廠區(qū)軌道電路區(qū)段故障原因分析及對策

羅素娟

（酒泉鋼鐵（集團）有限責任公司 運輸部，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

當前，軌道電路作為鐵路信號系統(tǒng)的重要組成部分在冶金鐵路得到了廣泛的應(yīng)用，隨著冶金企業(yè)自動化水平的不斷提高，冶金鐵路信號設(shè)備的更新?lián)Q代、改造以及先進技術(shù)的引進逐步升級，目前酒鋼廠內(nèi)主要采用JZXC-480 型交流軌道電路和25HZ 相敏軌道電路兩種制式，由于受到現(xiàn)場外部環(huán)境的影響，部分鐵路線路的大負荷、超強載重、重污染，鐵路信號設(shè)備特別是軌道電路設(shè)備受現(xiàn)場復雜惡劣的運行環(huán)境及繁多的人為干擾因素影響，部分區(qū)域的軌道電路被現(xiàn)場的鐵粉、煤粉、焦油、氧化鋁、水渣池玻璃絲等覆蓋，嚴重干擾到軌道電路的分路靈敏度，故障頻發(fā)，從而影響到正常的行車組織、擾亂運輸秩序。

文章從軌道電路設(shè)備構(gòu)成、故障反饋、影響環(huán)境等方面入手，分析總結(jié)引起故障的原因，提出一些貼切現(xiàn)場實際的對策、措施，消除因軌道電路故障影響行車運輸組織的被動局面，達到降低信號維檢人員勞動強度，確保冶金鐵路行車安全、提高運輸效率的目的。

1 軌道電路的構(gòu)成及工作原理

軌道電路是一種適合于廠礦企業(yè)、鐵路線路反映站場機車車輛占用狀態(tài)的一種顯示。目前在鋼鐵企業(yè)中許多鋼廠使用較為廣泛，酒鋼使用近1000組，它將道岔、進路、信號三者聯(lián)鎖，車站值班員在室內(nèi)控制臺上可以確認進路及機車的位置，在辦理信號開放前，檢查區(qū)段占用情況及軌道電路狀態(tài)。電路原理如圖1 所示。

圖1 交流軌道電路原理圖

2 軌道電路故障現(xiàn)象及原因

2.1 異常紅光帶及原因

2.1.1 “紅光帶”現(xiàn)象

控制臺軌道區(qū)段長期顯示紅光帶無法消除，不能實時的正確顯示現(xiàn)場機車車輛的作業(yè)情況，由于進路檢查條件制約導致信號開放條件不滿足無法開放，室內(nèi)車站值班員不能按照正常方式排列進路，嚴重制約了鐵路運輸生產(chǎn)組織，對高爐區(qū)域的鐵水和鋼渣、鐵渣運輸造成很大的影響。煉鐵站至鑄鐵區(qū)焦化走行線長期被煤粉覆蓋導致道床漏泄特別是雨季下雨頻繁道口積水，造成控制臺“紅光帶”，導致進路無法辦理，進入該區(qū)域需人工確認現(xiàn)場情況，據(jù)統(tǒng)計每天通過該軌道區(qū)段的機車車輛為60 次左右，嚴重影響了鐵路運輸作業(yè)效率；同時信號工清理一次需要5-7h，2017 年4 月至今該類故障共發(fā)生了6 次。

2.1.2 原因分析

廠區(qū)內(nèi)冶金室外鐵路信號設(shè)備環(huán)境惡劣，尤其在高爐區(qū)域軌道電路箱盒進水、軌道電路區(qū)段鋼軌被雨水淹沒、周圍有金屬粉塵污染、設(shè)備環(huán)境高溫潮濕等造成。

2.2 “飛車”拉光帶及原因

2.2.1 “飛車”現(xiàn)象

鋼軌長期沒有機車通過或新建鐵路，辦理調(diào)車進路后機車占用區(qū)段時室內(nèi)軌道繼電器GJ 接收不到穩(wěn)定的軌道電壓不能可靠落下、室內(nèi)信號控制臺紅光帶顯示時有時無間斷閃爍，從而導致辦理的列車進路或調(diào)車進路不能正常解鎖或存在車列未全部出清區(qū)段提前解鎖的現(xiàn)象。室內(nèi)值班員無法確認現(xiàn)場機車實際位置，如果此時再進行人工故障解鎖、搬動道岔或重新辦理了其他重疊或相互沖突的進路就可能會導致其他進路的調(diào)車信號錯誤開放、室外道岔在機車運行中錯誤轉(zhuǎn)換，造成嚴重的行車事故。廠區(qū)內(nèi)長期沒有車列經(jīng)過或運輸作業(yè)量較小鐵路使用率不高的軌道電路區(qū)段，經(jīng)常出現(xiàn)“飛車”現(xiàn)象，信號工花費了大量的時間進行了鋼軌打磨除銹后，基本上平均每兩周就會再次出現(xiàn)以上現(xiàn)象，重復性的工作加大了信號工的維修工作量，此問題無法得到有效解決，運輸作業(yè)一直采用調(diào)車員現(xiàn)場確認的方式，對鐵路運輸帶來了極大的不便和不安全基礎(chǔ)。根據(jù)鐵路行業(yè)經(jīng)驗和酒鋼廠區(qū)鐵路案例，軌道電路“飛車”現(xiàn)象對鐵路行車的危害是極其嚴重。2015 年以來酒鋼廠區(qū)鐵路發(fā)生過因此導致的險性事故2 起，雖然未造成大的損失，但是對既有鐵路機車在站內(nèi)作業(yè)安全造成威脅和不穩(wěn)定因素。

