雙線(xiàn)軌道電路圖設(shè)計(jì)流程與技巧探討

廖文豪

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司, 武漢 430063）

雙線(xiàn)軌道電路圖（簡(jiǎn)稱(chēng)雙線(xiàn)圖）是在信號(hào)設(shè)備平面布置圖（簡(jiǎn)稱(chēng)平面布置圖）的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)一系列反復(fù)的探測(cè)、計(jì)算、調(diào)整和校驗(yàn)，進(jìn)一步深化室外信號(hào)設(shè)備布置[1]。針對(duì)復(fù)雜的大型車(chē)站（場(chǎng)）時(shí)，雙線(xiàn)圖的設(shè)計(jì)流程中，存在一些設(shè)計(jì)難點(diǎn)和注意要點(diǎn)，例如轉(zhuǎn)轍機(jī)擺放位置選擇、交流軌道電路需滿(mǎn)足極性交叉、軌道電路送、受電端的布置原則、扼流變壓器斷流點(diǎn)設(shè)置等。本文將結(jié)合雙線(xiàn)圖的設(shè)計(jì)流程逐一進(jìn)行探討和分析。

1 雙線(xiàn)軌道電路圖的定義

根據(jù)鐵路工程制圖標(biāo)準(zhǔn)（TB/T 10058-2015）中定義：雙線(xiàn)軌道電路圖應(yīng)以粗細(xì)不同的線(xiàn)條或數(shù)字表示相鄰兩區(qū)段間軌道電路相位、極性及頻率的交叉配置情況，并應(yīng)繪示軌道電路送、受電端布置，信號(hào)機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)的位置，電氣牽引連接線(xiàn)及道岔跳線(xiàn)的設(shè)置[2]，軌道電路的圖形符號(hào)應(yīng)符合鐵路工程圖形符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)（TB/T 10059-2015）中表10.2.1的規(guī)定[3]。

2 雙線(xiàn)軌道電路圖的設(shè)計(jì)流程及要點(diǎn)

2.1 繪制站型雙線(xiàn)圖

根據(jù)信號(hào)設(shè)備平面布置圖的站型示意，將線(xiàn)路按雙軌繪制成雙線(xiàn)形式，同時(shí)保留信號(hào)設(shè)備平面布置圖中的信號(hào)機(jī)、絕緣節(jié)、發(fā)碼頻率、接發(fā)車(chē)方向及超限符號(hào)等信息。此步驟中需特別注意保持雙線(xiàn)圖中線(xiàn)路直彎股側(cè)與信號(hào)設(shè)備平面圖一致，并核對(duì)是否與站場(chǎng)圖一致。

2.2 轉(zhuǎn)轍機(jī)位置布置

根據(jù)信號(hào)設(shè)備平面布置圖中道岔類(lèi)型表中提供的轉(zhuǎn)轍機(jī)數(shù)量、型號(hào)等信息，對(duì)每組道岔分別布置對(duì)應(yīng)數(shù)量的轉(zhuǎn)轍機(jī)。此步驟中需特別注意轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝位置的選擇。轉(zhuǎn)轍機(jī)應(yīng)選擇安裝在開(kāi)闊位置處，一般情況下，轉(zhuǎn)轍機(jī)不宜設(shè)置在兩條正線(xiàn)間。針對(duì)線(xiàn)間、橋、隧等特殊地段，應(yīng)充分考慮轉(zhuǎn)轍機(jī)的安裝尺寸和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的可用安裝空間相匹配問(wèn)題。不同類(lèi)型轉(zhuǎn)轍機(jī)最遠(yuǎn)端至所屬線(xiàn)路中心的距離P值（該值包含道岔最大動(dòng)程）如表1所示[4]。

表1 不同類(lèi)型轉(zhuǎn)轍機(jī)最遠(yuǎn)端至所屬線(xiàn)路中心距離Tab.1 Distance between the farthest end of diあerent types of switch machines and the center of the lines to which they belong

