高速化鐵路25Hz相敏軌道電路的故障分析與處理

摘 要：文章通過介紹高速化鐵路25Hz相敏軌道電路的基本原理，主要對其故障分析和處理做了研究。文章從實際應(yīng)用出發(fā)，從25Hz相敏軌道電路的故障排查方法著手，介紹了故障排查的方法、步驟和可能的故障點(diǎn)，為其實際應(yīng)用提供了指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：25Hz相敏軌道電路；故障分析；故障處理

1 概述

1978年10月，電氣化局和西安信號廠開始著手研制25Hz相敏軌道電路，1982年通過鐵道部鑒定后，開始大力推廣并廣泛應(yīng)用在線路上。經(jīng)過多年的使用，由于25Hz相敏軌道電路抗沖擊干擾能力不強(qiáng)，1993年開始對25Hz相敏軌道電路進(jìn)行改進(jìn)，研制了97型25Hz相敏軌道電路。1997年經(jīng)鐵道部鑒定，決定用97型25Hz相敏軌道電路替代原25Hz相敏軌道電路在全路推廣使用。目前在我國高速化鐵路的站線上使用的軌道電路為97型25Hz相敏軌道電路[1]。因此97型25Hz相敏軌道電路在高速化鐵路上不需要疊加電碼化。

現(xiàn)用的25Hz相敏軌道電路主要由送電端設(shè)備、受電端設(shè)備和25Hz專用電源屏三個部分組成，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，送電端設(shè)備主要包括送電端BE25扼流變壓器、送電端BG25軌道變壓器、限流電阻RX和熔斷器RD1、RD2。受電端的設(shè)備主要有受電端BE25扼流變壓器、受電端BG25軌道變壓器、熔斷器RD3、FZ防雷硒堆、HF防護(hù)盒以及（JRJC1-70/240）二元二位繼電器。如圖1所示。

25Hz電源屏分別供出25Hz/220V軌道電源和25Hz/110V局部電源，軌道電源由室內(nèi)通過電纜供向室外，經(jīng)過送電端軌道變壓器BG25，限流電阻RX及扼流變壓器BE25到軌面，再經(jīng)受電端扼流變壓器BE25，軌道變壓器BG25等送回室內(nèi)，經(jīng)過防雷補(bǔ)償器，防護(hù)盒給軌道繼電器供電，當(dāng)軌道區(qū)段空閑且滿足相位要求時（局部線圈電源相位超前軌道線圈電源相位90°），軌道繼電器GJ吸起，當(dāng)區(qū)段被列車占用或相位不符合要求時，軌道繼電器GJ落下。

2 故障分析與處理

2.1 綜述

25Hz相敏軌道電路的故障分為室內(nèi)和室外兩部分。在非電碼化軌道區(qū)段中，如果全站或者某個咽喉區(qū)出現(xiàn)紅光帶，我們首先應(yīng)該檢查相應(yīng)的25Hz電源屏輸出是否正常，排除電源屏故障。如若某一咽喉區(qū)內(nèi)同時出現(xiàn)不規(guī)則的紅光帶，應(yīng)該優(yōu)先檢查上述區(qū)段共用的送電電纜是否有問題。如果出現(xiàn)紅光帶的位置是相鄰的軌道區(qū)段，則先查看區(qū)段之間的絕緣是否破損。如果只有一個區(qū)段出現(xiàn)紅光帶，就應(yīng)該檢查該區(qū)段內(nèi)的各個設(shè)備[2]。

2.2 室內(nèi)和室外故障的區(qū)分

如表1所示，是二元二位繼電器額定參數(shù)。通過二元二位繼電器額定參數(shù)，首先測試故障區(qū)段的GJ端電壓是否大于15V，且接近或者高于日常測試數(shù)據(jù)，如果排除了故障是由于相位錯誤引起的可能性，就說明故障點(diǎn)是發(fā)生在室內(nèi)的。如果測試發(fā)現(xiàn)GJ端的電壓小于它正常工作時的電壓值，則故障點(diǎn)在室外的可能性就比較大，此時可以在分線盤處將故障區(qū)段的電纜線甩開，然后先在故障區(qū)段的電纜上測量電壓值，如果測得的電壓值大于或接近日常測試值，說明故障是室內(nèi)的混線故障。反之，若測電纜上的電壓與連接時測試的數(shù)據(jù)基本接近，說明是室外故障[3]。

