對鐵路信號領域軌道電路鋼軌銹蝕問題的思考

摘 要：文章首先對鐵路信號軌道電路的作用、工作原理進行了闡述，然后指出鋼軌銹蝕問題對軌道電路、列車安全運行的影響，進而提出了克服軌道電路分路不良問題的兩個新思路并進行了比較，具有一定的參考價值。

關鍵詞：鐵路信號；鋼軌銹蝕；軌道電路

在鐵路信號系統中如何檢查指定的線路上是否有列車占用極其重要。1870年美國人魯賓遜發明了開路式軌道電路， 1872年又研制成功了閉路式軌道電路，解決了自動、實時檢查列車占用線路問題。用軌道電路將列車運行與信號顯示聯系起來，誕生了鐵路自動信號，開創了自動信號的新時代。

經歷了一百多年的發展與技術進步，軌道電路誕生了多種制式，現在它已不僅用來檢查線路空閑，而且還用來向列車傳輸信息，是列車是否行進的關鍵依據，因此成為列車安全運行的基礎設備。

1 軌道電路的定義

軌道電路通常是指利用鐵路線路的兩根鋼軌作為導體構成的電路，用于自動、連續檢測這段線路是否被列車占用，也用于控制信號機或轉轍機，以保證列車安全運行的設備。

2 軌道電路的基本原理

簡化的軌道電路結構形式如圖1、2所示：

圖1 無車狀態

平時，列車未進入軌道電路，即線路空閑時，電流從軌道電路電源正極→鋼軌→軌道接收器→另一股鋼軌電源負極，軌道接收器中有電，使接收器保持在吸起狀態，接通信號機的綠燈電路，允許列車進入軌道電路。

圖2 有車占用狀態

當列車進入軌道電路區段內，即線路被占用時，電流同時流過列車輪對和軌道接收器，由于列車輪對的電阻比軌道接收器的電阻小得多，使電源輸出電流顯著加大，鋼軌線路上自身的壓降隨之增大，送向兩根鋼軌間的電壓則將降低，因而流經軌道接收器的電流減小，使軌道接收器落下，其落下條件接通信號機的紅燈電路，向后續列車發出停車信號，以保證列車在該段軌道區段內運行的安全。

根據上述工作原理可知，軌道電路能否正常工作，直接關系到行車安全和行車效率。為此軌道電路必須做到其任何一點被列車占用時，即使只有一對輪對進入軌道電路內，軌道接收器也應可靠落下。

3 軌道電路鋼軌銹蝕問題的由來及后果

以鋼軌為導線的軌道電路為我國鐵路信號軌道電路應用最普遍的制式，其信息的傳遞通道就是暴露在光天化日下的兩根鋼軌，由于鋼軌將會與周圍介質（大氣中的水分、氧氣、污染物）發生化學反應導致生銹，尤其對車站內列車長期較少通過的線路區段，日積月累將使鋼軌軌面嚴重氧化生銹，當列車在這樣的鋼軌區段上行駛時，雖然列車車輪與鋼軌接觸但不短路兩側鋼軌，造成軌道接收器無法落下即出現現場軌道區段有車占用但室內控制人員不知道、控制設備不作為的現象，此現象稱為軌道電路分路不良問題。

軌道電路分路不良是信號設備故障導向危險側的重大安全隱患，對列車安全運行的危害極其嚴重，將可能造成列車相撞、翻車等行車事故，因此采取措施克服軌道電路分路不良，是我們需要解決的大問題。

4 克服軌道電路分路不良問題方案探討

4.1 方案一：采用計軸設備處理方案

利用軌道傳感器、計數器來記錄和比較駛入和駛出軌道區段的軸數，以此確定軌道區段的占用或空閑。

工作原理為：通過磁場耦合原理，在發送磁頭與接收磁頭之間形成磁通橋路，從而在調諧的接收線圈上獲得一定的信號輸出。

無車輪經過傳感器時，其產生的磁力線如圖3所示，在接收線圈內感應的交流電壓相位與發送電壓相位相同；當軌面有車通過時，輪緣改變了磁力線方向，TX產生的磁力線如圖4所示，這樣在RX中產生的感應電壓相位改變180°。即車輪對載頻信號進行了相位調制，在接收線圈內感應的交流電壓相位與發送電壓相反，這個載有“輪軸”信息的信號由室內計軸主機進行判定處理，實現軌道區段占用或出清檢查。

