UM 2000軌道電路電氣特性研究與故障分析

杜子順

（北京鐵路局唐山電務(wù)段，河北 唐山 063000）

UM 2000軌道電路電氣特性研究與故障分析

杜子順

（北京鐵路局唐山電務(wù)段，河北 唐山 063000）

UM2000軌道電路是由法國(guó)CSEE公司生產(chǎn)的一種無絕緣數(shù)字編碼軌道電路。該類型軌道電路可滿足高速鐵路列車控制系統(tǒng)對(duì)于地—車數(shù)據(jù)傳輸信息量的要求。對(duì)此問題的研究中，我們發(fā)現(xiàn)UM2000型軌道電路是石太客運(yùn)專線所有信號(hào)設(shè)備當(dāng)中的薄弱環(huán)節(jié)，加之我們尚缺少這類設(shè)備的維修經(jīng)驗(yàn)以及完整的維修體制，為全面適應(yīng)石太客運(yùn)專線安全、快捷的運(yùn)營(yíng)需要，通過對(duì)石太客專線UM2000型軌道電路的調(diào)查統(tǒng)計(jì)、分析、研究，從根本上找到了一些突出問題的原因，采取了針對(duì)性較強(qiáng)的整治措施，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，確保了列車運(yùn)行更加安全正點(diǎn)。

石太客專；UM2000；故障分析

1 UM2000軌道電路的應(yīng)用

1.1 SEI系統(tǒng)簡(jiǎn)介

SEI列控連鎖一體化系統(tǒng)，在完成車站連鎖功能的同時(shí)，完成軌道電路編碼、信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈控制和應(yīng)答器編碼及控制功能，系統(tǒng)集成度高，安全可靠，達(dá)到SIL4級(jí)要求，具有較成熟的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)。

1.2 UM2000軌道電路

1/P碼軌道電路沿襲了UM2000的硬件配置和安裝方式，不同的是其發(fā)送的低頻信息為單頻，而非UM2000軌道電路的27種低頻組合的形式，主要目的是實(shí)現(xiàn)兼容性目標(biāo)，與CTCS-2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，滿足各種跨線車運(yùn)行的需要。

在道岔、站內(nèi)軌道電路以及與其他類型軌道電路交界處可能需要使用機(jī)械絕緣節(jié)。

軌道電路同時(shí)還包括用于縱向感抗補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償電容以及調(diào)諧補(bǔ)償單元（用于補(bǔ)償調(diào)諧單元的故障所帶來的風(fēng)險(xiǎn)）。

1.3 UM2000電氣特性

1.3.1 最小短路電流值

無岔的軌道電路：頻率1700，2000和2300Hz時(shí)為0.500 A；頻率2600Hz時(shí)為0.450 A。

有岔的軌道電路：頻率1700，2000和2300Hz為1.000 A；頻率2600Hz時(shí)為0.900 A。

1.3.2 分路極限

軌道電路內(nèi)：分路靈敏度：0.15Ω。

動(dòng)態(tài)分路：CRR接收板中集成了一個(gè)“突降檢測(cè)”功能。該功能可以根據(jù)列車進(jìn)入絕緣節(jié)區(qū)域預(yù)期軌道電路的下降。在調(diào)諧區(qū)內(nèi)由于動(dòng)態(tài)分路功能的存在，死區(qū)段長(zhǎng)度≤1.5m。

靜態(tài)分路：在電氣絕緣節(jié)區(qū)域內(nèi)設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的0.15Ω分路，必然至少導(dǎo)致與電氣絕緣相鄰的兩個(gè)接收器中的一個(gè)落下。按靜態(tài)分路試驗(yàn)，調(diào)諧區(qū)死區(qū)段長(zhǎng)度≤11.5m。

1.3.3 線路道砟電阻

軌距1.435m、60 kg/m焊接長(zhǎng)鋼軌、碎石道砟線路和水泥軌枕、整體道床線路，區(qū)間開闊地帶1.5Ω.km，車站1.0Ω.km。

1.3.4 軌道電路長(zhǎng)度

按上述數(shù)值考慮，區(qū)間一般可達(dá)1 400m，站內(nèi)可達(dá)1 100m。

實(shí)際運(yùn)用中，軌道電路長(zhǎng)度在700m左右。區(qū)間一個(gè)閉塞分區(qū)一般劃分為2個(gè)區(qū)段，站內(nèi)股道一般劃分為2個(gè)或3個(gè)區(qū)段。

在站內(nèi)，最短軌道電路長(zhǎng)度一般要滿足≥50m。

若鄰線安裝了同頻的軌道電路，軌道電路的極限長(zhǎng)度是：對(duì)于無岔區(qū)段時(shí)最長(zhǎng)600m，對(duì)于有岔區(qū)段最長(zhǎng)300m。

2 UM2000軌道電路應(yīng)用及故障預(yù)防

2.1 故障判斷

經(jīng)過調(diào)查造成UM2000軌道故障多發(fā)的主要因素有以下幾個(gè)方面：

第一，法方提供的SEI設(shè)備板件質(zhì)量低。第二，設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡劣，條件達(dá)不到設(shè)備正常運(yùn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。第三，設(shè)備均屬高新設(shè)備，維修人員缺少維修經(jīng)驗(yàn)，缺少具體的維修體系。第四，外界不可抗因素導(dǎo)致故障發(fā)生。

由于我們現(xiàn)在還不具備對(duì)故障板件進(jìn)行檢測(cè)維修的權(quán)限和技術(shù)條件，對(duì)于故障的判斷和定性只能通過本地維護(hù)終端（Silam）以及板件面板上的指示燈判斷故障范圍，最終通過整體更換板件來確認(rèn)是否為板件故障，所有疑似故障板件返廠維修。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)從維修報(bào)告中發(fā)現(xiàn)故障板件多為芯片發(fā)生故障，成為目前UM2000型軌道電路的主要故障。

