劉瑩

【摘要】? ? 鐵路機(jī)車(chē)能夠保持穩(wěn)定運(yùn)行依靠的是完整的運(yùn)行控制傳輸系統(tǒng)，而在其中鐵路信號(hào)軌道電路扮演著極其重要的角色，它能隨時(shí)監(jiān)控車(chē)輛的運(yùn)行軌跡和狀態(tài)，因此避免鐵路信號(hào)軌道電路發(fā)生故障是極為重要的工作。鐵路信號(hào)軌道電路的作用是檢查車(chē)輛是否占用了某一區(qū)段的線(xiàn)路，以及鋼軌的完整性，然后將檢查的信號(hào)向機(jī)車(chē)傳傳輸，以此為機(jī)車(chē)運(yùn)行提供必要的信號(hào)支持。因此軌道電路保持穩(wěn)定狀態(tài)就顯得尤為重要，但在日常運(yùn)行當(dāng)中，鐵路信號(hào)軌道電路的故障問(wèn)題比較容易出現(xiàn)，及時(shí)分析并排除故障是保證列車(chē)安全運(yùn)行的關(guān)鍵。基于此，本文對(duì)鐵路信號(hào)軌道電路做了簡(jiǎn)要介紹，同時(shí)分析了一些常見(jiàn)的故障及相應(yīng)處理辦法，以期能夠有效提升鐵路運(yùn)行的安全性。

【關(guān)鍵詞】? ? 鐵路信號(hào)軌道電路? ? 工作原理? ?處理辦法

引言：

列車(chē)在軌道上運(yùn)行時(shí)，軌道電路會(huì)不斷采集列車(chē)的運(yùn)行信息，并將其反饋給控制中心，然后由控制中心分析當(dāng)前列車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)，從而判斷列車(chē)運(yùn)行是否安全，并為列車(chē)的運(yùn)行提供信號(hào)支持。因此，一旦軌道電路出現(xiàn)故障，那么列車(chē)將無(wú)法及時(shí)得到數(shù)據(jù)反饋，這樣就會(huì)造成其他的安全隱患。為了避免類(lèi)似故障，需要詳細(xì)了解鐵路信號(hào)軌道電路，并掌握各種故障出現(xiàn)的原因，接下來(lái)才能有效解決。

一、鐵路信號(hào)軌道電路介紹

1.1鐵路信號(hào)軌道電路的作用

2016年1月1日，國(guó)家鐵路局頒布了《中華人民共和國(guó)鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》，其中對(duì)鐵道信號(hào)軌道電路的作用做出了以下解釋?zhuān)拌F路信號(hào)軌道電路可以將鋼軌作為傳遞信息的載體，然后檢查不同區(qū)段鐵路是否被占用，以及區(qū)段鋼軌的健康狀況，以此為列車(chē)運(yùn)行提供信號(hào)支持，并確保列車(chē)運(yùn)行的安全性?！辫F路線(xiàn)路和軌道電路可依據(jù)電氣或者機(jī)械絕緣節(jié)的方式區(qū)分軌道電路的不同區(qū)段，判斷軌道電路是否處在正常占用、故障占用、失去分路、出清等狀態(tài)，同時(shí)結(jié)合軌道電路工作狀態(tài)以及相應(yīng)技術(shù)手段判斷站內(nèi)的電碼化區(qū)段和自動(dòng)閉塞區(qū)間，這樣軌道電路區(qū)段目前的實(shí)際狀況就可得到真實(shí)反映。

1.2鐵路信號(hào)軌道電路的組成

鐵道信號(hào)軌道電路有導(dǎo)體、鋼軌、絕緣送電端設(shè)備、受電端設(shè)備等部分組成。其中鋼軌連接線(xiàn)、25Hz軌道、扼流連接線(xiàn)、ZPW-2000A軌道調(diào)諧引接線(xiàn)等構(gòu)成了導(dǎo)體。鋼軌絕緣的方式有機(jī)械絕緣和電氣絕緣兩種，其中應(yīng)用機(jī)械結(jié)緣的是25Hz相敏軌道電路，應(yīng)用電氣絕緣的是ZPW-2000A型軌道電路，這里有一點(diǎn)需要注意，一般在接近站內(nèi)的區(qū)段使用的都是機(jī)械絕緣，比如站內(nèi)一離去區(qū)段和三接近區(qū)段。軌道電源、變壓器、熔斷器以及防雷設(shè)施等都是送電端設(shè)備。扼流變壓器、軌道變壓器、限流電阻、防雷設(shè)施、繼電器等都是受電端設(shè)備。

