高壓脈沖軌道電路故障處理探究

劉振東

關鍵詞 高壓脈沖 軌道電路 電路故障

中圖分類號：U284 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）05-0031-03

1 高壓脈沖軌道電路的基本情況介紹

高壓脈沖軌道電路本質(zhì)上是一種高壓不對稱軌道電路。基于解決鋼軌表面在長期應用中出現(xiàn)的生銹油污等問題，這種軌道電路能夠有效地解決，隨著軌道交通設備發(fā)展的進程推進，這類軌道在實踐應用中還可用于直流交流電化區(qū)段以及車站、區(qū)間區(qū)域內(nèi)。由此可見，這類軌道可在情況較為復雜的狀態(tài)下滿足軌道交通信號對軌道應用需求。從電路應用的基本功能方面來講，軌道電路設備主要可以用于檢查軌道上的列車與車輛占用和出清狀態(tài)。所依托的主要原理為，在軌道區(qū)域相對絕緣的兩根鋼軌間傳送信號電流，電流發(fā)出后可通過檢驗是否出現(xiàn)基于列車輪軸的短路現(xiàn)象，檢查線路是否存在被占用的問題[1]。隨著現(xiàn)階段鐵路軌道交通建設規(guī)模和應用復雜性要求的提高，在鐵路運行中，油污問題以及由于外部氣候因素導致的銹蝕問題是比較常見的，這都會增大電阻指標的水平，使車輛輪對壓入后不能短路軌道電路，造成列車車輛壓入本區(qū)段后軌道繼電器不能可靠落下，嚴重危及行車安全。高壓脈沖軌道需要滿足的要求是將軌道電路的靈敏度再次提高，并能夠提供可靠持續(xù)的脈沖信號支持，這是對發(fā)送脈沖過程提出的基本要求，對于任何的軌道電路來說，無論是區(qū)間內(nèi)的電路還是站內(nèi)的電路，不分軌道電路的長短，都需要通過可靠穩(wěn)定的脈沖，為軌道電路的安全穩(wěn)定運行提供支持[2]。

2 高壓脈沖軌道電路體系中的電路結(jié)構(gòu)

2.1 二元差動繼電器

二元差動繼電器在高壓脈沖軌道電路中屬于核心原件。這一結(jié)構(gòu)通過與接受譯碼器、扼流變壓器共同作用形成軌道電路的接收端，用于接收鋼軌上的高壓脈沖信號。一旦鋼軌上的脈沖極性出現(xiàn)異?；蚋邏好}沖的波頭波尾幅值比例出現(xiàn)變動，都會造成二元差動繼電器停止工作。另外，若鋼軌上有其他的工頻電流對繼電器的運行造成影響，也會引起差動繼電器的工作狀態(tài)停止。

2.2 高壓脈沖譯碼器

譯碼器在整個系統(tǒng)中所發(fā)揮的作用以鑒別為主。這一設備的工作主要依托高壓脈沖信號，作為動力譯碼器的電路分為兩個基本結(jié)構(gòu)：一是專門接受扼流變壓器，次級線圈輸出的脈沖頭;二是對相應的脈沖尾進行接收。且譯碼器具有典型的極性特征，這要求相鄰電路軌道的極性設置應當具有一定的交叉性。一旦軌道電路上的鋼軌絕緣節(jié)出現(xiàn)破損或工作狀態(tài)異常的情況時，譯碼器的保護作用才能有效地發(fā)揮出來。

2.3 高壓脈沖發(fā)碼器

發(fā)碼器是與譯碼器配套使用的一個獨立設備。在實踐應用中，高壓脈沖軌道電路可通過芯片進行控制，當其輸出高壓脈沖信號時，信號源可提高軌道面的擊穿電壓，這就解決了生銹或油污帶來的障礙和問題，使得軌道電路的分路靈敏程度得到針對性的提升。