2.2 故障維修

UM2000型軌道電路的故障判斷，可以在分線盤進(jìn)行室內(nèi)、外故障界定。

在分線盤發(fā)送和接收端，測(cè)量發(fā)送和接收電平是否與調(diào)整表相近。如接收端測(cè)到的電壓值與調(diào)整表的調(diào)整值相近，說明故障在室內(nèi)接收端。當(dāng)接收端接收不到電壓或電壓值很低，則測(cè)試發(fā)送端的電平是否正常，如發(fā)送端電平正常，則故障在室外。需要注意的是在發(fā)送、接收回路中產(chǎn)生短路故障時(shí)，軌道電路的送、受電壓都可能很低，此時(shí)應(yīng)分步將分線盤送、受電端子線頭斷開，通過測(cè)試空載電壓來進(jìn)一步分析和判斷。

2.2.1 首先甩開分線盤接收端電纜，用移頻測(cè)試儀測(cè)量這兩根電纜和發(fā)送端子的電壓、頻率是否正常;這樣可以判斷故障在室外或室內(nèi)。

2.2.2 發(fā)送電壓、頻率不正常，一般可以判斷為室內(nèi)發(fā)送故障。首先去測(cè)量SEI設(shè)備柜PIV組匣的發(fā)送接口，看輸出是否正常，若正常可判斷為組匣至分線盤間有斷線；若不正常（沒有輸出）則判斷為組匣內(nèi)部故障。

2.2.3 發(fā)送電壓、頻率正常，接收電壓、頻率不正?；驔]有，可以判斷為室外故障。這時(shí)從發(fā)送端的匹配變壓器、調(diào)諧單元、軌面逐個(gè)測(cè)量電壓、頻率，同時(shí)認(rèn)真檢查匹配變壓器、調(diào)諧單元接線端子是否接觸不良，鋼軌是否有短路現(xiàn)象或補(bǔ)償電容是否有損壞;接收端逐個(gè)測(cè)量調(diào)諧單元、匹配變壓器電壓、頻率，同時(shí)認(rèn)真檢查調(diào)諧單元、匹配變壓器接線端子是否有接觸不良現(xiàn)象。

需要注意的是當(dāng)多個(gè)區(qū)段紅光帶時(shí)，兼相應(yīng)信號(hào)機(jī)滅燈時(shí)，應(yīng)首先考慮這幾個(gè)區(qū)段是否為同一PIP組匣負(fù)責(zé)控制。重啟PIP組匣后可恢復(fù)。若多次重啟故障仍未恢復(fù)，可考慮更換組匣。

2.3 故障預(yù)防

2.3.1 板件故障

第一，保持室內(nèi)衛(wèi)生，使機(jī)械室環(huán)境達(dá)標(biāo)。第二，板件定期除塵，減少靜電對(duì)電子元件的影響。第三，建立板件運(yùn)用檔案，掌握板件狀態(tài)，合理調(diào)配板件的使用。第四，對(duì)疑似故障板件進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，與廠方溝通，對(duì)慣性板件芯片問題采取升級(jí)換代的辦法處理。

2.3.2 PIV組匣故障導(dǎo)致瞬間重啟

第一，對(duì)PIP組匣進(jìn)行定期重啟維護(hù)，避免程序長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行發(fā)生停滯造成故障重啟的概率。第二，對(duì)電源板（CALS）定期進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)電源超限及時(shí)更換調(diào)整。第三，對(duì)防干擾器件（二極管、壓敏電阻）定期測(cè)試，保證作用良好。第四，改善電源質(zhì)量，減少電源不穩(wěn)定造成的干擾。第五，對(duì)貫通接地線定期檢查，保證完整且接地良好。第六，對(duì)室外調(diào)諧區(qū)引接線、扼流變壓器引接線消除虛接、斷股、螺絲松等問題。

2.3.3 BU連接松動(dòng)虛接造成故障

第一，通過維護(hù)終端SILAM數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查詢，掌握軌道電壓波動(dòng)幅度和波動(dòng)頻次，對(duì)于異常的信息，進(jìn)行復(fù)查處理，預(yù)防故障的發(fā)生。第二，提高軌道檢修質(zhì)量，消滅由于螺絲松動(dòng)造成的軌道紅光帶故障。第三，利用軌道電路集中檢修，對(duì)調(diào)諧區(qū)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試計(jì)算，判斷調(diào)諧區(qū)的性能。

3 結(jié)束語

通過對(duì)石太客專線管內(nèi)UM2000型軌道電路故障的調(diào)查統(tǒng)計(jì)、分析、研究，我們從根本上找到了一些突出問題的原因，采取了針對(duì)性較強(qiáng)的整治措施，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，軌道電路故障率總體上得到了一定的控制，但一些冷門故障時(shí)有發(fā)生，軌道電路故障占據(jù)石太客專信號(hào)設(shè)備故障較大比例，怎樣想方設(shè)法更加有效地控制軌道電路故障仍然是我們長(zhǎng)期不斷探索的課題。

[1]林瑜筠.區(qū)間信號(hào)自動(dòng)控制[M].北京：鐵道出版社，2010.

[2]北京鐵路局.石太客運(yùn)專線行車組織細(xì)則[G].2009.

[3]鐵路信號(hào)維護(hù)規(guī)則技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ[S].中國(guó)鐵道出版社；2009.

[4]石太客專信號(hào)培訓(xùn)資料[G].安薩爾多公司，2008.

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1671-0037（2014）04-92-1.5