ZYJ7型轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝在平行線(xiàn)間所需要的最小安裝線(xiàn)間距示意如圖1所示，其中G為轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝維修預(yù)留尺寸，一般取值為300 mm。Z為軌枕邊緣距離線(xiàn)路中心距離，其與軌下基礎(chǔ)類(lèi)型有關(guān)，雙塊式無(wú)砟軌道Z=1 400 mm，板式無(wú)砟軌道Z=1 250 mm，有砟線(xiàn)路Z=1 400 mm。從圖1可知，ZYJ7型轉(zhuǎn)轍機(jī)最小安裝平行線(xiàn)間距為P+G+Z=4 554.5 mm。

圖1 ZYJ7型轉(zhuǎn)轍機(jī)在最小平行線(xiàn)間距安裝示意Fig.1 Diagram of the minimum distance between parallel lines for the installation of ZYJ7 switch machine

此外，在該步驟中還應(yīng)注意道岔定位開(kāi)向與信號(hào)平面圖中保持一致，尤其注意安全線(xiàn)位置的道岔定位開(kāi)向安全線(xiàn)。

2.3 添加道岔跳線(xiàn)

為保證在道岔區(qū)段形成完整的軌道電路，需要在道岔內(nèi)部安裝道岔跳線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)不同鋼軌分支之間的連接。不同制式軌道電路的道岔跳線(xiàn)數(shù)量和方式均不同，在雙線(xiàn)圖中道岔跳線(xiàn)僅為電氣連通示意，具體道岔跳線(xiàn)安裝需結(jié)合軌道電路和道岔廠(chǎng)家聯(lián)合提供的道岔圖紙進(jìn)行實(shí)際安裝。

2.4 道岔內(nèi)絕緣節(jié)布置和極性交叉調(diào)整

道岔內(nèi)絕緣節(jié)一般由道岔廠(chǎng)家根據(jù)信號(hào)設(shè)計(jì)提供的位置進(jìn)行廠(chǎng)內(nèi)預(yù)制，后期道岔運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后不能進(jìn)行更改，所以道岔內(nèi)絕緣節(jié)位置需在雙線(xiàn)圖中明確。道岔內(nèi)絕緣節(jié)布置一般遵循以下原則：1）電碼化道岔區(qū)段的岔內(nèi)絕緣節(jié)一般設(shè)置在彎股側(cè)，避免列車(chē)過(guò)岔時(shí)掉碼；2）非電碼化道岔區(qū)段的岔內(nèi)絕緣節(jié)一般設(shè)置在直股側(cè)，延長(zhǎng)絕緣節(jié)使用壽命。但在交流軌道電路中，為滿(mǎn)足極性交叉的要求，會(huì)對(duì)非電碼化的道岔內(nèi)絕緣節(jié)進(jìn)行位置調(diào)整。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌絕緣破損的防護(hù)，必須確保絕緣節(jié)兩側(cè)的軌面電壓具有不同的極性或相反的相位，這就是軌道電路的極性交叉[5]。在采用交流軌道電路的大型車(chē)站（場(chǎng)）中，因?yàn)檐壍离娐反嬖诙鄠€(gè)閉合回路，軌道電路的極性交叉往往需要通過(guò)多次檢查和調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)。極性交叉檢查方法：只有當(dāng)閉合回路內(nèi)有偶數(shù)個(gè)絕緣節(jié)時(shí)，所有絕緣節(jié)兩側(cè)才能實(shí)現(xiàn)極性交叉[6](注意：閉合回路內(nèi)銳角處的絕緣節(jié)不算)。如圖2所示閉合回路中共7個(gè)絕緣節(jié)（奇數(shù)個(gè)），無(wú)法實(shí)現(xiàn)極性交叉，可將53#道岔岔內(nèi)絕緣節(jié)調(diào)整到曲股側(cè)，使得閉合回路中共8個(gè)絕緣節(jié)（偶數(shù)個(gè)），實(shí)現(xiàn)該閉合回路的極性交叉，如圖3所示。

圖2 奇數(shù)個(gè)絕緣節(jié)閉合回路無(wú)法實(shí)現(xiàn)極性交叉Fig.2 Polar transposition cannot be realized in a closed loop with an odd number of insulation joints