3 高壓脈沖的調(diào)整策略

3.1 譯碼器調(diào)整策略

關于譯碼器的調(diào)整策略，主要集中在端子的調(diào)整上。通常情況下，可結(jié)合長區(qū)段和短區(qū)段在端子的設定上進行調(diào)整，若通電后發(fā)現(xiàn)尾部的電壓較頭部電壓有很高的數(shù)值水平差異，則可初步考慮是由于極性相反的原因?qū)е?。這時就需要對變壓器或扼流變壓器的接線進行調(diào)整[3]。

另外，調(diào)整的依據(jù)還應當包括軌道調(diào)整表以及軌面情況的實際狀態(tài)，若顯示電壓偏高，則可通過調(diào)整限流電阻或減小發(fā)送電壓達到調(diào)整目標。若電壓偏低，則采取減小限流電阻、增大發(fā)碼器發(fā)送電壓的方式進行調(diào)整，但在限流電阻的減小區(qū)間方面，最低值不得小于10歐。

3.2 軌面情況調(diào)整策略

針對軌面進行調(diào)整時，也應當結(jié)合電壓的水平采取針對性的調(diào)整措施。另外，端子的不同區(qū)域也應當加強檢查力度，有必要時可針對不同區(qū)域的端子進行調(diào)整。在軌道電路調(diào)整結(jié)束后，需要針對性地采取分路試驗，一般設定0.15歐的短路線在軌道的任意區(qū)域進行分路設置，確保繼電器能夠可靠落下，且殘壓指標能夠處在既定的要求范圍內(nèi)。

4 高壓脈沖軌道電路故障類型

在明確了高壓脈沖軌道電路的運行狀態(tài)以及基本運行原理后需要針對不同類型的電路故障進行分析和研究，提升電路故障分析的有效性和合理性，確保不同區(qū)域的電路故障能夠得到針對性的有效解決。

4.1 送端電路故障

對于送端電路故障來說，其主要表現(xiàn)為兩個方面：

首先，當送端電路出現(xiàn)故障時，脈沖間隔會出現(xiàn)異常情況，這時可直接更換發(fā)送器設備達到故障解決的目標。

其次，若軌道電路的電壓出現(xiàn)了穩(wěn)定性不足的問題，則需要針對電源區(qū)域的電壓指標進行檢驗，確保其供電狀態(tài)的穩(wěn)定性。

最后，還需要針對軌道電路在空閑狀態(tài)下的各種指標參數(shù)進行檢驗，確定其電壓指標的數(shù)值。若檢驗發(fā)現(xiàn)電壓情況相對較為穩(wěn)定，但測試時發(fā)現(xiàn)電路出現(xiàn)短路或絕緣不良的問題，則可認定電路已經(jīng)出現(xiàn)異常。關于認定異常的數(shù)值指標要求，只要相關的參數(shù)指標數(shù)值在標準數(shù)值范圍內(nèi)的20%區(qū)域浮動都可認定為電路已經(jīng)出現(xiàn)了異常問題。

4.2 受端電路故障

雖然受端設備的電路故障不會對脈沖間隔產(chǎn)生直接的影響，但其對軌道電路的影響卻是非常顯著的。若這一區(qū)域出現(xiàn)故障，可通過以下兩方面措施進行判別。對于繼電器設備而言，線圈電壓和電流的比例指標是肯定其電阻值是否符合要求的關鍵方法。若電阻值不符合實踐要求，則可通過更換設備的方式進行故障處理。通常情況下，通過判定可知，比較容易出現(xiàn)故障的設備有電纜通道以及接收器故障。若確認故障位置后，即可采取針對性的更換措施。另外，若電壓指標或電流指標出現(xiàn)異常，需要首先將設備運行的狀態(tài)保持在斷開狀態(tài)下，這不僅是為了確保檢驗工作的安全，也是為了確保故障的判定在準確性上更高。在斷開電源的基礎上，需要對軌道電壓進行檢查和判斷，若斷電后元件仍然處在工作狀態(tài)下，即可判定元件本身出現(xiàn)了故障，要及時采取措施進行處理。