二、鐵路信號(hào)軌道電路的工作原理

2.1 25Hz相敏軌道電路

這種軌道電路在工作過(guò)程中使用特制的25Hz電壓頻率，其不同于50Hz的供電牽引電壓頻率，以此區(qū)分頻率不同的軌道電源和供電牽引電源，這樣可有效避免電路被干擾，保證了電路的穩(wěn)定運(yùn)行。軌道電源以及局部110伏電源都來(lái)自于25Hz相敏軌道電路的電源屏，其中局部110伏電源直接向二元二位繼電器供電，軌道電源向分線(xiàn)盤(pán)供電，然后由分線(xiàn)盤(pán)輸送到XB箱盒，再流經(jīng)軌道變壓器和扼流變壓器，最后經(jīng)過(guò)降壓電阻和限流電阻到達(dá)鋼軌端，經(jīng)鋼軌端接受電流信號(hào)以后，可以通過(guò)扼流變壓器和軌道變壓器升壓，隨后將電源信號(hào)傳回到分線(xiàn)盤(pán)，最后再流向二元二位繼電器。這樣便完成了一次信號(hào)的傳輸和反饋，而電流若想能夠在軌道電源和軌道之間正常流動(dòng)，其以下幾個(gè)條件必須具備：第一是110伏的局部電壓必須能夠正常工作，第二是軌道電壓需要保持在15伏以上，而且信號(hào)正常。第三是局部電壓、相敏軌道電壓角度保持超前，應(yīng)為90度。只有滿(mǎn)足這三個(gè)條件軌道電路才能正常運(yùn)行，也就可以獲取軌道當(dāng)前的實(shí)際情況，進(jìn)而判斷二元二位繼電器的工作狀態(tài)，如果被吸起，那么證明當(dāng)前的區(qū)段無(wú)車(chē)占用，且能夠正常運(yùn)行，如果二元二位繼電器落下，則表示當(dāng)前區(qū)段被占用。

2.2 ZPW-2000A型無(wú)絕緣移頻自動(dòng)閉塞軌道電路

這種軌道電路相較于25Hz相敏軌道電路很大不同，其具備兩個(gè)主要構(gòu)成部分，分別為主軌道電路和29m調(diào)諧區(qū)小軌道電路。其中在區(qū)間電路上一般采用的絕緣方式為電氣絕緣，主站一離去和三接近區(qū)所使用的絕緣方式為機(jī)械絕緣。這種電路發(fā)送的移頻電壓信號(hào)首先經(jīng)過(guò)站內(nèi)防雷設(shè)備、衰耗器、電纜模擬網(wǎng)絡(luò)盤(pán)等，當(dāng)傳輸?shù)绞彝獾陌l(fā)送設(shè)備后，由室外發(fā)送設(shè)備匹配變壓器以及調(diào)節(jié)單元，最后將移頻電壓信號(hào)傳輸?shù)街鬈壍篮托≤壍?。?dāng)區(qū)段的接收設(shè)備接收到移頻電壓信號(hào)以后，可以通過(guò)電纜將移頻電壓信號(hào)向室內(nèi)的接收器進(jìn)行傳輸，而小軌道接受的信號(hào)可以向下一個(gè)區(qū)段的接收器傳輸，然后由下一個(gè)接收器再繼續(xù)向下傳輸，同時(shí)當(dāng)下一個(gè)區(qū)段的接收器接收到信號(hào)以后，可對(duì)信息進(jìn)行處理然后再傳回上一個(gè)區(qū)段的接收器。也就是說(shuō)，同一個(gè)區(qū)段的接收器既要向上一個(gè)區(qū)段傳輸信息，同時(shí)也要向下一個(gè)區(qū)段傳輸信息，這樣就形成了信號(hào)在不同區(qū)段之間的循環(huán)往復(fù)，如果信息能夠在不同區(qū)段之間正常傳輸，那么表示區(qū)段可保持正常運(yùn)行，否則就證明該區(qū)段出現(xiàn)了故障，無(wú)法正常使用。

