25Hz相敏轨道电路故障分析与处理研究

发表时间:2021/9/7   来源:《中国电业》2021年第12期   作者:张晓宇
[导读] 我国铁路的发展不仅体现在车速更快,其铁路信号系统也更加完善,铁路信号系统作为铁路控制系统的重要组成,是保证列车安全运行的关键。
        张晓宇
        新准铁路   内蒙古自治区鄂尔多斯市  017000
        摘要:我国铁路的发展不仅体现在车速更快,其铁路信号系统也更加完善,铁路信号系统作为铁路控制系统的重要组成,是保证列车安全运行的关键。通过轨道电路检查可以区段是否有车占用,还可以分析钢轨的完整性,并将信息传递到列车。维修人员在现场开展维修工作的过程中要求具有高效率,处理不及时会对列车运行的安全性造成不利影响。本文从25Hz相敏轨道电路的电气化特性入手,讨论25Hz相敏轨道电路优势,阐述电气化区段对轨道电路的基本要求,最后提出25Hz相敏轨道电路故障与处理方法,希望对相关研究带来帮助。
        关键词:25Hz相敏轨道;电路故障;处理
        轨道电路利用钢轨以及钢轨绝缘节构成的回路,可以对区段线路的列车占用情况掌握,在列车运行密度越来越大的今天,对维修人员的专业性也提出了更高的要求,为了提升应急处理能力,需要对25Hz轨道电路故障处理方法掌握,进而为铁路运行提供帮助。
一、25Hz相敏轨道电路的电气化特性
        25Hz相敏轨道电路在交流25Hz电源支持下连续供电,并且在受电端采用轨道继电器后25Hz分频器将50Hz电源分为25Hz,成为电路的专用轨道电源。状态调整的过程中,继电器轨道线圈有效电压至少达到18V,要求高于轨道继电器正常值的20%,确保轨道继电器的正常运行。在轨道电路送电端或者受电端的轨面的分路时,轨道继分路残压至少达到7.4V,不过轨道继电器释放值为8.6V,可以保证前接点断开[1]。
二、25Hz相敏轨道电路优势
        高压不对称脉冲电路作为轨道电路的一种形式,其原理在于正脉冲以及负脉冲的钢轨表面正脉冲幅值大于100V,该情况下穿透轨道表面的粉尘污染和生锈层,由此起到分路作用。如今高压不对称轨道电路被用于铁路运输机车,其中包括CRH和普通列车。为了满足新车辆的应用,必须开展高压不对称电路的检测工作,然后分析其是否具有抗击车干扰工作能力。此外,要根据尺寸选择合适的电源。通常来讲,轨道电车需要结合稳压电源产生多通道输出,并且选择尺寸合理的电源屏,进而估算整站轨道电路总容量。通常来讲,轨道电路根据稳压电源实现多通道输出。
三、电气化区段对轨道电路的基本要求
(一)采用非工频型轨道电路
        通过25Hz相敏轨道电路、移频轨道电路、不对称轨道电路与50HZ牵引电流区分,轨道的电路可以抑制电流的基波以及谐波,让轨道电路设备工作处于稳定运行状态,
(二)各轨道电路采用双扼流双轨条轨道电路
        借助扼流变压器连接引电流形成双轨条回流就是双轨条电路,让轨道电路处于平衡状态,促进站内电码化,双轨条电源电路多位于区间和站内正线。
(三)引接线等阻
        随着道岔跳线、钢轨引接线、接续线截面增大,使得引接线处于等阻状态,在利用岔跳线或者牵引电流连接线截面面积超过42mm时,多股镀锌铁绞线可以牵引电流连接线的两端焊牢,可以降低钢轨阻抗,穿过钢轨时,距离轨底防护距离至少30mm。
(四)吸上线及回流线连接钢轨的技术要求
        其一,吸上线、回流线连接在扼流变压器的中性点,为了防止迂回电路对行车安全产生不利影响,通常不会另外加装扼流变压器,需要和轨道电路共用。其二,25kV变压器的回流线如果取用自接触网供电,并且轨道上无扼流变压器,需要在轨道电路上增加扼流变压器一台,在扼流变压器中心端子板设置端子[2]。


四、25Hz相敏轨道电路故障与处理方法
(一)电力牵引造成的轨道电路故障
1轨道电路闪红光带
