魏源WEI Yuan;范東賀FAN Dong-he;盧鑫LU Xin
(天津信通鐵路電氣技術(shù)有限公司,天津 300300)
(Tianjin Xintong Railway Electric Technology Co.,Ltd.,Tianjin 300300,China)
目前,由于多種原因所引起的站內(nèi)分路不良已經(jīng)成為了困擾鐵路部門的一個(gè)重大難題,如何將該問(wèn)題有效解決也成為了相關(guān)部門的一項(xiàng)重要工作。就我國(guó)目前對(duì)該問(wèn)題所采取的措施來(lái)看,主要有人工除銹、壓道或掛警示牌等,在技術(shù)上所采用的則是計(jì)軸方式和3V 化方式等,雖然這些措施能夠在一定程度上解決該問(wèn)題,但是卻仍然存在一些有待解決的問(wèn)題,比如說(shuō)采用計(jì)軸方式的費(fèi)用較高、受外界干擾較大以及無(wú)法進(jìn)行大面積推廣等。因此,為了能夠?qū)υ搯?wèn)題的解決方案進(jìn)一步完善,鐵路部門就要從當(dāng)前站內(nèi)分路不良的實(shí)際情況出發(fā),針對(duì)其自身存在的特點(diǎn),制定出科學(xué)合理的解決方案,以此來(lái)更好的將站內(nèi)分路不良的問(wèn)題有效解決,促進(jìn)鐵路運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。
1.1 鋼軌銹蝕 我們都知道,鐵路軌道在使用的時(shí)候,大多都是處于露天環(huán)境下的,這就避免不了會(huì)受到風(fēng)霜雨雪的侵蝕。在風(fēng)霜雨雪的作用下,軌道表面就會(huì)生成一層氧化層,而且得不到及時(shí)去除。在這種情況下,軌道在運(yùn)行過(guò)程中,由于其本身電壓較低,就會(huì)導(dǎo)致輪對(duì)與軌面之間的接觸電阻變大,造成分路不良的現(xiàn)象發(fā)生。由于該原因所導(dǎo)致的軌道電路分路不良是具有季節(jié)性的,相對(duì)來(lái)說(shuō),梅雨季節(jié)所發(fā)生的分路不良事件要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其他季節(jié)。
1.2 鋼軌上存在粉塵或污物 在軌道長(zhǎng)期使用過(guò)程中,不可避免會(huì)遭受到一些貨物的泄漏或污染,久而久之,在軌面上就會(huì)積累大量的粉塵或污物,在列車輪對(duì)的作用下,就會(huì)出現(xiàn)不良導(dǎo)電層,這種導(dǎo)電層與由銹蝕引起的氧化層一樣,都會(huì)導(dǎo)致輪對(duì)與軌面之間的接觸電阻變大,從而造成分路不良的現(xiàn)象發(fā)生。由于這種原因所導(dǎo)致的分路不良主要具有長(zhǎng)期性,短期之內(nèi)很難察覺(jué),因此,相關(guān)部門一定要針對(duì)對(duì)其給予高度重視,針對(duì)問(wèn)題出現(xiàn)的原因,做好相應(yīng)的預(yù)防工作。
1.3 軌道電路采用的標(biāo)準(zhǔn)分路電阻低 所謂分路電阻,主要指的是軌道電路運(yùn)行過(guò)程中所涉及到的機(jī)車車輛輪對(duì)自身電阻和輪對(duì)與鋼軌接觸電阻之和。因此,對(duì)以上兩個(gè)方面進(jìn)行全面考慮是不容忽視的。但就我國(guó)目前軌道電路所采用的標(biāo)準(zhǔn)分路電阻來(lái)看,卻相對(duì)來(lái)說(shuō)比較低。比如說(shuō),480 型軌道電路和25Hz 相敏軌道電路標(biāo)準(zhǔn)分路電阻為0.06Ω,該數(shù)值的制定是在軌面無(wú)銹蝕的基礎(chǔ)上建立的,卻忽略了當(dāng)軌面存在銹蝕和污物時(shí)所需的電阻,從而導(dǎo)致分路不良的現(xiàn)象發(fā)生。