本方案避開了鋼軌條件的限制，但室內外將增加不少設備及維護工作量。

圖3 圖4

4.2 方案二：采用對鋼軌軌面進行防銹合金處理方案

設想采用特殊工藝、材料在每根鋼軌表面生成一道連續的防銹耐磨合金帶，使鋼軌表面獲得耐磨、防銹合金層，要求該合金層導電性好且不損傷鋼軌、不生銹，從而保證車輪與鋼軌始終處于導通狀態，達到消除軌道電路分路不良的目地。

本方案在鋼軌軌面處理上作文章，不額外增加設備以及維護工作量，但對工藝材料的要求很高。

以上兩個方案對解決鋼軌生銹導致的軌道電路分路不良問題比較徹底，但方案一與方案二之間各有優缺點。因此，對上述方案，鐵路維護部門可結合現場具體實際開展進一步的論證研究工作，以綜合效價比更優的方案為列車安全運行保駕護航。

參考文獻

[1]何文卿.6502電氣集中電路[M].中國鐵道出版社，2001.

[2]孫祖庭.解決分路不良軌道電路區段的幾點設想[J].上海鐵道科技，2003（4）.

作者簡介：陳詠鑫（1996-），男，漢族，籍貫為四川省成都市，研究方向：興趣為鐵路技術。endprint

摘 要：文章首先對鐵路信號軌道電路的作用、工作原理進行了闡述，然后指出鋼軌銹蝕問題對軌道電路、列車安全運行的影響，進而提出了克服軌道電路分路不良問題的兩個新思路并進行了比較，具有一定的參考價值。

關鍵詞：鐵路信號；鋼軌銹蝕；軌道電路

在鐵路信號系統中如何檢查指定的線路上是否有列車占用極其重要。1870年美國人魯賓遜發明了開路式軌道電路， 1872年又研制成功了閉路式軌道電路，解決了自動、實時檢查列車占用線路問題。用軌道電路將列車運行與信號顯示聯系起來，誕生了鐵路自動信號，開創了自動信號的新時代。

經歷了一百多年的發展與技術進步，軌道電路誕生了多種制式，現在它已不僅用來檢查線路空閑，而且還用來向列車傳輸信息，是列車是否行進的關鍵依據，因此成為列車安全運行的基礎設備。

1 軌道電路的定義

軌道電路通常是指利用鐵路線路的兩根鋼軌作為導體構成的電路，用于自動、連續檢測這段線路是否被列車占用，也用于控制信號機或轉轍機，以保證列車安全運行的設備。

2 軌道電路的基本原理

簡化的軌道電路結構形式如圖1、2所示：

圖1 無車狀態

平時，列車未進入軌道電路，即線路空閑時，電流從軌道電路電源正極→鋼軌→軌道接收器→另一股鋼軌電源負極，軌道接收器中有電，使接收器保持在吸起狀態，接通信號機的綠燈電路，允許列車進入軌道電路。

圖2 有車占用狀態

當列車進入軌道電路區段內，即線路被占用時，電流同時流過列車輪對和軌道接收器，由于列車輪對的電阻比軌道接收器的電阻小得多，使電源輸出電流顯著加大，鋼軌線路上自身的壓降隨之增大，送向兩根鋼軌間的電壓則將降低，因而流經軌道接收器的電流減小，使軌道接收器落下，其落下條件接通信號機的紅燈電路，向后續列車發出停車信號，以保證列車在該段軌道區段內運行的安全。

根據上述工作原理可知，軌道電路能否正常工作，直接關系到行車安全和行車效率。為此軌道電路必須做到其任何一點被列車占用時，即使只有一對輪對進入軌道電路內，軌道接收器也應可靠落下。

3 軌道電路鋼軌銹蝕問題的由來及后果

以鋼軌為導線的軌道電路為我國鐵路信號軌道電路應用最普遍的制式，其信息的傳遞通道就是暴露在光天化日下的兩根鋼軌，由于鋼軌將會與周圍介質（大氣中的水分、氧氣、污染物）發生化學反應導致生銹，尤其對車站內列車長期較少通過的線路區段，日積月累將使鋼軌軌面嚴重氧化生銹，當列車在這樣的鋼軌區段上行駛時，雖然列車車輪與鋼軌接觸但不短路兩側鋼軌，造成軌道接收器無法落下即出現現場軌道區段有車占用但室內控制人員不知道、控制設備不作為的現象，此現象稱為軌道電路分路不良問題。