三、鐵路線(xiàn)和軌道電路特點(diǎn)及故障處理辦法

3.1 25Hz相敏軌道電路

以25Hz相敏軌道電路為例，其具備的特點(diǎn)如下：第一，運(yùn)行穩(wěn)定，25Hz相敏軌道十分可靠，這是因?yàn)槠渚邆鋬蓚€(gè)特點(diǎn)就是可靠的相位選擇和頻率選擇，可為軌道提供保護(hù)，促進(jìn)軌道的安全運(yùn)行。第二，傳輸穩(wěn)定，25Hz相敏軌道的傳輸性能比較優(yōu)秀，這是因?yàn)檫@種軌道不考慮牽引電流大小，不受工頻電流的影響，可以連續(xù)輸出電壓信號(hào)，避免繼電器出現(xiàn)錯(cuò)誤運(yùn)行，這樣繼電器所傳回的信號(hào)就更加準(zhǔn)確，相較于其他頻率的軌道，25H相敏軌道受道砟電阻影響較小，如果外界條件相同，可以有效提升電路傳輸特性，并且軌道電路的維修期還可得到有效延長(zhǎng)，減輕了維修工作的壓力。第三，頻率穩(wěn)定，25Hz相明軌道的頻率比較穩(wěn)固，這種軌道的設(shè)計(jì)原理源自于50Hz相敏軌道，而50Hz相敏軌道其穩(wěn)定性非常高，可以在恒定的頻率下保持連續(xù)工作狀態(tài)，因此25Hz下面軌道也可以保持穩(wěn)定運(yùn)行。第四，相位固定，25Hz相敏軌道可以將相位集中，這是因?yàn)檫@種軌道工作時(shí)的電壓差為90度，因此可有效調(diào)節(jié)電路相位，并且可以將相位集中后進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)節(jié)。第五，定向傳輸，相較于其他頻率的軌道，25Hz相鄰軌道不可逆，因?yàn)槭覂?nèi)獨(dú)立分頻器供電控制著軌道的繼電器局部線(xiàn)圈，因此軌道繼電器沒(méi)有連接到鋼軌和軌道分頻器，其中的電源信號(hào)不流經(jīng)室外電纜，在運(yùn)行過(guò)程中50Hz的干擾電壓不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生任何影響，這樣繼電器就不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤電流，進(jìn)而出現(xiàn)不正常的工作狀態(tài)，而且反饋的信號(hào)也會(huì)更加準(zhǔn)確。

以上特點(diǎn)決定了25Hz相鄰軌道在鐵路運(yùn)行中的作用重要性，因此接下來(lái)主要分析25Hz相鄰軌道的故障以及相應(yīng)的處理辦法。

3.2 25Hz相敏軌道故障處理辦法

1.軌道電路故障和處理辦法

軌道電路故障分析：25Hz相敏軌道電路導(dǎo)致電路故障的原因主要有以下三點(diǎn)：

第一是鋼軌折斷，受鋼軌折斷影響，軌道電路在折斷區(qū)域院會(huì)出現(xiàn)空閑紅光帶，而鋼軌折斷通常是受天氣影響，也就是說(shuō)當(dāng)空氣溫度特別低時(shí)，鋼軌的脆性會(huì)有所提升，此時(shí)小半徑曲線(xiàn)（小于500米半徑）如果遭受外力就很容易折斷，進(jìn)而導(dǎo)致紅光帶一直出現(xiàn)。這種問(wèn)題很容易被發(fā)現(xiàn)，而且可明確具體的區(qū)域，經(jīng)過(guò)及時(shí)處理即可排除故障。但另外一種鋼軌折斷的情況是，現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間為春季或初冬季節(jié)，或者折斷環(huán)境位與大橋位置或隧道內(nèi)，就會(huì)出現(xiàn)折斷處還有少部分連接的情況，而在這種情況下并不會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定的紅光帶，因此當(dāng)信號(hào)傳遞卻發(fā)生了異常，工作人員無(wú)法通過(guò)紅光帶的反應(yīng)及時(shí)確定故障區(qū)域，導(dǎo)致不能迅速將故障排除。