圖3 調(diào)整后偶數(shù)個(gè)絕緣節(jié)閉合回路實(shí)現(xiàn)極性交叉Fig.3 Polar transposition can be realized in a closed loop with an even number of insulation joints after adjustment

采用該方法進(jìn)行調(diào)整時(shí)，需同步檢查其他共用該組道岔閉合回路極性情況，避免調(diào)整后其他閉合回路不能滿(mǎn)足極性交叉。對(duì)于通過(guò)此方法仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)極性交叉時(shí)，可以采用在開(kāi)闊位置增設(shè)人工極性交叉來(lái)實(shí)現(xiàn)軌道電路的極性交叉。人工極性交叉如圖4所示。

圖4 人工極性交叉示意Fig.4 Diagram of manual polar transposition

此外，針對(duì)既有線(xiàn)改造站時(shí)，既有道岔絕緣節(jié)放在直股還是彎股必須與現(xiàn)場(chǎng)既有情況保持一致。

2.5 軌道電路扼流變壓器布置

在開(kāi)始布置軌道電路扼流變壓器前，需明確接觸網(wǎng)掛網(wǎng)范圍，即哪些軌道區(qū)段是電化區(qū)段，需要設(shè)置扼流變壓器。根據(jù)軌道電路制式選擇不同的扼流變壓器型號(hào)，例如25 Hz軌道電路一般采用BE1型（電碼化區(qū)段）或BE2型（非電碼化區(qū)段）。

除了扼流變壓器型號(hào)的選擇外，還有一個(gè)值得注意的地方是扼流變壓器斷流點(diǎn)設(shè)置。為避免牽引回流成環(huán)對(duì)軌道電路形成第三軌效應(yīng)（即無(wú)法有效檢查列車(chē)占用），站內(nèi)側(cè)線(xiàn)股道牽引回流采用“一頭堵”的方式，在股道某一端設(shè)置斷流點(diǎn)以切斷牽引回流[7-8]。對(duì)于斷流點(diǎn)的設(shè)置，根據(jù)車(chē)站是否開(kāi)行動(dòng)車(chē)組，有以下兩種方案。

1）對(duì)于不開(kāi)行動(dòng)車(chē)組的車(chē)站，確定變電所位置、考慮“堵”的一方在遠(yuǎn)離牽引變電所一端，即將遠(yuǎn)離牽引變電所的股道扼流變壓器中心點(diǎn)不連接。

2）對(duì)于開(kāi)行動(dòng)車(chē)組的車(chē)站，考慮“接斷發(fā)不斷”的原則設(shè)置斷流點(diǎn)，即針對(duì)側(cè)線(xiàn)股道，在主要行車(chē)方向的股道接車(chē)端斷開(kāi)回流、在發(fā)車(chē)端接通回流，如圖5所示。

圖5 “接斷發(fā)不斷” 斷流點(diǎn)設(shè)置原則示意Fig.5 Diagram of the principle of setting cut-off points to “switch off currents at the receiving end and switch on currents at the departur e end”

圖6 移頻軌道電路送受電布置示意Fig.6 Layout of the feeding end and receiving end of a frequency-shift track circuit

此外當(dāng)一個(gè)站有多個(gè)車(chē)場(chǎng)時(shí)，還應(yīng)特別注意檢查斷流點(diǎn)設(shè)置是否有效，避免不同車(chē)場(chǎng)間形成牽引回流大回環(huán)。

2.6 軌道電路送電端和受電端布置

軌道電路送電端和受電端布置需綜合考慮不同類(lèi)型軌道電路制式、電纜設(shè)置便利性、電碼化發(fā)碼要求、絕緣破損防護(hù)等因素。

對(duì)于移頻軌道電路，軌道電路兩端一般均需要發(fā)碼，兩端電纜芯線(xiàn)均需單獨(dú)回樓，軌道電路送受端設(shè)計(jì)原則為順著列車(chē)運(yùn)行主運(yùn)行方為送電端（F）。移頻軌道電路送受電布置示意如圖6所示。

