城軌交通中交叉渡線上單邊絕緣的設置

李明洪

李明洪:中鐵第四勘察設計院集團有限公司 高級工程師 430063 武漢

在城市軌道交通系統的車輛段和停車場內，一般使用50Hz單軌條相敏軌道電路作為列車占用檢測設備。在設計交叉渡線絕緣節時，很多工程人員參照國鐵電氣化鐵路25Hz相敏軌道電路的設計經驗，在交叉渡線上增設了單邊絕緣，用于阻斷交叉渡線上兩軌道電路的交叉干擾。而事實上，對于50Hz單軌條相敏軌道電路而言，設置單邊絕緣完全多余，應予以取消。

通過分析比較25Hz相敏軌道電路和50Hz單軌條相敏軌道電路，在工程應用環境以及交叉渡線上電路構成機理的不同，澄清了25Hz相敏軌道電路在交叉渡線上增設單邊絕緣的必要性，以及取消50Hz單軌條相敏軌道電路在交叉渡線上單邊絕緣的合理性。

1 25Hz相敏軌道電路在交叉渡線上設置單邊絕緣的必要性

1.1 工程應用環境

在使用25Hz相敏軌道電路的國鐵電氣化鐵路車站，牽引電流為50Hz交流電，采用2根鋼軌作為牽引電流回流的載體，通過在絕緣節兩端加裝扼流變壓器來確保牽引回流順利越過絕緣節，同時將相鄰軌道電路區段的電氣分割。出于溝通牽引回流或者保證線路間回流均衡的目的，往往會在兩線路間加裝橫向連接線。

1.2 在交叉渡線上的交叉干擾現象及成因

由于25Hz相敏軌道電路在國鐵電氣化車站的工程應用環境，直接導致25Hz軌道電路在交叉渡線的2段軌道電路出現交叉干擾現象，交叉干擾現象形成的電路原理如圖1所示。

圖1 25Hz軌道電路交叉干擾電路原理示意圖

從圖1中可以看出，對于3-5DG軌道區段，其軌道送電端送出的電流i很明顯在經過交叉渡線時被分為2路:①第1路，i1經過1-7DG受電端的BE1半個線圈，通過均流線L，又經過3-5DG受電端BE2的半個線圈與i2會合，送回3-5DG送電端，構成閉合回路，也就是說3-5DG的送電端，有一部分電流送給了1-7DG的受電端;②第2路，i2經過交叉渡線在3-5DG的受電端，經過BE2返回送電端。同樣，1-7DG的送電端也存在一路給3-5DG送電的分支。

由于上述原因，如不采取措施，交叉渡線處分屬2條線路的軌道區段會產生交叉干擾。

1．當列車在1-7DG上運行時，在3-5DG的軌道電路上，由于存在BE1和BE2各半BE線圈串聯成的電阻分路，可能會導致3-5DG軌道繼電器錯誤落下，或者3-5DG受電端電壓降低。1-7DG的情形一樣。

2．當調整其中任何一個軌道區段的供電電壓后，會影響到另一個軌道區段接收端的電壓。

3．在保持電壓不變的情況下，改變任一區段的極性，另一區段軌道繼電器的電壓會有很大變化。

1.3 增設單邊絕緣可有效解決交叉干擾問題

通過分析可以看出，出現軌道電路交叉問題的根本原因就在于扼流變壓器的存在，交叉渡線上的絕緣節沒有將1-7DG和3-5DG的2個區段徹底嚴格分割;如果在交叉渡線上另外增加2個單邊絕緣，則可完全分割2個道岔區段的軌道電路，單邊絕緣的設置位置及電路原理如圖2所示。

圖2 單邊絕緣設置及阻斷軌道電路原理示意圖

從圖2中可以明顯地看到，由于增加了單邊絕緣節，完全阻斷了1-7DG與3-5DG間的電連接，從而使兩線間的軌道電路完全隔離，軌道電路間的相互干擾得以解決。

2 取消50Hz單軌條相敏軌道電路交叉渡線上單邊絕緣的合理性

2.1 工程應用環境

50Hz單軌條相敏軌道電路一般應用于城市軌道交通系統的車輛段、停車場等單設聯鎖系統控制的區域，系統采用直流牽引，由單根鋼軌實現牽引電流的回流，通過在絕緣節處設置回流線的方式，保證牽引回流順利越過絕緣節，同時保證相鄰軌道區段間的電氣分割。同樣，出于溝通牽引回流或者保證線路間回流均衡的目的，往往會在兩線路間加裝橫向連接線，與國鐵不同的是，橫向連接線應加裝在牽引回流軌上。

2.2 在交叉渡線上不存在干擾現象

在50Hz單軌條相敏軌道電路的工程應用環境下，交叉渡線上不存在交叉干擾現象，其電路構成原理如圖3所示。

圖3 交叉渡線50Hz單軌條相敏軌道電路構成原理示意圖

從圖3可以明顯看出，交叉渡線上2個軌道區段被岔后絕緣節完全隔離，不存在相互交叉供電的回路，3-5DG與1-7DG間彼此獨立工作，互不干擾，因而也不存在交叉干擾的現象。

2.3 50Hz單軌條相敏軌道電路在交叉渡線上不需要增設單邊絕緣

根據上述分析，在使用50Hz單軌條相敏軌道電路的車輛段及停車場的交叉渡線上，不再需要如國鐵電氣化車站那樣，在交叉渡線上增設單邊絕緣，僅需要按照正常的交叉渡線絕緣設置方式就能滿足要求。

另外，與國鐵車站不同，城市軌道交通車輛段、停車場內構成交叉渡線的道岔一般采用1/7道岔，道岔的岔后軌比較短，在上面增設單邊絕緣需要對岔后軌進行鋸軌，導致岔后單根鋼軌長度偏小，岔后鋼軌的穩定性變差，給日后的運營留下安全隱患，同時也給維護帶來諸多麻煩。

3 結束語

盡管城市軌道交通信號系統與國鐵信號系統在很多方面具有相似性，國鐵設計經驗及設計標準對于城市軌道交通具有一定的指導意義和參考價值，但畢竟二者在工程應用環境上存在較大差別，在進行城市軌道交通信號系統設計時，應仔細分析，有選擇地使用。