        这种故障是一种惯性故障,主要是瞬间发生,并且很快自动复原,尽管故障发生时间很短,不过会对列车运行效率产生不利影响,导致故障出现的主要因素在于以下几个方面:其一,不平衡电流。在电气化区段产生干扰是导致轨道电路闪红光带的关键因素,需要采取抗干扰设备,避免不平衡电流对设备和器材的损坏。比如带适配器的扼流变压器、高容量扼流变压器、开气源的扼流变压器以及防护盒、防雷轨道变压器都会处理防护不平衡电流造成的干扰;其二,机车升弓电流导致的闪红光带,机车升弓电流就是机车即将启动时出现的瞬间牵引电流,通常数值较大。这一电流可以瞬间对25Hz相敏轨道电路继电器的工作产生冲击,比如列车停留在股道,该时段机车升弓启动瞬间电流会导致相邻或者不相邻轨道电器瞬间误跳导致开放信号自动关闭,要想避免机车升弓电流影响轨道电路,需要借助加装复式继电器避免轨道继电器误动,复式继电器安装便捷,需要将其接点与连锁电路连接。此外需要安装适配器消除升弓电流造成的不利影响。
2强电流入侵烧毁设备
        如果强电流入侵会对电路设备烧毁,主要原因在于过大的电流入侵设备后导致设备迅速发热,如果回流不通畅,牵引电流将直接侵入设备关键部位,上百安培的电流瞬间烧毁设备导致,故障范围扩大,造成巨大经济损失,尽管烧毁设备发生概率小,但是发生后恢复时间长。也会对铁路运输系统造成影响。弱电流产生主要因素在于:其一,电气化区段当中出现接触网短路情况,该情况下不平衡电流瞬间增大到上百安培。进而牵引电网瞬间闪络。由于强电流入侵时间短,并且变电所不跳闸,瞬间电流进入接触网支柱火花间隙,导通之后传输到单侧轨道,使得不平衡的电流在一侧轨道中出现[3]。
3回流不畅通造成强电流
        为避免以上问题出现需要采取以下措施。一方面,提升轨道电路传输性能,保证牵引回流畅通,减少不平衡电流带来的影响,避免由于电流聚集到某一位置导致设备损坏,比如可在连接线以及中性连接板。并且加大连接线以及接续路线的横截面积,通过等组连接线以及调整轨道电路传输特性,可以提升轨道电路传输性能。
(二)电路组成部件故障
1断路故障分析
        其一,确定。故障类型为室内故障或者室外故障。需要分开分线盘上的回接电缆,之后使用交流100V测回楼电压,如果电压超过50V代表室内故障,如果电压未发生变化说明为室外故障,室内故障主要表现为断线、继电器接触不良、继电器线圈折断、防护和内部断线侧端子焊点开焊。室外出现故障主要表现为送电端以及受电端的容电器故障、电缆断线、变压器线圈折断以及导接线都断线。通过测量送端限流电阻以及送端轨面电压即可确定故障位置,当电压低于正常值说明出现断线故障,位置集中在受电端处或者轨面[4]。
2混线故障
        断开回楼电缆使用交流100幅对回楼电缆电压测量,如果电压超过50V说明室内出现故障,如果电压较小,比如在10V左右,说明室外发生故障,室内混线部位,故障表现为防护盒内部混线。分线盘以及侧面盘子存在异物,继电器线圈混线。室外管线部位主要在于刚回接缝部位存在铁屑绝缘、绝缘皮损坏,还包括钢铁丝和扼流变器连接。
结束语:
        综上所述,25Hz 相敏轨道电路在铁路的信号系统中具有重要作用,影响着忒累运输安全性。通过对25赫兹相敏轨道电路应用分析,找出导致相敏轨道电路故障的原因和解决方法,今后维修人员也需要对相关经验总结,减少电路故障。
参考文献:
[1]陈利清.25Hz相敏轨道电路的常见故障和处理对策[J].技术与市场,2020,27(10):90-91.
[2]李建雷,孙健,张涛.铁路信号25Hz相敏轨道电路故障分析[J].商品与质量,2020,22(18):105.
[3]蒋伟.高速化铁路25Hz相敏轨道电路的故障分析与处理[J].科学与财富,2019,23(6):42.
[4]李晓杰.25Hz相敏轨道电路故障分析及处理[J].新商务周刊,2019,21(1):233.
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