大秦線ZPW—2000A軌道電路漏泄成因分析及對策

摘 要：針對大秦線ZPW-2000A區段道床漏泄大問題，太原鐵路局電務處組織相關部門、單位進行了現場調研，對產生漏泄的原因進行了較為系統的分析，并提出了具體解決建議。由于大秦線道床漏泄大問題涉及面廣，原因較為復雜，徹底的解決方案需要在綜合研究、并經實踐驗證后確定。

關鍵詞：大秦線 軌道電路 漏泄

中圖分類號：TU2文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（b）-0122-02

2008年以來，大秦線道床漏泄呈逐年加重趨勢，特別是春季因降雨造成大秦線ZPW-2000A軌道區段大面積紅光帶，給運輸生產帶來嚴重影響。2012年2月11-14日，秦皇島地區大霧，2月22日降雨雪，造成重車線軌道區段電壓普遍下降，現場工區對95個區段電壓進行了調整，其中9個區段發送器、接收器已調至極限值，軌道電路仍無法可靠工作。

為解決以上問題，2012年3月7日-8日，電務處組織對大秦線部分電壓下降嚴重區段進行了現場調查，具體為：493中繼站4944G、遷西站5136G、羅家屯站5340G、后營站S1LQG 共4個區段。通過信號集中監測數據的分析和環境模擬測試等方法，對道床漏泄造成電壓突變原因進行了分析。

1 現場調查情況

1.1 總體特點

匯總歷年技術統計資料和現場調查情況，發現大秦線道床漏泄大問題存在以下特點：（1）道床漏泄大情況主要發生在重車線。輕車線程度較輕，未因漏泄大產生軌道電路“紅光帶”。（2）漏泄大現象均發生在每年初春的前幾場小雨或大霧之后，經過一場大雨后通常就顯著減弱。（3）2005年大秦線剛完成改造時年運量為2億 t，到2012年已經達到4.4億 t。隨著運量的不斷增加，道床漏泄大情況呈現越來越嚴重的趨勢。（4）為防止煤炭凝固結塊影響卸車，冬季需在裝車時對列車噴灑防凍液，一列需噴灑約30 t。據了解，大秦線所用防凍液pH值為11左右。

1.2 具體調查

（1）4944G軌道區段：①4944G橋上有700m的3.2%上坡道，現場觀察重載列車通過時連續撒砂，線路上有較厚研磨粉碎的砂粉堆積覆蓋扣件；②該區段處于彎道處，鋼軌磨損嚴重，磨損散落的鐵粉散落在線路軌枕扣件附近；③軌枕兩端有較多污染物附著；④橋梁上有大量異形扣件。

（2）5136G軌道區段：①工務扣件附近有泥污堆積；②有白色鹽漬狀物體在扣件周圍。

（3）5340G軌道區段：①扣件處有泥污堆積；②扣件附件有白色鹽漬狀物體，且在長距離范圍內普遍存在；③軌枕堆積物用水浸濕后能夠溶解，溶解后呈黏稠狀，仍附著于軌枕上。

（4）后營站S1LQG軌道區段：①該區段為彎道，外軌磨損嚴重，明顯為凹狀；②線路上和軌枕上散落的金屬粉屑非常嚴重；③原電力牽引切換點處磁鋼周圍吸附很多鐵屑；④對比重車線和輕車線軌枕表面灰塵，重車線明顯多于輕車線，且粉塵為黑色。

2 統計資料及計算

2.1 2012年春季雨、雪、霧及發生紅光帶情況

2月22日降雪、霧（遵化北—柳村），共有9個區段調整至極限；

3月1日降雪（大同—遵化北），共有3個區段調整至極限，其中2個區段需降低模擬網絡盤阻抗、1個區段接近極限；

3月5日降雪（薊縣西—柳村），共有10個區段調整至極限，其中6個區段需降低模擬網絡盤阻抗；

3月15日降雨（木林—平安城），共有26個區段調整至極限，其中15個區段需降低接收模擬網絡盤阻抗、1個區段發送模擬網絡盤到調到零；

3月17日降雨（涿鹿—薊縣西），共有15個區段調整至極限。

2.2 道砟電阻計算

根據調整記錄數據，對數據完整的區段進行了最不利情況下的道砟電阻（rd）計算，結果如圖1所示。

大秦線道砟電阻按照1 Ω·km設計，但從表中可以看出，實際道砟電阻基本分布在0.3 Ω·km-0.6 Ω·km間。根據《鐵路信號維護規則》技術標準規定，不同道砟電阻時的區段使用長度見表1。

2.3 現場道砟電阻測試

選取后營站S1LQ區段自出站口開始至區間400 m的范圍，用雙短路法測試鋼軌參數和道砟電阻，并采用噴霧器將水均勻噴淋軌枕扣件及軌枕表面，模擬小雨條件下的線路情況下，進行Rd的測試。測試原理如圖2所示。