第二是絕緣接頭故障，如果絕緣接頭的接觸不良就會(huì)很容易導(dǎo)致這一故障發(fā)生，基本講這一故障問(wèn)題都發(fā)生在一側(cè)，而且一側(cè)的接觸不良會(huì)引發(fā)另一側(cè)的短路。如果絕緣接頭處在極性交叉處，那么短路問(wèn)題也比較容易出現(xiàn)，這兩種短的問(wèn)題都會(huì)產(chǎn)生空閑紅光帶。還有就是接頭部位部分機(jī)械絕緣部分絕緣件表面由于長(zhǎng)時(shí)間裸漏造成鐵的氧化物（鐵銹）附著造成短路形成紅光帶。

第三是25Hz如果位于站臺(tái)、道口以及受環(huán)境影響積水道床或污染嚴(yán)重的軌道區(qū)段，由于道床泄流較大容易造成機(jī)車(chē)回流通過(guò)該區(qū)段時(shí)工頻電流在傳輸過(guò)程中形成迷流，造成繼電器誤動(dòng)和閃紅光帶出現(xiàn)。

第四是軌道電路因?yàn)椴豢煽咕艿淖匀粸?zāi)害（雷擊、機(jī)車(chē)?yán)〉龋┗蛘咂渌蛩厮鶎?dǎo)致的短路和設(shè)備故障，這些故障一般不發(fā)生在軌道電路的關(guān)鍵位置，但同樣會(huì)干擾線(xiàn)路正常運(yùn)行，并導(dǎo)致空閑時(shí)紅光帶的產(chǎn)生。

關(guān)于上述軌道電路故障處理辦法如下：第一，嚴(yán)格按照《鐵路信號(hào)維護(hù)規(guī)則》做好軌道電路的日常巡視維護(hù)管理工作。相關(guān)工作人員要定期針對(duì)軌道電路開(kāi)展全面檢查，使其保持穩(wěn)定運(yùn)行，如果在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了隱患或障礙，要立即處理將隱患障礙排除，處理障礙過(guò)程中要做好工作記錄，詳細(xì)描述隱患障礙發(fā)生的位置和時(shí)間，以及處理辦法，以此為今后的維修和維護(hù)工作提供參考。另外在一些特殊的環(huán)境下，為了保持軌道電路能夠正常運(yùn)行，需要對(duì)維護(hù)管理工作的頻率進(jìn)行適當(dāng)提升，比如在空氣環(huán)境溫度較低的季節(jié)，由于容易發(fā)生鋼軌斷裂故障，因此可以通過(guò)高頻率的維護(hù)維修來(lái)排除。相關(guān)工作人員一定要重視各種細(xì)節(jié)，如果在維護(hù)管理工作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)軌道出現(xiàn)了螺栓磨損、表面脫落等情況要及時(shí)修復(fù)，必要的情況下可進(jìn)行更換，同時(shí)要對(duì)絕緣接頭進(jìn)行嚴(yán)格檢查，因此避免因街頭所導(dǎo)致的短路故障。第二，開(kāi)展維護(hù)管理工作過(guò)程中要對(duì)各種設(shè)備的質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)檢查，確保每一個(gè)設(shè)備的質(zhì)量都能夠完全滿(mǎn)足軌道電路的運(yùn)行要求，這樣才能確保鐵軌的安全運(yùn)行。另外開(kāi)展鐵道電路相關(guān)工作時(shí)要對(duì)監(jiān)制工作予以加強(qiáng)，以施工要求為基礎(chǔ)嚴(yán)格篩選各種零件，同時(shí)嚴(yán)格依據(jù)相應(yīng)規(guī)定進(jìn)行施工，保證高質(zhì)量、高效率、零失誤地完成軌道電路的相應(yīng)工作，完成施工以后要反復(fù)檢測(cè)和調(diào)試各個(gè)部件，確保所有部件都能夠正常運(yùn)行，并且要詳細(xì)記錄施工的整個(gè)過(guò)程，包括方案制定、施工、驗(yàn)收、檢測(cè)、調(diào)試等。