1.4 軌道電路的軌面電壓偏低 軌面電壓偏低也是造成軌道電路分路不良的一個(gè)重要原因。就我國(guó)目前站內(nèi)軌道電路的建設(shè)情況來(lái)看,大多都是建立在干凈軌面基礎(chǔ)上的,對(duì)于軌面電壓的選擇也都不超過(guò)1V,在這種情況下,由于不能夠從電氣上擊穿軌面的銹蝕或污物,從而同樣會(huì)導(dǎo)致輪對(duì)與軌面之間的接觸電阻變大,造成分路不良。
2.1 計(jì)軸方式 所謂計(jì)軸,主要指的是在鐵路兩端車站裝設(shè)的設(shè)備,利用安裝在鋼軌的閉環(huán)傳感器來(lái)對(duì)列車的車輪對(duì)經(jīng)過(guò)數(shù)進(jìn)行監(jiān)督,并將監(jiān)測(cè)到的結(jié)果通過(guò)相關(guān)設(shè)備發(fā)送到對(duì)方站,這樣,當(dāng)列車行駛到對(duì)方站的時(shí)候,對(duì)方站就可以根據(jù)接收到的輪對(duì)數(shù)對(duì)區(qū)間進(jìn)行自動(dòng)開(kāi)通。這種對(duì)分路不良的解決措施在德國(guó)應(yīng)用的比較廣泛,這主要是因?yàn)榈聡?guó)有鋼枕的傳統(tǒng),采取計(jì)軸方式實(shí)現(xiàn)對(duì)列車的占用檢查,能夠在很大程度上避免分路不良的問(wèn)題出現(xiàn)。但是,采取這種方式解決問(wèn)題,系統(tǒng)成本較高,而且也不能實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌其他方面的全面檢查。
2.2 鋼軌表面防銹熔覆技術(shù) 利用該技術(shù)可以在鋼軌表面形成一條導(dǎo)電帶,以此來(lái)避免由于鋼軌銹蝕所導(dǎo)致的電阻增大的問(wèn)題發(fā)生。鋼軌表面防銹熔覆技術(shù)目前在多個(gè)國(guó)家都有應(yīng)用,比如說(shuō)法國(guó)、瑞典、英國(guó)等。雖然該技術(shù)能夠有效防止由于鋼軌銹蝕所導(dǎo)致的分路不良,但是對(duì)存在污物的鋼軌區(qū)段卻無(wú)法發(fā)揮明顯的作用。
2.3 3V 化方式 上文在對(duì)分路不良的原因分析時(shí)我們?cè)岬竭^(guò),目前軌道電路所采用的標(biāo)準(zhǔn)分路電阻都相對(duì)較低,從而導(dǎo)致分路不良的現(xiàn)象發(fā)生。3V 化方式主要就是針對(duì)該原因,通過(guò)將電壓提高的方式避免分路不良的情況發(fā)生。這種技術(shù)目前在日本應(yīng)用的較為廣泛,同樣取得了令人滿意的效果。
2.4 高壓擊穿銹層方式 高壓擊穿銹層方式也是法國(guó)解決站內(nèi)分路不良的一個(gè)主要措施,該項(xiàng)措施主要是通過(guò)在鋼軌上施以10V 以上的電壓擊穿軌面的銹層或污物,以此來(lái)解決分路不良的問(wèn)題。
3.1 25Hz 相敏軌道電路方案 目前,25Hz 相敏軌道電路在我國(guó)鐵路建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間對(duì)其觀察,發(fā)現(xiàn)其主要存在以下問(wèn)題:首先是工作人員在對(duì)軌道電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,沒(méi)有充分考慮到站內(nèi)分路不良的實(shí)際情況,從而對(duì)于軌道電路電阻沒(méi)有給予合理的設(shè)計(jì),致使電阻較低,僅僅為0.06Ω。