益湛線典型雷害故障分析及解決方案

許國權(quán)

（中國鐵路南寧局集團(tuán)有限公司電務(wù)處，南寧 530029）

益湛線于2009年開通運(yùn)營，起點(diǎn)為廣州局集團(tuán)有限公司益陽東站，終點(diǎn)為南寧局有限集團(tuán)公司玉林東站，從玉林II場接入既有黎湛線延伸至湛江站。南寧局集團(tuán)有限公司管內(nèi)車站依次為零陵、富家橋、雙牌、尚仁里、白果村、理家坪、道州、江永、橋頭鋪、江華、大路鋪、洪塘、福利、富川、井山、鐘山、賀州、賀街、長灘、樂善、信都、石橋北、龍?zhí)?、旺甫、梧州北、梧州、孔良、埌南、富埇、羅同、糯垌、岑溪北、岑溪、馬路圩、大坡村、容縣、北流東、北流、玉林東，共39個車站，屬非電氣化單線半自動閉塞，采用繼電集中聯(lián)鎖設(shè)備，軌道電路為97型25 Hz相敏軌道電路疊加ZPW-2000A發(fā)碼。

1 研究原因和背景

雷電侵入、損壞設(shè)備是鐵路電務(wù)設(shè)備故障的重要原因之一。如何有效防范雷害成為電務(wù)重點(diǎn)研究的關(guān)鍵課題。近年，隨著大量電氣化鐵路建設(shè)和防雷整治，雷害故障得到一定的控制，但在一些非電氣化鐵路區(qū)段仍呈現(xiàn)多發(fā)狀態(tài)，特別是益湛線南寧局集團(tuán)公司管轄的雷害故障一直居高不下。2016年，南寧局集團(tuán)有限公司管轄共發(fā)生45件電務(wù)雷害設(shè)備故障，其中益湛線發(fā)生15件，占比33.3%；2017年，中國鐵路南寧局集團(tuán)有限公司共發(fā)生36件電務(wù)雷害設(shè)備故障，其中益湛線發(fā)生12件，占比也為33.3%?？梢?，益湛線雷害故障的占比較高，因此，分析益湛雷害故障多發(fā)的原因，采取防范措施，遏制雷害故障，顯得尤為關(guān)鍵和迫切。

2 益湛線典型雷害故障分析

2.1 零陵站2017年5月3日雷害故障

2017年5月3日22：15，雷雨中，益湛線零陵站對楠木塘站方向半自動閉塞發(fā)車表示燈在無車占用區(qū)間的情況下，由綠燈變紅燈，造成已開放好的上行II道出站信號非正常關(guān)閉。調(diào)閱發(fā)現(xiàn)IIAG區(qū)段軌道電壓瞬間下降如圖1所示，說明信號非正常關(guān)閉是因IIAG軌道區(qū)段紅光帶造成。

進(jìn)一步測試發(fā)現(xiàn)，分線盤IIAG區(qū)段防雷元件損壞，室內(nèi)防雷補(bǔ)償器損壞。

綜合分析，判定故障原因為雷擊造成室內(nèi)FB-1型防雷補(bǔ)償器放電泄流原理如圖2所示，使IIAG二元二位軌道繼電器線圈瞬間短路、電壓下降、失磁落下，導(dǎo)致閃紅光帶。

2.2 江永站2016年4月4日雷害故障

2016年4月14日01：23，雷雨中，益湛線江永站3DG、5-11DG軌道區(qū)段閃紅光帶1 s鐘后自動恢復(fù)，調(diào)閱發(fā)現(xiàn)兩個區(qū)段軌道電壓同時瞬間下降后恢復(fù)如圖3所示。

經(jīng)對分線盤防雷元件進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)部分防雷元件測性超標(biāo)，說明曾有較強(qiáng)雷電侵入。

通過外觀檢查發(fā)現(xiàn)，3DG、5-11DG軌道區(qū)段室內(nèi)防雷補(bǔ)償器FB-1防雷硒片有明顯介質(zhì)溢出。判斷造成軌道電路閃紅光帶的原因為，強(qiáng)雷電從室外侵入后未完全泄流入地，而殘留部份電流引入室內(nèi)，經(jīng)防雷補(bǔ)償器繼續(xù)泄流，使3DG、5-11DG區(qū)段二元二位軌道繼電器電壓瞬間下降，出現(xiàn)閃紅光帶現(xiàn)象。

經(jīng)過對以上兩起雷害的分析，發(fā)現(xiàn)共性問題是雷電從室外侵入室內(nèi)后，分線盤防雷元件無法完全泄流，又經(jīng)防雷補(bǔ)償器繼續(xù)放電泄流，使軌道繼電器線圈瞬間短路、電壓下降、失磁落下，導(dǎo)致閃紅光帶。

3 益湛線雷害造成軌道電路閃紅光帶問題解決方案

經(jīng)南寧局集團(tuán)有限公司電務(wù)處組織技術(shù)人員進(jìn)行研究、攻關(guān)，確定了解決益湛線軌道電路雷害問題的方案：通過補(bǔ)強(qiáng)設(shè)備抗干擾措施，將97型25 Hz相敏軌道電路二元二位軌道繼電器的復(fù)示繼電器由JWXC-1700型改為JWXC-H310型，利用JWXC-H310繼電器的緩放特性，減少雷電干擾瞬間軌道電路閃紅光帶。該方案得到中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司通信信號設(shè)計研究院的認(rèn)可，并出具技術(shù)工作聯(lián)系單（南寧技聯(lián)號[2017]第02號），由南寧局集團(tuán)有限公司電務(wù)處組織實(shí)施。

3.1 具體改造方案

將原二元二位軌道繼電器的復(fù)示繼電器JWXC-1700改為JWXC-H310型；疊加電碼化的軌道電路區(qū)段新設(shè)用于電碼化的復(fù)示繼電器（可利用替換下來的原JWXC-1700繼電器），并新設(shè)軌道復(fù)示繼電器組合修改原理如圖4所示，發(fā)碼電路作相應(yīng)修改如圖5所示。

3.2 主要工作內(nèi)容

新增JWXC-H310型軌道復(fù)示繼電器；新增用于電碼化的軌道復(fù)示繼電器組合；修改相應(yīng)配線。

4 益湛線雷害造成軌道電路閃紅光帶問題整治效果

根據(jù)中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司通信信號設(shè)計研究院的設(shè)計方案（南寧技聯(lián)號〔2017〕第02號），南寧局集團(tuán)有限公司電務(wù)處組織柳州、南寧電務(wù)段對益湛線管轄內(nèi)39個站進(jìn)行了改造施工，將786個25 Hz軌道電路區(qū)段二元二位軌道繼電器的復(fù)示繼電器JWXC-1700改為JWXC-H310型，并相應(yīng)設(shè)置用于發(fā)碼區(qū)段的復(fù)示繼電器。在2017年10月完成改造后，益湛線南寧局集團(tuán)有限公司管轄內(nèi)未發(fā)生因雷害造成軌道電路閃紅光帶故障，解決了雷害多發(fā)的問題。

5 結(jié)束語

益湛線屬非電氣化鐵路，且沿線多處于山區(qū)地帶，雷電發(fā)生比較頻繁，鐵路設(shè)備受雷電侵襲影響運(yùn)輸安全和秩序的風(fēng)險系數(shù)較高，解決了雷害造成軌道電路閃紅光帶多發(fā)的問題，具有重要意義。也是為解決其他非電氣化鐵路軌道電路雷害問題提供借鑒，同時也是完善25 Hz軌道電路設(shè)計方案的關(guān)鍵。