鐵路信號電路虛接故障的分析與處理解析

陳思哲/神華準格爾能源有限責任公司大準鐵路公司朔州公司

鐵路信號電路虛接故障的分析與處理解析

陳思哲/神華準格爾能源有限責任公司大準鐵路公司朔州公司

隨著鐵路列車速度的不斷提升，對鐵路自動控制系統(tǒng)的可靠性要求也越來越高，為了實現(xiàn)鐵路信號的自動控制運用了大量的模擬電路，這些電路雖然形式和用途不同，但都是使用電線(電纜)或者導線連接起來的，所以信號設(shè)備上的電路連接質(zhì)量很重要，經(jīng)常發(fā)生由于連接或使用中發(fā)生的線路間接觸不實，以下敘述為“虛接”，從而造成行車設(shè)備故障中斷，最后影響行車。

鐵路信號；電路虛接故障；分析；處理

一、提出問題

經(jīng)統(tǒng)計現(xiàn)場設(shè)備電路發(fā)生虛接的問題，產(chǎn)生的主要原因有以下方面:

1.設(shè)備配線間連接工藝不良。如電纜接續(xù)壓接或焊接時簡化工藝標準，沒有將接頭處做實。有時施工條件差，施工環(huán)境潮濕也將造成電路連接工藝質(zhì)量的下降。

2.固定連接線頭的螺絲在運用過程中發(fā)生松動。許多電路的線頭連接處都是用螺絲擰緊固定的，這些螺絲要采取必要的防松措施，如:加彈簧墊圈(備帽)緊固措施沒有到位，或運用中螺絲反松，因為緊固力量不足造成的電路虛接。

3.使用焊接或壓接方式連接的端子，因老化形成的焊接質(zhì)量或壓接力量不足造成的虛接問題。

4.有時電路中通過較大的沖擊電流時，也會造成電路發(fā)生虛接現(xiàn)象。經(jīng)總結(jié)，由于這些虛接問題產(chǎn)生的原因不同，發(fā)生虛接故障后，相當于在電路中串入了電阻效應，其電阻值也是無法確定的。因而當發(fā)生此類故障時，在分析和處理時就顯得非常困難。以下通過對一些鐵路現(xiàn)場發(fā)生電路虛接問題的實例分析，使現(xiàn)場人員能夠提前預防虛接故障影響，發(fā)生故障后能夠快速準確的找到故障點的目的。

二、舉例分析

（一）故障現(xiàn)象

某區(qū)間3208G為ZPW－2000A型軌道電路，一次改變運行方向后軌道電路發(fā)生紅光帶，在衰耗盤測試孔測得軌入電壓較低。

（二）處理過程

故障處理人員在軌道電路反向的狀態(tài)下，首先重點測量接收器反向相鄰軌道條件電壓+24V，電壓值正常。之后測量室內(nèi)送受電端通道上QZJ后接點，QFJ前接點間的電路電壓值，送端通道上的功出電壓在QZJ后接點間電壓正常，約為110V(發(fā)送器調(diào)整在4級電平檔位)，而在接收通道上QFJ第3、4組接點處測量電壓降低為原理的1/3，在反向接收端電纜模擬網(wǎng)絡(luò)盤上測試設(shè)備側(cè)電壓時，電壓值較正常值稍大，此時才確定為接收通道故障，經(jīng)過進一步查找，排除了虛接故障點?？偨Y(jié)整個故障處理過程:不能快速準確的去反向接收通道電路上測量，而是直接根據(jù)判斷去查找與正向不同部分電路，耽誤了大量的故障處理時間，且逐步找到故障后，也不能準確斷定故障點。