2.3 故障原因及查找方法

2.3.1 室內(nèi)故障

若測量故障區(qū)段的GJ端電壓，發(fā)現(xiàn)電壓值低于繼電器正常工作的工作值，則首先甩開電纜，確認(rèn)是室內(nèi)故障后，可采用斷線查找混線的地方的方法來查找故障原因。以上可能發(fā)生故障的原因有：硒片短路；防護(hù)盒不良；線段混線等。

如果測量故障區(qū)段的GJ端電壓接近或高于正常數(shù)據(jù)時，發(fā)生故障的可能原因有：GJ故障；組合架的電氣集中區(qū)段組合內(nèi)的DGJ接觸不良或勵磁回路故障；繼電器插接不良等。在查找上述故障原因時，我們首先應(yīng)該在二元二位繼電器的三四線圈上測量電壓值是否正常，同時檢查一二線圈的110V的電壓是否送到了供電端，若都正常的，就檢查軌道繼電器是否插接良好，如果繼電器是插接良好的，但是繼電器卻不動作，那就可能是繼電器故障，那么就首先更換繼電器；若二元二位繼電器是可以勵磁吸起的，但是軌道區(qū)段仍然是紅光帶卻沒法消除，應(yīng)檢查區(qū)段組合架的組合內(nèi)的DGJ和DGJF及其勵磁回路是不是有問題。此時就可以在繼電器的勵磁電路上或者側(cè)面端子上測量電壓，檢查是不是因為回路開路造成的故障，同時檢查回路中的器材是否良好[4]。

2.3.2 室外故障

我們在分析和處理軌道電路的室外故障時，首先應(yīng)該測量送端軌面電壓及送端軌面電流?？赡艿那闆r有以下幾種：

（1）如果測得的軌面電壓明顯高于正常值，軌面電流卻低于正常值或者非常小，可確定為軌道及受電端虛接或開路。

（2）如果測得的軌面電壓低于正常值，軌面電流比正常值高，我們可以判定可能是軌道及受電端有虛混或軌道電路是短路的。

（3）如果我們測得的軌面電壓和軌面電流都比正常值小，則故障可能是送端引接線虛混、虛接或送端的某個器材故障。

（4）如果測試得到的軌面電壓和軌道電流值都是零，則可以肯定故障是送電端斷路或短路故障[5]。

若故障是因為送電端斷路引起的，首先排查送端引接線，看引接線是否斷線或者虛接，如果引接線正常，再開箱檢查，用萬用表測量220V的軌道電源是否正常送到軌道變壓器的I次側(cè)，如果沒有電壓，再測試電纜端子上是否有220V的電壓，如果測試發(fā)現(xiàn)電纜端子上有220V的電壓，我們就可以采用順序測量法，依次檢查電路的保險和配線是不是發(fā)生了斷路。如果測試發(fā)現(xiàn)送端軌道變壓器I次側(cè)有220V電壓，就再測量II次的輸出電壓，若II次側(cè)沒有測量值，就可以確定故障可能是變壓器斷線、接續(xù)線的線頭松動或連接端子間的勾線斷線造成的。如軌道變壓器II次側(cè)輸出電壓正常，就應(yīng)該再測量扼流變壓器的信號圈和扼流變壓器的牽引圈的電壓值是否正常，若沒有電壓，就應(yīng)該檢查軌道變壓器II次側(cè)到扼流變壓器信號圈間的電纜或配線是否發(fā)生了斷線故障以及檢查限流電阻是否接觸良好[6]。