2.2.2 原因分析

廠內(nèi)鐵路地處環(huán)境不良，污染嚴重，軌面不清潔，機車壓入?yún)^(qū)段后，增大電阻造成列車與軌面分路不良不能完全短路，造成DGJ 線圈仍有一定的電流通過，達到最低吸起值保持勵磁。機車通過后系統(tǒng)默認為該區(qū)段車列沒有到達，導致進路留有一段白光帶，不能正常解鎖。

以上現(xiàn)象由于信號聯(lián)鎖系統(tǒng)不能正確采集現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)，造成室內(nèi)控制臺顯示與室外不一致，車列通過時需車站調(diào)車員現(xiàn)場確認，人工引導機車進行作業(yè)。同時需花費大量時間和人力來清除現(xiàn)場鐵礦粉、煤粉、焦油、玻璃絲等覆蓋物，以及進行鋼軌除銹等手段來提高軌道電路可靠分路?，F(xiàn)場存在著嚴重的設(shè)備不穩(wěn)定性，同時也影響到了整個公司鐵路運輸保產(chǎn)服務(wù)質(zhì)量。

3 降低軌道電路“紅光帶”“飛車”故障率的措施

針對酒鋼廠區(qū)鐵路軌道電路故障高發(fā)的現(xiàn)實問題，結(jié)合鐵路設(shè)備環(huán)境、運行狀況，2018 年通過技術(shù)改造采取了一些防控措施，取得了一定的效果。

1）針對煉鐵站焦化走行線、鐵水小站2 道北頭軌道電路長期受現(xiàn)場煤粉、焦油、水渣池玻璃絲等覆蓋影響嚴重、軌道電路經(jīng)常反應(yīng)出“紅光帶”的狀況，現(xiàn)場采取了原來的JZXC-480 型交流軌道電路制式引進計軸軌道電路制式代替。

（1）計軸軌道電路。計軸軌道電路：如圖2 所示。是機車車輛進入和開出計軸點所采集的區(qū)段時經(jīng)過車輛軸數(shù)的變化后計算的結(jié)果，來確定該區(qū)段的有車或無車情況?？刂婆_上有計軸表示燈，值班員可以通過表示燈的顯示，了解區(qū)段占用情況，當機車從進路前方駛?cè)雲(yún)^(qū)段始端，室內(nèi)計軸系統(tǒng)計數(shù)器開始計數(shù)，系統(tǒng)自動識別車列運行方向。這時終端設(shè)備沒有車列經(jīng)過沒有顯示，系統(tǒng)根據(jù)軸數(shù)信息經(jīng)比較不一致后，顯示區(qū)段有車占用，此時該區(qū)段軌道繼電器落下。室內(nèi)顯示單元屏幕反映區(qū)段計軸情況。當機車通過終端，室外終端傳感器開始采集軸數(shù)，室內(nèi)系統(tǒng)經(jīng)比較后反映出區(qū)段計軸數(shù)量遞減，當始端和終端通過計算后反映計軸數(shù)量一致時，表示該軌道電路區(qū)段空閑機車完全出清占用過的軌道電路區(qū)段，室內(nèi)該區(qū)段軌道繼電器勵磁，系統(tǒng)自動恢復原始狀態(tài)。

圖2 計軸軌道電路示意圖

（2）計軸電路傳感器的防干擾能力。設(shè)備外用電源為交流220V，傳感器采用整體全密封結(jié)構(gòu)，使它具有很強的抵抗外界干擾能力和惡劣作業(yè)環(huán)境影響的能力，在特殊環(huán)境比如下雨、下雪、潮濕天氣和鋼軌軌面結(jié)冰時都能正常工作。安裝位置都在鐵路鐵軌的一個方向，電流方向順著鐵軌方向與機車傳輸及電氣化區(qū)域軌道電路鋼軌電路方向相互垂直，因此不受車列牽引電流及電氣化區(qū)域軌道電流的影響。取消了室內(nèi)控制臺、電源屏、組合等設(shè)備，大幅度降低了投資。

