探討高壓脈沖軌道電路在鐵路專用線建設中的應用

張自貴

（甘肅綜合鐵道工程承包有限公司，甘肅 蘭州 730030）

鐵路軌道由于長期暴露于自然環(huán)境中，很容易出現(xiàn)鋼軌銹蝕氧化問題，干擾軌道電路信號傳輸，引發(fā)軌道電路分路不良問題。而采用傳統(tǒng)軌道電路，很難消除嚴重的銹蝕氧化問題，導致分路不良問題無法得到徹底解決。而在鐵路專用線建設中，采用高壓脈沖軌道電路，借助其產(chǎn)生的瞬時高壓，能夠有效消除軌面銹蝕物，解決電分路不良問題，維護列車安全穩(wěn)定運行。

1 鐵路專用線建設中應用高壓脈沖軌道電路的必要性

在軌道電路實際運行過程中，信號傳輸主要依賴鋼軌。在鋼軌的兩端，采用了電氣絕緣，連接軌道上送受電設備，形成一個完整的軌道電路。該電路在列車運行自動控制方面發(fā)揮著非常關鍵的作用，同時，通過該電路，還能夠檢測列車車軌是否完整地在軌道上運行，并負責軌道運行信息的傳輸。軌道電路包含多種類型，以適應不同的運行環(huán)境需求。其中25Hz相敏軌道電路是應用最廣泛的一種軌道電路，該軌道電路的優(yōu)點為故障率低、節(jié)能效果好，但很容易受軌道生銹區(qū)段的影響，引起軌道電路分路不良問題。針對該問題解決，當前主要方法是增加軌面電壓，比如，可采用3V化軌道電路，消除軌道上的銹跡。但這種方法并不適合分路不良情況比較嚴重的區(qū)段。并且對3V化軌道電路而言，本身也是中25Hz相敏軌道電路的組成部分，如果電壓過高，會增大軌道電路的功率。針對這一情況，就要采用高壓脈沖軌道電路，該電路能夠產(chǎn)生高達100V的瞬時電壓，因此，能夠徹底消除軌面銹蝕物，促使軌道分路的靈敏度得到有效的提升，維護列車安全穩(wěn)定運行。

2 高壓脈沖軌道電路工作原理

針對高壓脈沖軌道電路工作原理的介紹，本文本次以電氣化非電碼化高壓脈沖分散式軌道電路為例，主要對不對稱高壓脈沖軌道電路原理進行以下介紹分析。

首先，在輸送端，器材組成較為復雜，除了有高壓脈沖發(fā)碼電源變壓器（GM·BDF-100/50）、高壓脈沖發(fā)碼盒（GM·HF）以外，還包括BE-M系列高壓脈沖扼流變壓器等器材。在接收端，高壓脈沖軌道電路由BE-M系列高壓脈沖扼流變壓器、四腿電容、GM·Y高壓脈沖譯碼器等器材構(gòu)成。室內(nèi)軌道電源在實際運行中，經(jīng)過電纜的運輸，直接將電流輸送至高壓脈沖發(fā)碼電源變壓器的I次側(cè)。而在變壓器Ⅱ次側(cè)，則能夠提供不同級別的交流電壓，具體級別為300V、400V、500V。在實際進行電壓級別選擇時，可以以軌面生銹程度及軌道電路的長度為依據(jù)，確保電壓級別選擇的合理科學性。

對變壓器次級電壓而言，主要為高壓脈沖發(fā)碼盒提供工作電源。發(fā)碼盒在實際輸出時，需要先進行調(diào)整電阻，然后，在高壓脈沖扼流變壓器的信號側(cè)進行放電，由此能夠產(chǎn)生高壓脈沖，這種高壓脈沖頭部和尾部并不對稱，通常會先經(jīng)過扼流變壓器，然后再傳送至鐵路軌道。

除此之外，在接收端，扼流變壓器能夠?qū)④壍郎系母邏翰粚ΨQ脈沖信號傳送到譯碼器上。譯碼器在完成信號接收后，會通過變換處理，向二元差動繼電器輸出高壓脈沖中的正脈沖和負脈沖，使其能夠正常運行。如果極性相反，二元差動繼電器不會被吸起。與此同時，還能夠有效確保在相鄰區(qū)段內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)極性交叉，起到軌道絕緣破損防護功能。對不對稱脈沖而言，本身有著非常大的瞬時功率。同時，這些脈沖的平均功率比較小。脈沖在實際發(fā)送時，頻率為每秒3次。對傳統(tǒng)軌道電路而言，平均消耗功率一般在60瓦以內(nèi)。而對高壓脈沖來說，瞬時消耗功率能夠達到1×104瓦。