測試及計算結果：道岔電阻計算表見表2，道床電阻變化趨勢見圖3。

2.4 測試情況說明

3月5日該區段3個小時內連續降雨（雪），本次模擬試驗模擬再現了1 h內的降雨（雪）情況。

灑水模擬測試過程中，呈現了道床電阻的下降趨勢。在連續灑水的1 h內，道床電阻從9.15 Ω·km降低至了1.9 Ω·km。

3 原因分析

根據調查、測試結果，總結出導致道床漏泄的因素與條件對應關系見表3。

3.1 扣件絕緣的影響

大秦線采用III型枕和扣件，該扣件通過軌底絕緣墊板、硫磺錨固、扣件尼龍塊3部分構成鋼軌和軌枕絕緣。兩側均與軌枕絕緣，實現兩軌條間的絕緣。

3.2 扣件附近堆積污物對絕緣的影響

2011年3月，有關單位對京九線進行過III型枕和扣件導致軌道電路故障的原因分析，結論是固定鐵板受腐蝕后氧化物堆積在扣件內，破壞了扣件對軌枕的絕緣，造成大面積紅光帶。由于長期存在重載列車的沖擊，大秦線類似問題更為突出。

3.3 制動鐵屑對鋼軌絕緣的影響

2002年，京廣線武勝關車站曾出現長大下坡道閘瓦制動磨損鐵屑，導致道床電阻降低而發生“紅光帶”的問題。該區段為ZPW-2000A軌道電路的試驗段。本次處于彎道的線路軌頭磨損嚴重，金屬粉末散落明顯，因此可以判斷，鐵粉在軌道絕緣和軌枕面的附著加劇了道床的漏泄。

3.4 防凍液對鋼軌絕緣的影響

由于問題集中發生在早春的前幾場小雨時，我們分析小雨將長期積存的防凍液稀釋，滲透進堆積在扣件內部的泥土污物內，造成導電性能劇增。在春天解凍后，列車不需要添加防凍液，且大雨后將附著在表面的液體沖刷干凈后，該現象即自行消失。

3.5 輕體與重車的差異

由于輕車線已經卸車，車體內無液體流出，線路不會存在防凍液造成的污染，且車體較輕沒有嚴重的軌頭磨損，載重較輕無長距離撒砂要求，車體潔凈不造成軌枕表面粉塵堆積，所以輕車線并未出現嚴重的漏泄現象。

4 結語

結論：（1）根據計算，道砟電阻最低降至0.32Ω·km，遠低于設計標準的1Ω·km，是造成軌道電路故障的根本原因。（2）扣件內砂粉和泥土污物的堆積、防凍液在冬季長期滴落存積、彎道處磨損軌面灑落的鐵粉灑落、軌枕表面經過整個冬季附著的浮塵土等，是造成道砟電阻下降的主要因素。

建議：（1）關于道床污染問題。由于大秦線重載運輸車輪與鋼軌磨擦產生的鐵屑污染道床，造成道床電阻下降，加上雨雪天氣影響引發軌道電路紅光帶，主要發生在重車線，建議工務系統重點對重車線增加清篩次數，縮短清篩周期，或采用其他方式，清除道床間的鐵屑，降低道床污染程度。（2）建議工務部門采用有二次絕緣性能的扣件系統，經現場試驗后推廣使用。（3）根據春季漏泄問題只發生在重車線的實際情況，經對大秦線重車軌道區段分析，2012年發生漏泄106個區段，且全發生在未分割區段，區段長度一般在1.4 km左右，而分割區段發生漏泄較少，基本可做到一次性調整，因此為進一步減少防凍液、道床污染等造成的軌道紅光帶問題，對部分區段長、漏泄嚴重的特殊困難區段，可采用分割處理，滿足《鐵路信號維護規則》技術標準要求，從根本上解決漏泄問題的發生。（4）對防凍液進行分析，盡量采用pH值中性、對道床影響小的防凍液。一是解決防凍液導電性，確定防凍液絕緣指標，組織生產廠家研究，降低防凍液導電性能，減少防凍液對軌道電路的影響；二是加強防凍液質量的檢查，使用防凍液粘稠度必須達到5.0 MPa·s（20℃） 以上標準，減少防凍液在道床上的滴灑。（5）鑒于目前漏泄問題發生的隨機性、突發性，且隨著雨雪天氣范圍而變化，涉及區間和區段多，一旦發生故障時對運輸影響嚴重，為此要根據氣候變化及時安排電務人員對電氣特性進行隨時監測，發現電壓突降，立即在行車時進行登記要點調整處理，調整后電務要安排人員不間斷盯控電壓變化，防止造成分路不良問題。

參考文獻

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[2]趙自信.ZPW-2000A無絕緣移頻自動閉塞技術培訓教材[M].北京：北京全路通信信號研究設計院，2004.