鐵路信號25Hz相敏軌道電路故障分析

高武東

（國家能源包神鐵路集團神朔鐵路公司，陜西榆林791000）

0 引言

25Hz 相敏軌道電路，簡單而言就是一個工頻牽引電路通道，并且可以直接對25Hz 的輸出電壓信號進行傳輸。因此，在實際的鐵路運輸過程中，為維護電路的正常工作，就必須選擇專門的電源供給電能。在室內(nèi)，可以使用相應(yīng)的裝置與防護設(shè)備加以組合運用，而在戶外環(huán)境中，需要使用25Hz 諧振裝置供電，適應(yīng)當前鐵路系統(tǒng)的要求。近年來，隨著社會的發(fā)展，我國人民的生活水平日益提高，對軌道交通系統(tǒng)的標準與需求也在日益增加。為了更好地適應(yīng)社會當前的需要，保證人們的出行安全，需要及時進行各項工作，同時也必須處理好25Hz 相敏軌道電路中出現(xiàn)的故障問題，并根據(jù)各種問題提供相應(yīng)的方案設(shè)計，保證方案的合理執(zhí)行，鐵路信號裝置能夠平穩(wěn)工作。

1 25Hz 相敏軌道電路的基本原理

軌道電路電源首先由電源屏供給的25Hz 軌道電源及其局部供電，然后再通過點斷的25Hz 軌道變壓器、限流電阻和扼流變壓器相互銜接，并連通相應(yīng)的路軌區(qū)段通道，將受端的軌道變壓器、扼流變壓器相互連接，更好地將線路傳回室內(nèi)。局部電源再供給二元或二位繼電器的局部線圈，局部線圈電流與軌道線圈電壓均達標、局部電源相位超前軌道電源90o，將二元或二位繼電器吸起，軌道電路處在0.5 空閑狀態(tài)。與此相反，一旦二元或二位繼電器都沒有被吸起來，即軌道有車占用或故障，則軌道電路仍保持在分路狀態(tài)中。25Hz 相敏軌道電路自身也具備了較好的工作穩(wěn)定性，且維修簡便，能較好地抵抗牽引供電電流干擾，在實際應(yīng)用的過程中深受好評。

對列車的運行狀態(tài)進行監(jiān)督，以此實現(xiàn)信號系統(tǒng)的自動控制。鋼軌直接鋪設(shè)在室外道床上，易受到一些外界因素的干擾。鋼軌絕緣破損、雷電沖擊、牽引電流干擾、連接線斷線、通道短接、器材不良等都會影響軌道電路的正常使用，控制臺出現(xiàn)紅光帶，影響運輸安全和效率。因此，鐵路的電務(wù)部門、工務(wù)部門都應(yīng)該加強相關(guān)的工作，做好預(yù)防、維護工作，規(guī)避軌道紅光帶故障，確保信號設(shè)備的安全運行。

2 25Hz 相敏軌道電路的主要特點

25Hz 相敏的軌道電路的主要特點，還需要從以下方面加以論述：

其一，25Hz 相敏軌道電路具有可靠相位和頻率選擇性，對于軌道自身具有較好的保護作用。

其二，25Hz 相敏軌道電路可以防護不均勻牽引的影響，在較大程度上達到對軌道的整體防護，同時還可以保證較好的信息傳輸特性。

其三，25Hz 相敏軌道電路具有較好的傳輸效果，在外界條件相同的情況下，25Hz 相敏軌道電路相較于其他的軌道有較好的能量輸送效果，同時還可以解決比較低道砟電阻的問題，進而實現(xiàn)電路傳輸?shù)奶匦愿纳啤?/p>

其四，25Hz 相敏軌道電路自身具有較好的穩(wěn)定效果，基于50Hz 相敏軌道電路的設(shè)計原則進行設(shè)計，因此同樣具有工作頻率的穩(wěn)定特性。

其五，由于25Hz 相敏軌道電路在實際工作中可以達到90o的相位差，所以，可以更合理地進行電路的相位調(diào)整。

因為軌道繼電器的局部線圈受內(nèi)部單獨的分音器供電控制作用，所以，既不直接與軌道電源分音器進行連接，又不被接觸網(wǎng)的回流50Hz 所影響，提高了軌道繼電器的抗干擾能力屬性，不致受影響而產(chǎn)生錯誤工作，進而確保了軌道的順利工作。