若故障是因為軌道部分?jǐn)嗦芬鸬模蛻?yīng)該沿著鋼軌逐段測量軌面電壓，測得的軌面電壓的突變點(diǎn)就是軌道的斷路點(diǎn)，如果從送端開始測量，則測得的軌面電壓突然下降的地方就是軌道的斷路點(diǎn)。常見的故障原因有：接續(xù)線、跳線斷線、塞釘鉚接不良或脫落等。

送電端短路故障也是經(jīng)常發(fā)生的，這種故障多發(fā)生在長引接線在過軌的地方相混，或變壓器箱間到扼流變壓器間的電纜短路。查找這種故障時，首先用鉗形表測量一下長引接線在過軌處前后的電流來確定引接線是否與軌底短路，如果沒有短路，而軌面的電壓很小甚至為零，且扼流變壓器的信號圈上也測不出電壓，我們就可以甩開變壓器箱到扼流變壓器的電纜，在變壓器箱的6號和8號端子上測量，如果甩開線引接后有電壓，就可以確定該故障是電纜混線引起的，則更換備用芯線就可以了。

在故障處理的過程中，如果要查找軌道短路的故障，較為便捷的方法就是用鉗形電流表沿著軌條測量電流。如果發(fā)現(xiàn)某處的電流急劇變小時，說明電路的短路點(diǎn)就在電流的突變的地方。在查找故障的過程中，對軌距桿絕緣、道岔安裝裝置絕緣、極性絕緣以及長跳線過軌處等應(yīng)重點(diǎn)檢查。

我們在查找受電端的短路故障時，首先應(yīng)該檢查受電長引接線是否與軌底相混，如果扼流變壓器的牽引圈處沒有發(fā)生短路，再甩開扼流變壓器的4或5端子上的電纜線，測量信號圈上的電壓是否正常。若信號圈上電壓正常，說明扼流變壓器良好，可接著在軌道變壓器II次側(cè)、I次側(cè)、電纜端子上測量電壓，當(dāng)測量某處無電壓時，采用斷線法，逐段甩線，查找短路點(diǎn)。

3 結(jié)束語

檢測故障時首先要保證人身安全，接到設(shè)備故障的通知后，要第一時間向車站值班員問明故障的具體情況，以便于確認(rèn)故障現(xiàn)象；在我們處理故障的過程中，嚴(yán)禁封連各種信號接點(diǎn)，也不能在軌道電路上引接臨時線來構(gòu)通電路造成死區(qū)間，或盲目提高軌道電路送電端電壓；在處理故障的過程中，一定要保證牽引回流暢通無阻。要隨時注意人身安全和設(shè)備安全，嚴(yán)禁違章蠻干、隨意行事；如果此設(shè)備故障不能立即克服，就要立刻停止使用，同時報告工長、領(lǐng)工和電務(wù)段調(diào)度，以便及時得到上級管理單位的指導(dǎo)，從而縮短故障延時；設(shè)備故障修復(fù)后，要進(jìn)行徹底試驗，試驗良好后方可交付使用。

參考文獻(xiàn)

[1]張嬰鶴.25Hz相敏軌道電路的原理及應(yīng)用[J].哈爾濱鐵道科技，2013（3）.

[2]宋勝林，張國慶，蔣立生.淺議25Hz相敏軌道電路故障處理方法[J].鐵道通信信號，2009（2）.

[3]王爽.軌道電路故障處理方法[J].鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2011（2）.

[4]左仙華.關(guān)于25Hz相敏軌道電路故障處理方法研究[J].信息系統(tǒng)工程，2011（9）.

[5]尉文浩，淺析25Hz相敏軌道電路的調(diào)整方法[J].科技資訊，2015（5）.

[6]劉鐵良.25Hz相敏軌道電路故障分析[J].鐵道通信信號，2011（9）.

作者簡介：陳娟（1988，8-），女，籍貫：甘肅會寧，學(xué)歷：本科，職稱：助教，研究方向：自動化。