2.電源供電故障及處理辦法

一般情況下，如果軌道電路故障比較集中，三個(gè)或者多個(gè)區(qū)段同時(shí)發(fā)生故障，證明電源供電出現(xiàn)了問(wèn)題，此時(shí)紅光帶會(huì)在多個(gè)區(qū)段出現(xiàn)。如果故障在電源屏軌道的主模塊上出現(xiàn)，那么和這一模塊有關(guān)系的區(qū)段內(nèi)都會(huì)出現(xiàn)故障，另外如果軌道電源屏電壓超過(guò)110伏也會(huì)導(dǎo)致和其有關(guān)系的區(qū)段出現(xiàn)故障。因此，當(dāng)發(fā)軌道電路發(fā)生上述故障時(shí)可著重開(kāi)展電源供電檢查，如果束電壓正常就要考慮是否傳輸途徑中的電纜斷線(xiàn)發(fā)生，按此步驟當(dāng)確定故障原因后就可相應(yīng)措施予以排除，進(jìn)而使軌道電路回到正常工作狀態(tài)。

3.相位角變化故障及處理辦法

25Hz相敏軌道電路的相位角標(biāo)準(zhǔn)為（87±8）度，這種現(xiàn)象多表現(xiàn)在電壓有所降低，如果實(shí)際相位角和這一標(biāo)準(zhǔn)之間存在較大誤差，那么繼電器很有可能會(huì)落下。因此一旦繼電器出現(xiàn)了不正常的下落，應(yīng)立即分析是否存在錯(cuò)誤的相位角，然后才能對(duì)相應(yīng)故障進(jìn)行處理。處理過(guò)程中禁止對(duì)相位角進(jìn)行盲目調(diào)整，避免出現(xiàn)軌道電壓變化引發(fā)相位角錯(cuò)誤而調(diào)整的情況出現(xiàn)。如果帶適配器的室外25Hz軌道電路區(qū)段如果不能調(diào)整相位角，那么可以同時(shí)調(diào)整適配器。和相位角有關(guān)的故障一般發(fā)生在施工和改造階段，另外在維護(hù)檢修過(guò)程中更換扼流引線(xiàn)也容易發(fā)生這一狀況，因此在正確排除相位角故障時(shí)也要在這些階段予以避免。

4.室內(nèi)故障分析

以25Hz相鄰軌道為例，其室內(nèi)故障主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，分別為短路和開(kāi)路故障，地點(diǎn)包括室內(nèi)和室外。前文已經(jīng)對(duì)室外故障做了簡(jiǎn)單介紹，接下來(lái)主要介紹這種軌道電路的室內(nèi)故障。通常來(lái)講，室內(nèi)故障是開(kāi)展軌道電路維護(hù)管理工作時(shí)首先要檢查的內(nèi)容，工作過(guò)程中需要準(zhǔn)確判斷故障原因，利用萬(wàn)用表詳細(xì)測(cè)量受電端子和送電端子，如果檢查時(shí)端子的電壓為110伏和220伏，那么就證明不存在室內(nèi)故障，如果電壓高于正常電壓，那么就證明發(fā)生了室內(nèi)故障。如果低于正常電壓可以先甩開(kāi)受電端子，然后再重新檢測(cè)，當(dāng)重新檢測(cè)時(shí)電壓上升，那么就證明故障發(fā)生在室內(nèi)，如果重新檢測(cè)的電壓仍然低于正常電，壓那么故障發(fā)生在室外。在檢測(cè)室外故障時(shí)主要針對(duì)的內(nèi)容是軌道電流，如果軌道電流低于正常電流，同時(shí)具有較高的軌面電壓，那么就證明存在開(kāi)路故障，而在開(kāi)路故障條件下，回路電流會(huì)逐漸降低，送電端的電壓會(huì)高于正常電壓，在短路故障條件下，送電端電壓會(huì)低于正常電壓，而回路電流會(huì)逐漸上升，室內(nèi)故障也是鐵路信號(hào)軌道電路故障的一部分，在具體工作中可以結(jié)合相應(yīng)原因開(kāi)展分析，并對(duì)故障進(jìn)行排除，進(jìn)而使軌道電路保持在正常的工作狀態(tài)。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，安全是鐵路運(yùn)行的基礎(chǔ)，因此需充分掌握各故障原理，以此為避免和排除故障提供支持。本文首先簡(jiǎn)單介紹了鐵路信號(hào)軌道電路，隨后闡述了鐵路信號(hào)軌道電路的工作原理，最后分析了鐵路線(xiàn)和軌道電路特點(diǎn)及故障處理辦法，以期本文對(duì)相關(guān)工作人員具有一定參考作用，進(jìn)而幫助其有效排除鐵路信號(hào)軌道故障，保障鐵路能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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