅱ次電壓等于軌面電壓，電阻無電壓，應(yīng)按照受電端方向，逐段測(cè)試電壓來判斷故障點(diǎn)。開路故障一般發(fā)生在以下器材：電纜、扼流變壓器、軌道電壓器、適配器及器材之間的連接線、鋼軌、鋼絲繩引接線、鋼軌接續(xù)線等處。（2）設(shè)備發(fā)生短路故障時(shí)，測(cè)量時(shí)軌道送電段電壓會(huì)明顯下降，回路中的電流上升，送端電阻兩端電壓也會(huì)明顯上升，變壓器Ⅱ次電壓等于電阻電壓，應(yīng)按照受電端方向，查找電流方向，可以使用軌道電路故障診斷儀或卡流表進(jìn)行測(cè)試，優(yōu)先檢查絕緣的使用狀況。短路故障一般發(fā)生在以下器材：鋼絲繩引接線、鋼軌絕緣、道岔安裝裝置、尖軌連接桿絕緣和軌距桿絕緣等處。

3.4 故障查找方法

對(duì)于軌道電路短路及開路故障，現(xiàn)場(chǎng)使用較多且判斷準(zhǔn)確迅速的主要有電壓法和電流法。（1）電流法?？蓮乃投碎_始用電流鉗依次測(cè)試各單元回路是否有電流，如果電流大于正常值，說明該回路有短路；如果電流為0，說明該回路中有開路。（2）電壓法。測(cè)試送端限流電阻電壓和正常值進(jìn)行比較。1）如果比正常值高，說明電源已送至送端箱盒內(nèi)，初步判斷為電阻之后有短路。2）如果和軌道變壓器Ⅱ次側(cè)電壓值很接近，而XB箱至抗流變壓器端子無電壓時(shí)，進(jìn)一步測(cè)試軌道變壓器Ⅱ次側(cè)回路電流值，如果電流為0，判斷為該限流電阻器內(nèi)開路，如測(cè)試電流值較大，判斷為該回路有短路。3）如和正常值接近，應(yīng)按圖逐步測(cè)試抗流變壓器信號(hào)圈、軌道圈、軌面電壓進(jìn)行判斷。

3.5 室外短路查找

（1）電壓法。判斷為短路故障后，甩開發(fā)送端XB箱至抗流變壓器信號(hào)圈端子，當(dāng)甩開端子測(cè)試配線電壓比正常值明顯升高時(shí)，短路點(diǎn)在測(cè)試點(diǎn)之后。（2）電流法。依次測(cè)量各回路電流值進(jìn)行比較，測(cè)試回路中信號(hào)電流值比正常升高時(shí)，判斷該回路有短路。也可使用軌道電路數(shù)字智能診斷儀進(jìn)行查找，沿送端至受端方向查找，電路前后電流會(huì)有明顯變化，也可使用卡流鉗張開在軌面上從送端至受端滑動(dòng)，當(dāng)滑動(dòng)至某處電流有明顯變化時(shí)，判斷為短路點(diǎn)。

3.6 故障查找注意事項(xiàng)

（1）在發(fā)生軌道電路故障后，不要盲目臆測(cè)故障點(diǎn)，應(yīng)合理調(diào)配人員通過集中監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)軌道曲線及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，另一方面安排人員在室內(nèi)進(jìn)行測(cè)試區(qū)分室、內(nèi)外故障，壓縮故障延時(shí)。（2）在室外故障判斷時(shí)，應(yīng)就近測(cè)量送、受端軌面電壓、電流值判斷。（3）若故障判斷為軌道變壓器箱盒內(nèi)部時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)對(duì)斷路器是否跳閘、各部端子連接是否良好，逐段分析判斷故障點(diǎn)。（4）若故障判斷為扼流變壓器時(shí)，若軌道變壓器電壓已送出，扼流變壓器箱無電，故障可以判斷為扼流變壓器至軌道變壓器箱電纜斷線，要倒替?zhèn)溆秒娎|進(jìn)行處理。另外可以使用卡流表測(cè)試防腐線過流情況，若無電流或雙根防腐線電流不平衡，可以判斷防腐線不良造成。（5）開路故障應(yīng)注意檢查軌道區(qū)段中相關(guān)的連接線，即軌端連接線、道岔跳線和變壓器箱連接線。若從送電端至受電端順序查找，發(fā)生電壓突然下降處可以判斷為故障點(diǎn)，若從受電端至送電端順序查找，發(fā)生電壓突然上升處可以判斷為故障點(diǎn)。（6）因軌面電壓標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值較低，使用MF-14型萬用表測(cè)試時(shí)不易進(jìn)行數(shù)據(jù)的前后對(duì)比分析，應(yīng)經(jīng)可能使用移頻表進(jìn)行測(cè)試。（7）若控制臺(tái)同時(shí)顯示多個(gè)軌道區(qū)段發(fā)生紅光帶，應(yīng)仔細(xì)對(duì)室內(nèi)相關(guān)軌道組合進(jìn)行檢查，判斷故障區(qū)段是否在同一組合架上，檢查該組合零層KF熔斷器是否故障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張根才.淺談97型25Hz相敏軌道電路的調(diào)整 [J].鐵道通信信號(hào)，2010（02）.

[2] 蔡宏偉.25HZ相敏軌道電路原理及故障處理研究 [J].工程技術(shù)：全文版，2016（06）.

作者簡介：焦更紅（1977.05—），女，山東平度人，助理工程師，工學(xué)學(xué)士學(xué)位。研究方向：鐵道信號(hào)。