（三）原因分析

對于ZPW－2000A型軌道電路來說，正方向時QZJ吸起，QFJ落下，通過QZJ前接點、QFJ后接點、電纜模擬網(wǎng)絡(luò)、室外軌道電路形成了電氣回路，軌道正常工作。反向時發(fā)送接收通道電路是靠QZJ落下，QFJ吸起接點條件區(qū)分的，通過QZJ后接點、QFJ前接點、電纜模擬網(wǎng)絡(luò)、室外軌道電路形成的回路。在這個故障查找過程中走了許多彎路，主要原因是:當區(qū)間反向后3208G出現(xiàn)的紅光帶，分析認為應該與正方向時已經(jīng)使用過的通道回路無關(guān)。所以故障查找人員才特別注意QZJ落下，QFJ吸起動作后的差別電路部分，尤其是先考慮排除接收器上小軌道的反向條件電路，還重點查找了通道上區(qū)間反向繼電器動作后的區(qū)分電路，雖然之后發(fā)現(xiàn)了軌道電路接收通道上的電壓較低，但還是果斷確定故障點，由此延長了故障處理時間。從本故障來看，是一個電路虛接性質(zhì)的問題，虛接位置在正方向發(fā)送(反向接收)通道上，應該是在虛接點處形成了一個約50～70歐的電阻效應，當電路在正方向時，由于后續(xù)電路(既向室外直到接收器端)的電阻值約為450歐姆，這兩個電阻在電路中為串聯(lián)關(guān)系。經(jīng)過計算，功出電壓為110V時，虛接點分得的電壓約10V，而負載方向上電壓仍可維持在100V左右，此時對整電路電壓來說沒有多少影響，一直到接收端的電壓還能達到原電路電壓的90%，軌道電路能夠正常工作。當電路轉(zhuǎn)向反向時，電路中原來的發(fā)送端變?yōu)榱私邮斩?，正常工作時，接收端電纜模擬網(wǎng)絡(luò)盒后電壓約為2～3V，其虛接點后續(xù)的電路負載電阻不過30歐，這個負載電阻與虛接處的電阻也是串聯(lián)關(guān)系，這時負載電阻上分得的電壓僅0．8V左右，大多數(shù)電壓。被虛接電阻消耗，使接收端得到的電壓僅剩正常值的30%，接收器輸入電壓不能達到要求的1．33V(根據(jù)查表)，接收器不能輸出GJ吸起的執(zhí)行電壓24V，最終使軌道電路產(chǎn)生紅光帶。

三、鐵路信號電路虛接故障案例及處理

（一）軌道電路故障以及處理措施

1.故障原因：

（1）鋼軌折斷很容易使得軌道電路發(fā)生空閑紅光帶，這是一種常見的故障問題，通常在冬天寒冷天氣中發(fā)生幾率大，如果鋼軌折斷，那么軌道電路會一直出現(xiàn)紅光帶，所以很容易被工作人員發(fā)現(xiàn)和檢測出來。而在春天季節(jié)或者是隧道環(huán)境內(nèi)，就算是鋼軌折斷，斷切面之間也會存在小部分的接觸，為故障檢測工作帶來一定的難度，工作人員很難快速的確定故障位置。

（2）絕緣接頭故障，其通常是單側(cè)絕緣接觸不良造成的，并且也很容易使另一側(cè)受到扣件因素影響出現(xiàn)短路故障。不僅如此，極性交叉位置的絕緣接頭也會經(jīng)常出現(xiàn)短路現(xiàn)象，從而造成空閑紅光帶。

（3）其他位置短路、設(shè)備故障、自然災害以及其他因素干擾等也會導致空閑紅光帶。

2.處理措施：

（1）加大對鋼軌的管理和維護。在鐵路運輸過程中，工作人員需要對鋼軌情況進行定期的檢查和維護，了解鋼軌易發(fā)生故障的時間和位置，并且在該階段加大檢查頻率，確保鋼軌能夠在冬天易發(fā)故障時間也能正常運行。在具體的檢查和維護工作中，工作人員應該對脫落的或者磨損嚴重的螺栓進行及時的調(diào)整和換新，認真排查每一個絕緣接頭，避免絕緣接頭出現(xiàn)短路現(xiàn)象。

（2）保證零扣件和相關(guān)設(shè)備的質(zhì)量，加強監(jiān)管工作。在軌道電路的具體施工中，應該根據(jù)施工要求選擇合適的、絕緣效果好以及質(zhì)量好的零扣件，確保施工的質(zhì)量。在施工完成之后，還要對其進行反復的檢測和調(diào)試，確保準確無誤后方可運行。

（二）內(nèi)室外故障以及處理措施

從性質(zhì)角度分析，軌道電路主要包括短路和開路兩種故障；而從發(fā)生地點分析，則是能夠分為室內(nèi)故障與室外故障，在故障查找和處理中應該遵循先室內(nèi)再室外的順序，結(jié)合故障的具體情況，采取針對性的處理措施。

1.室內(nèi)故障

當無法準確判斷室內(nèi)故障時，我們可以通過萬用表對受電端子和送電端子進行測量，當測線和正線送電端子的電壓分別為220V和110V時，表明室內(nèi)送電情況良好。相反的，則可以判斷室內(nèi)送電系統(tǒng)出現(xiàn)故障。同時，當受電端子比正常電壓高，這就表明室內(nèi)受電系統(tǒng)出現(xiàn)故障；相反的，當受電端子明顯低于正常電壓，需要先將受電端子甩開，然后再進行測量，當電壓出現(xiàn)上升現(xiàn)象，則室內(nèi)存在故障點，當電壓還是較低時，則應該到室外查找故障點。