其次是軌道電路兩端的阻抗和電壓較低,從而導(dǎo)致列車在運(yùn)行過(guò)程中,進(jìn)行分路的時(shí)候在輪對(duì)上通過(guò)的能量較少。最后是繼電器的選擇不合理,目前,25Hz 相敏軌道電路所采用的繼電器大多為二元二位相敏繼電器,這種繼電器相對(duì)來(lái)說(shuō),系統(tǒng)返還系數(shù)較低,不利于列車分路。以上所提到的三個(gè)問(wèn)題,都是目前能夠?qū)е抡緝?nèi)分路不良的主要原因,必須對(duì)其給予高度重視。
3.2 非電化25Hz 相敏軌道電路改進(jìn)方案 就我國(guó)目前非電化區(qū)段軌道變壓器的實(shí)際情況來(lái)看,如果想要將分路不良問(wèn)題有效解決,首先就要增加鋼軌軌面的電壓及短路電流,其次要增加鋼軌兩側(cè)的端阻抗。具體改進(jìn)方案主要包括多個(gè)方面。首先要對(duì)軌道電路軌面的電壓、分路電流和分路電阻進(jìn)行合理設(shè)置,分別設(shè)為3V、4.0A 和0.25Ω。其次,采用增加電阻的方法來(lái)提高鋼軌接收端的阻抗,從而保證接受設(shè)備入口信號(hào)的輸入電壓控制在允許的最高值內(nèi)。最后,對(duì)于接收設(shè)備的選擇,應(yīng)該選用最先進(jìn)的電子接收器、既有電子接收器和智能監(jiān)控盒等。只有完成以上幾項(xiàng)任務(wù),才能夠從根本上避免分路不良的現(xiàn)象發(fā)生。
3.3 電化25Hz 相敏軌道電路改進(jìn)方案 對(duì)電化25Hz相敏軌道電路的改進(jìn)方案與非電化25Hz 相敏軌道電路改進(jìn)方案類似,首先同樣要對(duì)電壓、電流以及電阻進(jìn)行調(diào)整,其數(shù)值分別為3V、4A 和0.25Ω。其次,要在長(zhǎng)度在300m 以下區(qū)段室內(nèi)調(diào)整變壓器和既有的送、收端軌道變壓器維持不便;而當(dāng)區(qū)段長(zhǎng)度大于300m 的時(shí)候,則需要對(duì)變壓器和既有的送、收端軌道變壓器進(jìn)行調(diào)整。最后,對(duì)于既有ZPW-2000A 電碼化器材,應(yīng)該確保其始終維持不變,國(guó)產(chǎn)移頻電碼化保留原有室內(nèi)電碼化器材,同時(shí)在接收端增加室外隔離盒,以完成電碼化信號(hào)的傳輸,改造簡(jiǎn)單。
綜上所述,隨著我國(guó)交通建設(shè)發(fā)展腳步的不斷加快,站內(nèi)分路不良也必然會(huì)得到高度重視。通過(guò)本文的介紹,我們對(duì)造成軌道電路分路不良的主要原因有了一個(gè)全面系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),對(duì)國(guó)內(nèi)外對(duì)分路不良問(wèn)題的解決措施也有了一定的認(rèn)識(shí)。如今,國(guó)家鐵路部門對(duì)軌道電力分路的要求不斷提高,相關(guān)部門如果想要將該問(wèn)題有效解決,就必須結(jié)合當(dāng)前站內(nèi)分路不良的實(shí)際情況,針對(duì)其自身存在的特點(diǎn),制定出科學(xué)合理的解決方案,以此來(lái)從根本上將該問(wèn)題有效解決,促進(jìn)我國(guó)交通建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。
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