3 高壓脈沖軌道電路在鐵路專用線建設中的應用

在鐵路專用線建設中，應用高壓脈沖軌道電路，要做好以下幾點：（1）器材檢查。以施工圖紙為依據(jù)，做好高壓脈沖軌道電路組成器材的檢查工作，確保相應型號準確性。對25HZ軌道電路而言，應采用GM.F-25型高壓脈沖發(fā)碼器。如果是50HZ軌道電路，應采用GM.F-50型高壓脈沖發(fā)碼器。除此之外，還需要參考施工圖紙，做好防雷元件、保險器件的檢查工作。（2）做好器材預調(diào)位置的合理選擇。結(jié)合現(xiàn)場實際，做好軌道變壓器、扼流變壓器等器材預調(diào)位置的合理選擇。一般情況下，針對短區(qū)段的譯碼器，在輸入端，需要采用1、2端子。如果是在長區(qū)段，譯碼器需要采用1、3端子。在一般區(qū)段內(nèi)，軌道變壓器、扼流變壓器選擇比例為6.5:1，而對調(diào)諧器而言，則采用固定比例6.5:1。（3）配線。嚴格按照施工圖紙指示，做好配線工作的實施，在這一過程中，注意做好高壓脈沖電路器材的固定，并做好相應的設備的配線設置。同時，還應注意，將原軌道電路的防雷元件拆除，以免對高壓脈沖軌道電路運行帶來不利影響。（4）通電調(diào)試。在實際進行調(diào)試的過程中，需要結(jié)合實際軌道面電壓、二元差動繼電器頭尾電壓的要求，做好調(diào)試工作的落實。在調(diào)試完成后，發(fā)碼器的工作指示燈應是以固定的頻率進行閃爍，具體頻率范圍在每分鐘171～189次。在調(diào)試過程中，如果發(fā)現(xiàn)二元差動繼電器頭尾電壓偏高，可以選擇增加發(fā)碼器的限流電阻，或者降低發(fā)碼器的電壓。如果上述方法無法解決問題，可以嘗試調(diào)節(jié)發(fā)送端與接收端的變壓器配比。如果發(fā)現(xiàn)二元差動繼電器頭尾電壓偏低，在實際調(diào)試時，如果選擇降低發(fā)碼器的限流電阻，那么，每次降低量不得低于10歐姆。如果在實際調(diào)試時，發(fā)現(xiàn)二元差動繼電器頭尾電壓比例失調(diào)，可以選擇調(diào)整譯碼器43端子，并將其與11、12、33、端子進行連接，能夠有效解決問題。在實際進行二元差動繼電器頭尾電壓擺動范圍調(diào)整時，注意將調(diào)整范圍控制在40～50V內(nèi)。在此基礎上，還需要以軌面銹層情況為依據(jù)，適當調(diào)整軌面峰值電壓。一般情況下，軌道的銹層越厚，軌道變壓器/扼流變壓器應選用的變比越小。變比實際上對應的是端子使用，一般需要參考具體的檢驗標準，變比調(diào)節(jié)范圍為3.5：1～10.5：1。但在實際選擇送、受端軌道/扼流變壓器變比時，最好保持一致。針對400m以上區(qū)段，譯碼器輸入端子使用1、3端子。針對400m以下區(qū)段，譯碼器輸入端子使用1、2端子。除此之外，在400m以內(nèi)的區(qū)段中，如果是晴天，二元差動繼電器頭尾電壓應調(diào)整至40～60V，如果是雨天，二元差動繼電器頭尾電壓需要調(diào)整至35～50V。針對400m以上區(qū)段，如果是晴天，二元差動繼電器頭尾電壓應調(diào)整至50～70V。如果是雨天，調(diào)整至40～60V。（5）問題查找。在具體查找的問題的過程中，需要結(jié)合具體的調(diào)試問題現(xiàn)象，查找對應位置存在的問題。比如，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)碼器無輸出，或者輸出存在異?，F(xiàn)象時，可以檢查輸入、輸出以及端子位置是否準確。然后，再檢查電子板，是否處于壓緊狀態(tài)。如果需要測試發(fā)碼器，需要將I4與I7進行封連處理。如果發(fā)現(xiàn)行二元差動繼電器頭尾電壓相差非常大，很有可能是極性相反所導致，因此，只需要將軌道變壓器或者扼流變壓器端子接線對換一下位置即可。（6）檢查。主要目的是檢查區(qū)段內(nèi)各個電氣指標是否符合要求。在實際進行檢查的過程中，需要先檢查行二元差動繼電器能否穩(wěn)定吸起，并檢查其電壓擺動范圍，確保是在40～50V。與此同時，還需要做好極性交叉的檢查測試，確保高壓脈沖軌道電路極性交叉準確合理。在進行分路實驗時，應注意殘壓頭部應在13.5V以內(nèi)，殘壓尾部應在9.5V以內(nèi)，如此才能夠確保分路成功。除此之外，還應注意檢查電源容量是否滿足要求。檢查高脈沖區(qū)段功耗是否合理，一般情況下，高脈沖區(qū)段功耗為50W左右。（7）整理。立足區(qū)段，做好測量值的整理，并將原區(qū)段的相關器材拆除。具體而言，需要整理區(qū)段內(nèi)的各項測量值，并做好高壓脈沖區(qū)段測試表格的填寫。除此之外，還應將原軌道電路不再使用的器材拆除掉，如防雷器材等。

4 結(jié)語

總而言之，相較傳統(tǒng)軌道電路，高壓脈沖軌道電路優(yōu)勢更為明顯，能夠有效解決軌道電路分路不良的問題。因此，在鐵路專用線建設中，需要提高對高壓脈沖軌道電路應用的重視，落實相關應用要點，使其發(fā)揮出應有作用價值。