2.室外故障

在測量過程中，如果發(fā)現(xiàn)軌條電流低，軌面電壓高時，說明出現(xiàn)開路故障，其中回路電流逐漸下降，送電端電壓逐漸上升。相反的，如回路電流逐漸上升，而送電端電壓逐漸下降，這時就是短路故障。

（三）ZD6道岔控制電路的常見故障及處理

1.表示電路故障及處理

當ZD6道岔失去表示時，首先應確認故障點在室內(nèi)還是室外。第一時間應在分線盤用交流220V測量X1，X3，如果有交流110V，說明故障在室外斷路狀態(tài)。這是要查看室外X1，X2，X3軟線是否配錯或是二極管是否擊穿；如果沒有交流110V，可判斷為室外短路或者是室內(nèi)故障。這時室外要查看是否有軟線或電纜封連，室內(nèi)應該差看道岔表示電源保險是否跳閘，看BD1-7表示變壓器配線是否按照一次線圈配到接點3，4上，二次線圈配到接點53，63上。施工過程中經(jīng)常會出現(xiàn)線圈1，2和3，4配錯的情況，應特別注意。

2.啟動電路故障及處理

當?shù)啦聿荒馨鈩踊蚩辙D(zhuǎn)時，應反復的定反位操縱，觀察現(xiàn)象。當把道岔從定位往反位搬動時，用直流220V表檔測X2，X4；當?shù)啦碛煞次幌蚨ㄎ话釀訒r，測X1，X4。如果表針有有超過一半的浮動，證明故障點在室外，應查看電纜及軟線的配線。如果表針不動，說明組合內(nèi)部配線錯誤或組合連接分線盤的配線錯誤，逐一查找。

（四）區(qū)間常遇的電路故障及處理

1.區(qū)間GJ不吸的處理。在區(qū)間模擬實驗中，會遇到區(qū)間軌道繼電器不吸起的情況，一般可通過以下幾個步驟的檢查就會快速找出GJ不吸的原因。

（1）發(fā)送器載頻調(diào)整端子連接對不對。如果端子連接錯誤頻率不對，GJ肯定不吸；

（2）發(fā)送器輸出電平是否符合要求，也就是電壓太小肯定不吸；

（3）模擬盤鈕子開關(guān)是否接通或者扳閘是否損壞，吸起落下尖頭必須標注清楚；

（4）接收器載頻調(diào)整是否正確，如果發(fā)送接收頻率不對應GJ也不西；

（5）收器電平調(diào)整主軌道連接是否正確；

（6）檢查區(qū)段模擬小軌道檢查條件有沒有24V電源，它是GJ吸起的必要條件。

2.接受器小軌道選型錯誤、XGJ不工作的處理。在區(qū)間模擬試驗過程中會經(jīng)常遇到小軌道繼電器不吸的問題，從而導致主軌道也不吸影響到整體試驗進程，快速查找小軌的具體的方法如下：

（1）要確認把發(fā)送器調(diào)成9級功出電平，在區(qū)間綜合柜上，將區(qū)間每個信號點處相鄰兩個區(qū)段的FS和JS用封線連接。

（2）在該信號點所在區(qū)段的衰耗盤上測得XG、XGH電壓為30-40V左右，同時在該信號點后方相鄰區(qū)段衰耗盤上測得XGJ、XGJH電壓也為30-40V。如果XG、XGH無電壓，可調(diào)整小軌道選型Z、F端子配線，依次快速測量檢查，沒有電壓的信號點則為故障點。

四、采取措施

總結(jié)類似電路虛接故障，結(jié)合發(fā)送接收通道上電壓值和負載不同的電路特點，抓住虛接故障的規(guī)律，找到判斷此類故障的捷徑，學會處理故障方法。(2)加強微機監(jiān)測分析和測試，在舉例中正向時發(fā)生虛接，會使負載電壓降低10%，在微機監(jiān)測中會記錄輸入電壓明顯波動，如果及時細心查找波動原因，能夠提前發(fā)現(xiàn)這個虛接隱患。(3)由于QZJ和QFJ長期只處在一個位置，斷開接點使用時容易發(fā)生虛接問題，這就要電務人員要增加改方試驗，當發(fā)生故障后多動作幾次QZJ和QFJ，使接點的自由行程發(fā)揮作用，消除虛接點。也可采用并聯(lián)冗余接點的辦法減少接點虛接問題的發(fā)生。(4)加強電路施工時的焊接工藝和日常維護水平，增加使用熱敏成像對端子或配線的檢查，通過電路虛接時的熱效應提前發(fā)現(xiàn)問題。

五、結(jié)束語

綜上所述，鐵路信號電路虛接常見故障及處理，均為鐵路信號施工及維護工作實際總結(jié)。通過分析總結(jié)，以期對其他相關(guān)工作提供借鑒。

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