（3）導電物質(zhì)自然落灰較薄覆蓋傳感器上方以及 沙土等非金屬導電物質(zhì)堆積，不會影響正常運行。焦化走行線區(qū)域環(huán)境復雜，外界干擾大。鋼軌兩側(cè)有大量塵土堆積，埋住傳感器，會影響正常運行，因此要加強點檢和定修，經(jīng)常進行現(xiàn)場巡視，對設(shè)備進行塵土清掃和周圍環(huán)境清潔。煉鐵站焦化走行線長期被煤粉覆蓋區(qū)域為軌道區(qū)段全長2km 內(nèi)的中間600m 范圍，中間為長區(qū)間，將計軸傳感器安裝位置設(shè)置在區(qū)段兩端，確保現(xiàn)場環(huán)境良好，不存在大量煤粉覆蓋的情況，安裝后定期點檢即可保證設(shè)備的正常使用。

（4）鐵水小站3#、5# 道岔以及8#、10# 道岔現(xiàn)場實際位置較近，重新對軌道電路區(qū)段的劃分進行了改進，同時在最遠處2# 道岔末端加裝了軌道受端，提高了軌道電路的可靠性；部分軌道電路工作不穩(wěn)定，對繼電器接點以及受電端電壓進行了調(diào)整。

2）針對廠區(qū)內(nèi)長時間沒有機車通過、或鐵路利用率不高機車作業(yè)量較低的軌道電路區(qū)段，鋼軌表面嚴重腐蝕，車列通過時軌道電路經(jīng)常反應(yīng)出“飛車”的狀況，2018 年現(xiàn)場采取了引進軌面涂鍍防銹導電金屬技術(shù)。

（1）軌面涂鍍防銹導電金屬技術(shù)是目前鐵路應(yīng)用廣泛和效果良好的技術(shù)，酒鋼廠區(qū)嘉西站2 個區(qū)段、嘉北9 個區(qū)段、煉鐵站7 個區(qū)段、嘉東站2 個區(qū)段工20 個區(qū)段進行了引進。是在鋼軌軌面上噴上一層導電性能好、抗銹蝕的涂層面，用以解決軌道電路分路不良的技術(shù)方法。

（2）電刷鍍技術(shù)是根據(jù)廠區(qū)內(nèi)鐵路鋼軌特殊的使用條件、環(huán)境等特點，對軌道區(qū)段的整體性、有效性進行的技術(shù)改造。噴涂前需對鋼軌軌面進行處理：信號工用砂紙打磨鋼軌進行除銹，露出鋼軌原有表面，由于酒鋼廠區(qū)站場分散，信號工利用了近2個月的時間進行該項工作。應(yīng)用鋼軌涂層技術(shù)，解決了酒鋼廠區(qū)部分區(qū)段軌道電路分路不良的現(xiàn)狀。改造后的區(qū)段可以允許5 萬軸以上車輪經(jīng)過和滿足使用3.5 年的計劃時間。

（3）改造實施后，大大提高了酒鋼廠區(qū)鋼軌使用的安全性，確保機車在線路上運行室內(nèi)軌道繼電器GJ 可以完全落下，保證軌道電路區(qū)段實現(xiàn)進路、道岔、區(qū)段的可靠鎖閉，有效避免了車站值班員在控制臺上辦理出敵對進路、錯誤辦理將進路提前解鎖、搬動道岔使室外道岔改變開通方向等嚴重的安全隱患，有效預防事故發(fā)生，保證機車運行中運輸作業(yè)的安全。

4 后期的措施

1）計軸軌道電路為酒鋼首次引進，因此必須加強信號工的技術(shù)培訓，提高酒鋼信號工的維修技術(shù)水平，盡快掌握新技術(shù)，滿足運輸生產(chǎn)安全的發(fā)展需要。

2）及時制定《計軸軌道電路維修技術(shù)標準》并對《鐵路信號設(shè)備維護使用規(guī)程》進行更新，保證規(guī)程、制度完整。

5 結(jié)束語

廠內(nèi)部分軌道電路區(qū)段經(jīng)過實施計軸軌道電路及軌面涂鍍防銹導電金屬技術(shù)后，大大提高了酒鋼廠內(nèi)信號設(shè)備的安全性能，更加保證了鐵路信號設(shè)備的穩(wěn)定順行，同時也使我們從中學到了不少知識，是一個很好的實踐過程。通過近1 年的使用，設(shè)備運行穩(wěn)定、維修量小，完全能夠保證鐵路運輸?shù)男枰?。在今后的使用過程中，我們將不斷的改進和完善，同時由于引進了鐵路上比較先進的技術(shù)，在酒鋼廠內(nèi)也是首次應(yīng)用，基于使用后良好的效果，今后可以考慮在廢鋼站化產(chǎn)線、嘉西站電解鋁及料場部分區(qū)域逐步進行推廣，從而使鐵路信號設(shè)備更好的為運輸保產(chǎn)服務(wù)。