3 25Hz 相敏軌道電路的構(gòu)成

25Hz 相敏軌道電路采用交流25Hz 電源進行連續(xù)供電，在受電端采用二元二位軌道繼電器，從而將50Hz 電源分為25Hz，作為軌道電路的專用電源，表1為繼電器額定參數(shù)。

表1 繼電器額定參數(shù)

4 25Hz 相敏軌道電路的故障分析

在信息集中監(jiān)控管理系統(tǒng)中，對25Hz 相敏軌道電路所采取的模擬量，主要是通過軌道電路的電壓量和相位角，分析軌道電路的電壓值和相位角變化的大數(shù)據(jù)，便于相關(guān)人員更準確了解當前軌道電路的狀況，并及時發(fā)現(xiàn)當前設(shè)備中出現(xiàn)的重大問題。正常的城市軌道交通系統(tǒng)在無車輛占用時，電流最大值和相位角都維持在規(guī)定范圍，電流波形變化很小、無明顯變形，軌道電路平穩(wěn)工作。在有車輛占用時，軌道電路分路殘壓低于《普速鐵路信號維護規(guī)則》（鐵總運〔2015〕238 號）的規(guī)范，微機監(jiān)測、控制臺命令穩(wěn)定顯示為紅光帶[1]。

4.1 軌道電路接收電壓大幅度下降

當區(qū)段列車經(jīng)過后，電流驟然減少，較長時間段數(shù)值都無法返回正常值，在這樣的情形下可以將故障區(qū)分成不同的種類：電務(wù)員必須結(jié)合實際具體情況進行現(xiàn)場的各項診斷，以便針對問題進行具體分析。在通常情況下產(chǎn)生這些問題的原因是：軌距桿絕緣不良、道岔故障絕緣不良、扼流變壓器內(nèi)部絕緣不良，導(dǎo)接線接觸不良、道岔絕緣不良、扼流變壓器內(nèi)部絕緣不良、導(dǎo)接線接觸不良、電纜或配線對地絕緣不良等[2]。

4.2 軌道電路電壓曲線經(jīng)常出現(xiàn)下降波動

軌道電路電壓發(fā)生明顯下降波動，導(dǎo)致這種問題的主要原因是接續(xù)導(dǎo)線、引接頭、跳線塞釘接觸不良等所引起。相關(guān)人員應(yīng)該立即進行現(xiàn)場的檢查排除工作，并針對不同的階段選擇不同的檢測手段。

4.3 軌道電路接收電壓超標

根據(jù)當前我國相關(guān)規(guī)定內(nèi)容，可以明確當前軌道電路接收有一定的范圍。在信號采集過程中，系統(tǒng)出現(xiàn)電壓曲線超出范圍上限。導(dǎo)致這種問題的主要原因是電壓調(diào)整不當以及其自身存在不穩(wěn)定因素等。相關(guān)人員應(yīng)該根據(jù)相關(guān)規(guī)定做好相應(yīng)的調(diào)整，確保電壓處于穩(wěn)定的狀態(tài)。

4.4 軌道電路電壓緩慢平滑下降

軌道電路電壓緩慢平滑下降，導(dǎo)致這種問題的主要原因是，在一些特殊的地段，特別是在降雨降雪期間，因為道床漏泄大等問題，會對電壓形成一定的影響。在信號采集監(jiān)測的過程中，電壓下降幅度相對較小，下降的曲線較為平滑。相關(guān)人員可以通過軌道電路傳輸通道檢查測試進行分析。

4.5 軌道電路電壓曲線頻繁出現(xiàn)瞬間上升波動

軌道電壓在調(diào)整狀態(tài)的前提下，發(fā)生了大幅震蕩，多由擾動所引起。相關(guān)人員必須予以重視，重點檢測牽引回流通道。

4.6 有車占用軌道電路時殘壓超標

列車在占用軌道電路時，殘壓值應(yīng)當達到《普速鐵路信號維護規(guī)則》（鐵總運〔2015〕238 號）規(guī)定標準。但如果殘壓嚴重超標，會產(chǎn)生軌道電路分路不良，無法正常指示車輛占用狀況，容易出現(xiàn)列車車輛沖突問題。而產(chǎn)生此類問題的大部分原因是電路控制不良，同時在軌道表面出現(xiàn)了銹蝕、撒砂等問題。此外，輕車占用、跳動或其他因素亦會造成分路不良。一送多受的區(qū)段更應(yīng)嚴格試驗與調(diào)整，各受端必須分別被占用，且殘壓值均不得超標[3]。