4.3 軌道故障

軌道區(qū)域出現(xiàn)的故障，比較典型的代表有斷路斷軌或絕緣節(jié)區(qū)域出現(xiàn)故障。

首先，對于短路故障來說，需要通過測試短路的點位，并且結(jié)合送端進行脈沖值的測定準確判斷短路區(qū)域的具體位置，而對于斷軌問題來說，分段測試法是斷軌問題檢驗測試的關鍵性方法，主要通過測試鋼軌的電壓指標確定斷軌點的具體情況。

其次，對于絕緣節(jié)區(qū)域，在進行故障判定時，需要對絕緣區(qū)域的兩端進行針對性測試，若測試出電壓指標與軌道最大電壓指標相比低于其25%的范圍，則意味著絕緣作用的發(fā)揮效果已經(jīng)缺失，這時就必須通過更換鋼軌絕緣的方式進行故障處理。

4.4 間歇性故障

所謂的間歇性故障，是指一些無規(guī)律的階段性故障。在故障的原因?qū)ふ曳矫?，這類故障的原因?qū)ふ揖邆湟欢ǖ碾y度，一些局部條件的分析是間歇性故障得到準確判定的重要前提條件。在對間歇性故障進行觀察時，可發(fā)現(xiàn)這類故障通常與電壓或線圈的運行狀態(tài)有關，即電壓以及線圈電壓之間的關系若存在異常現(xiàn)象則可考慮故障已經(jīng)發(fā)生，如間歇時間較短，還可采用實時盯控的方法，在故障出現(xiàn)的瞬間測量室內(nèi)外各點電壓、電流參數(shù)，判斷故障發(fā)生位置。

5 高壓脈沖軌道電路故障檢修處理措施

針對具體故障和問題進行維修管理時，要制定出具有針對性的有效策略?？赏ㄟ^多角度養(yǎng)護、集中檢修養(yǎng)護、標準化，檢驗三種典型措施，為故障檢修工作提供服務。

5.1 多角度養(yǎng)護措施

多角度養(yǎng)護強調(diào)的是在整個系統(tǒng)運行的各個環(huán)節(jié)以及整體的運行過程中，應當注重適當提高養(yǎng)護工作的頻率，并且在養(yǎng)護工作的措施和方法上加強細節(jié)性，通過加強養(yǎng)護力度來減少電路故障發(fā)生的頻率。單一的故障問題處理無法確保整個設備保持在穩(wěn)定良好的運行狀態(tài)下，因此，需要結(jié)合實際情況加強針對性養(yǎng)護的力度，通過多角度養(yǎng)護和維修減少設備故障率。具體來說，多角度養(yǎng)護工作可通過電路平穩(wěn)運行環(huán)境的保持以及電路傳輸通道，設備參數(shù)的穩(wěn)定性達到目標。對于電路工作的平衡穩(wěn)定環(huán)境營造來說，在日常的保養(yǎng)維修中，應當首先對電路的供電狀態(tài)進行實時監(jiān)測，確保設備用電的穩(wěn)定性。

除此之外，相關人員對電纜線路絕緣狀況也要引起充分的重視，如通過微機監(jiān)測或定期測量電纜絕緣，如發(fā)現(xiàn)電纜絕緣值下降應立即查找原因，消除影響;另外，軌道的鋼軌引接線是否能夠正常發(fā)揮作用，也是非常重要的工作，加強電路鋼軌引接線的維修管理工作，要定期檢查鋼軌引接線外皮是否有破損，連接螺絲是否緊固，小枕木固定是否安全;定期對鋼軌絕緣進行測試，確保鋼軌絕緣電阻值不小于1兆歐;在設備運行中若發(fā)現(xiàn)軌道電壓突變的情況要進行全面細致的檢查，并對線路所處環(huán)境中的負面影響加強控制。另外，要對電路各項設備參數(shù)加強檢驗和分析力度，若在日常的檢修工作中發(fā)現(xiàn)設備參數(shù)不達標現(xiàn)象，則應當及時采取措施進行調(diào)整或更換相關的設備。