對(duì)于交流軌道電路，在一送多受的情況下，必須將受電端置于分支上，將送電端置于主線(xiàn)上，以保證軌道電路穩(wěn)定可靠工作。一送三受的設(shè)置情況如圖7所示。在一送一受帶無(wú)受電分支的情況下，宜將送電端置于主線(xiàn)上遠(yuǎn)離無(wú)受電分支的一端。

對(duì)于一送多受區(qū)段，分支是否需要設(shè)置受電端，需根據(jù)不同軌道電路制式下，無(wú)受電分支最大長(zhǎng)度來(lái)判斷，如25 Hz軌道電路的無(wú)受電分支最大長(zhǎng)度為65 m，若分支長(zhǎng)度大于無(wú)受電分支極限長(zhǎng)度，則需要設(shè)置受電端。

圖7 交流軌道電路一送三受送受電布置示意Fig.7 Layout of an AC track circuit with one feeding end and three receiving ends

對(duì)于一送一受的無(wú)岔區(qū)段，在非電碼化情況下一般考慮在絕緣節(jié)兩側(cè)放置兩個(gè)送電端或者兩個(gè)受電端；一方面可以提高絕緣破損的防護(hù)能力（注：對(duì)交叉渡線(xiàn)的叉檔處超限絕緣節(jié)和場(chǎng)間分界處絕緣節(jié)這些特殊場(chǎng)所絕緣節(jié)兩側(cè)都應(yīng)設(shè)為送電端）。另一方面以便電纜徑路設(shè)置。

在電碼化情況下考慮電碼化區(qū)段發(fā)碼端要求電纜獨(dú)立使用，如果某區(qū)段僅一個(gè)方向發(fā)碼（例如半自動(dòng)閉塞的接車(chē)進(jìn)路）且無(wú)需考慮室內(nèi)外隔離的問(wèn)題，則考慮將軌道電路受電端（+）設(shè)置在迎著列車(chē)發(fā)碼的位置處，保證送電端電纜可以并聯(lián)使用，以便節(jié)省送電電纜如圖8所示。

圖8 半自動(dòng)閉塞接車(chē)進(jìn)路送受電布置示意Fig.8 Layout of the feeding end and receiving end of a receiving route of semi-automatic block

2.7 軌道區(qū)段命名及計(jì)算補(bǔ)償電容表

完成軌道電路送受端布置后，需對(duì)每個(gè)軌道電路區(qū)段進(jìn)行命名。通常無(wú)岔區(qū)段和調(diào)車(chē)接近區(qū)段名稱(chēng)延用平面布置圖中的名稱(chēng)。有岔區(qū)段若有多個(gè)道岔時(shí)，以最小和最大的道岔名稱(chēng)命名，如4083-4089DG，對(duì)一送多受的軌道區(qū)段，主軌命名為道岔號(hào)+DG，分支1命名為道岔號(hào)+DG1，分支2命名為道岔號(hào)+DG2，如圖7所示。

此外，對(duì)于大于300 m的移頻軌道電路或電碼化區(qū)段，還需根據(jù)查表法，計(jì)算補(bǔ)償電容表附在圖紙上。

3 總結(jié)

通過(guò)上述7大步驟，雙線(xiàn)軌道電路圖就基本繪制完成了。從上述流程步驟中，可以注意到：1）轉(zhuǎn)轍機(jī)位置的選擇，應(yīng)充分考慮實(shí)際安裝空間及便于后期維護(hù)保養(yǎng)等因素；2）對(duì)于存在多個(gè)閉合回路的交流軌道電路，需要通過(guò)多次檢查、調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)極性交叉；3）扼流變壓器的斷流點(diǎn)，需根據(jù)是否開(kāi)行動(dòng)車(chē)組來(lái)選擇不同設(shè)置方案；4）軌道電路送、受電端布置需綜合考慮不同類(lèi)型軌道電路制式、電纜設(shè)置便利性、電碼化發(fā)碼要求、絕緣破損防護(hù)等因素。此外在室外圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過(guò)程中，還需要重點(diǎn)關(guān)注平面布置圖、雙線(xiàn)圖和電纜徑路圖這3張圖中相關(guān)內(nèi)容的一致性，做到同步修改、同步調(diào)整。