4.7 相鄰軌道電路區(qū)段電壓同時出現(xiàn)波動

相鄰的2 個區(qū)段，軌道電路電壓同時發(fā)生下降波動。在通常情形下同一時間發(fā)生相同震蕩，2 個區(qū)段的震蕩幅度與曲線大致存在一定的相似性，共同的因素在于2 個相鄰區(qū)段的絕緣不足或2 個相鄰區(qū)段的引接線短路。

5 25Hz 相敏軌道電路出現(xiàn)故障問題以及處理措施

關(guān)于25Hz 相敏軌道電路中在實際運用中常見的問題，以下從三個方面進行論述。

5.1 一個咽喉或全站紅光帶

處理措施：因軌道電路采用集中送電的方式，所以首先考慮室內(nèi)電源屏問題，檢查電源屏軌道電源輸出熔斷器，發(fā)現(xiàn)打落立即復(fù)位。若不能復(fù)位則甩開分線盤室外電纜，再次復(fù)位熔斷器還不能恢復(fù)則考慮電源屏至分線盤間電源線短路。如果可以復(fù)位則考慮分線盤至室外設(shè)備間電纜有短路，逐段測試電纜絕緣排查，檢查出后更換備用電纜即可。若電源屏軌道輸出熔斷器良好并測得220V，則判斷通道有開路，逐段測試電壓排查，檢查出后恢復(fù)電纜、配線連接即可。若軌道電源正常，檢查電源屏局部電源輸出熔斷器，發(fā)現(xiàn)打落立即復(fù)位，若不能復(fù)位則分別甩開軌道繼電器連線進行判別，更換不良配線即可恢復(fù)[4]。

5.2 相鄰區(qū)段紅光帶

處理措施：首先在微機監(jiān)測查看曲線是否在同一時間內(nèi)出現(xiàn)電壓下降或波動，如果在同一時間內(nèi)出現(xiàn)，就應(yīng)該考慮相鄰兩區(qū)段的公共連接部分。一般造成相鄰區(qū)段紅光帶的問題是絕緣破損，肥邊擠壓，扼流線交叉短路、扼流箱絕緣破損?？梢酝ㄟ^軌道電路故障查找儀來進行判斷，觀察軌道電路查找儀上電流的變化：若絕緣處有電流通過則說明絕緣破損或肥邊擠壓，聯(lián)系工務(wù)更換處理；若扼流箱至鋼軌有分流，那么分流處即短路點，分離即可；若引接線沒有電流，則考慮扼流箱絕緣破損，做好防護更換即可。如果查看微機監(jiān)測不是在同一時間段，則按照查找單獨一個區(qū)段紅光帶的方法進行查找。

5.3 單獨一個區(qū)段紅光帶

處理措施：首先在分線盤處測試區(qū)別室內(nèi)外故障。

其一，分線盤處測得電纜電壓接收正常，在繼電器3～4 線圈測試電壓，若正常則繼電器接觸不良或壞，更換即可。若無電壓則繼電器3～4 線圈至分線盤之間開路，需逐段測試排查，一般為接線端子松動導(dǎo)致接觸不良。

其二，分線盤處測試接收電壓在0V，甩開一根電纜后，電纜接收電壓比正常值要高，判斷室內(nèi)短路，用逐段甩線電壓法來查找，也可以用卡流鉗卡流來判斷。

其三，分線盤甩開電纜測得電纜接收端無電壓判斷為室外故障，室外應(yīng)首先測試送電端限流電阻器，若高于正常值則判斷后方有短路或限流電阻器自身開路，用卡流鉗卡流大于正常電流判斷為短路，逐段卡流觀察電流的變化，電流從有到無在兩點之間，則說明有短路點，若電流從大忽然變小，那么這兩點之間存在虛短，甩開短路點或更換備用線連接即可。判斷限流電阻是否自身開路，甩開限流電阻的皮線測電阻無，說明電阻自身開路，更換限流電阻器即可。限流電阻器測得低于正常值，判斷后方有開路或虛接的地方，從送端至受端用電壓法逐段測試來進行排查，測得電壓從有到無或從大到小的變化時，用十字交叉法來排查是具體的哪一根開路，更換備用線即可[5]。

6 結(jié)語

綜上所述，鐵路信號25Hz 相敏軌道電路的故障多數(shù)情況下是在室外形成，主要發(fā)生在道岔區(qū)段和長大股道區(qū)段，而且還不能集中處理。應(yīng)該結(jié)合實際情況做好各項工作，并采取有效的方法做好調(diào)整，以此實現(xiàn)全面的改善。