此外，軌道箱在設置的距離范圍上也有非常嚴格的要求，通常情況下應當設置在離地0.15米的范圍內(nèi)，確保箱內(nèi)設備不受水害影響。

5.2 集中式檢修措施

這方面解決措施是指按照不同的階段規(guī)定，以時間為標準，對檢修工作的頻率進行控制。這類軌道電路的檢修周期以半年為時間節(jié)點。在進行集中檢修時，檢修人員要提前制定好系統(tǒng)性的檢修規(guī)劃方案，且在檢修工作的細致性和針對性上也要有所保障，確保檢修工作在具體落實時能夠更加系統(tǒng)全面地完成相關工作。另外，集中檢修時對于存在的一些細節(jié)問題和可能出現(xiàn)的安全隱患也要及時進行記錄，以便盡快采取措施對集中檢修時遇到的故障和問題進行全方位消除。具體來說，集中檢修工作的開展需要做好以下幾方面工作：

首先，規(guī)劃好檢修工作的流程，通過前期準備送端箱檢驗、受端箱檢驗、電纜線路測試、鋼軌絕緣測試以及問題登記幾方面措施的采取為檢修工作規(guī)劃出系統(tǒng)的流程。

其次，在檢修的具體內(nèi)容上要具體到軌道箱防塵防潮措施以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等，確保各類設備器材在實際應用中的參數(shù)穩(wěn)定。

最后，在檢修的具體項目上，需要分別從繼電器的線圈電壓、高壓脈沖發(fā)碼器工作狀態(tài)、軌道電路傳輸狀態(tài)繼電器失磁狀態(tài)、電纜線路絕緣達標情況等多個方面進行測試。在完成了基礎的檢驗工作流程后，需要對上述幾方面檢驗工作的結(jié)果進行詳細記錄。

5.3 標準化檢驗措施

關于標準化檢修工作的開展，主要是指針對不同的檢修工作流程以及檢修區(qū)域要嚴格執(zhí)行相關的標準化要求，對于系統(tǒng)運行的正常狀態(tài)中的參數(shù)指標進行全方位的分析。在檢修工作中對照相關的參數(shù)指標和整體系統(tǒng)的狀態(tài)開展檢修工作，確保檢修效果最終達到與標準化的規(guī)范要求相符合的水平。另外，標準化的檢修措施還強調(diào)整體的檢修工作落實開展環(huán)節(jié)要注重按照規(guī)范化的標準進行落實執(zhí)行，確保各個環(huán)節(jié)的細節(jié)檢修工作都全面落實到位，這也是確保檢修工作質(zhì)量符合預期要求的關鍵方法。

6 結(jié)語

綜合分析可知，對于高壓脈沖軌道的電路檢修工作應當注重細節(jié)性和專業(yè)性。在整體的檢修工作開展前，需要相關工作人員首先對軌道系統(tǒng)的運行狀態(tài)以及軌道系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)進行充分的了解。在此基礎上，找到可能出現(xiàn)故障的關鍵環(huán)節(jié)和階段，確保應用科學的檢修工作方法和整體有效的檢修工作思路完成檢修工作，為軌道電路運行狀態(tài)的正常維持提供支持。

參考文獻：

[1] 周靖富.高壓脈沖軌道電路與相鄰軌道電路的安全問題探討[J].2021（35）：131.

[2] 李虎，寇海軍，王俊杰.不對稱高壓脈沖軌道電路發(fā)送器冗余措施研究[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2021 （z1）：108-110.

[3] 宋盼，徐秀蘭.高壓脈沖軌道電路和25Hz軌道電路時間特性匹配解決方案[J].鐵路通信信號工程技術(shù)， 2019，16（07）：89-92.