軌道電路分路不良是信號設備故障導向危險側的重大安全隱患，對列車安全運行的危害極其嚴重，將可能造成列車相撞、翻車等行車事故，因此采取措施克服軌道電路分路不良，是我們需要解決的大問題。

4 克服軌道電路分路不良問題方案探討

4.1 方案一：采用計軸設備處理方案

利用軌道傳感器、計數器來記錄和比較駛入和駛出軌道區段的軸數，以此確定軌道區段的占用或空閑。

工作原理為：通過磁場耦合原理，在發送磁頭與接收磁頭之間形成磁通橋路，從而在調諧的接收線圈上獲得一定的信號輸出。

無車輪經過傳感器時，其產生的磁力線如圖3所示，在接收線圈內感應的交流電壓相位與發送電壓相位相同；當軌面有車通過時，輪緣改變了磁力線方向，TX產生的磁力線如圖4所示，這樣在RX中產生的感應電壓相位改變180°。即車輪對載頻信號進行了相位調制，在接收線圈內感應的交流電壓相位與發送電壓相反，這個載有“輪軸”信息的信號由室內計軸主機進行判定處理，實現軌道區段占用或出清檢查。

本方案避開了鋼軌條件的限制，但室內外將增加不少設備及維護工作量。

圖3 圖4

4.2 方案二：采用對鋼軌軌面進行防銹合金處理方案

設想采用特殊工藝、材料在每根鋼軌表面生成一道連續的防銹耐磨合金帶，使鋼軌表面獲得耐磨、防銹合金層，要求該合金層導電性好且不損傷鋼軌、不生銹，從而保證車輪與鋼軌始終處于導通狀態，達到消除軌道電路分路不良的目地。

本方案在鋼軌軌面處理上作文章，不額外增加設備以及維護工作量，但對工藝材料的要求很高。

以上兩個方案對解決鋼軌生銹導致的軌道電路分路不良問題比較徹底，但方案一與方案二之間各有優缺點。因此，對上述方案，鐵路維護部門可結合現場具體實際開展進一步的論證研究工作，以綜合效價比更優的方案為列車安全運行保駕護航。

參考文獻

[1]何文卿.6502電氣集中電路[M].中國鐵道出版社，2001.

[2]孫祖庭.解決分路不良軌道電路區段的幾點設想[J].上海鐵道科技，2003（4）.

作者簡介：陳詠鑫（1996-），男，漢族，籍貫為四川省成都市，研究方向：興趣為鐵路技術。endprint

摘 要：文章首先對鐵路信號軌道電路的作用、工作原理進行了闡述，然后指出鋼軌銹蝕問題對軌道電路、列車安全運行的影響，進而提出了克服軌道電路分路不良問題的兩個新思路并進行了比較，具有一定的參考價值。

關鍵詞：鐵路信號；鋼軌銹蝕；軌道電路

在鐵路信號系統中如何檢查指定的線路上是否有列車占用極其重要。1870年美國人魯賓遜發明了開路式軌道電路， 1872年又研制成功了閉路式軌道電路，解決了自動、實時檢查列車占用線路問題。用軌道電路將列車運行與信號顯示聯系起來，誕生了鐵路自動信號，開創了自動信號的新時代。

經歷了一百多年的發展與技術進步，軌道電路誕生了多種制式，現在它已不僅用來檢查線路空閑，而且還用來向列車傳輸信息，是列車是否行進的關鍵依據，因此成為列車安全運行的基礎設備。

1 軌道電路的定義

軌道電路通常是指利用鐵路線路的兩根鋼軌作為導體構成的電路，用于自動、連續檢測這段線路是否被列車占用，也用于控制信號機或轉轍機，以保證列車安全運行的設備。

2 軌道電路的基本原理

簡化的軌道電路結構形式如圖1、2所示：

圖1 無車狀態

平時，列車未進入軌道電路，即線路空閑時，電流從軌道電路電源正極→鋼軌→軌道接收器→另一股鋼軌電源負極，軌道接收器中有電，使接收器保持在吸起狀態，接通信號機的綠燈電路，允許列車進入軌道電路。

圖2 有車占用狀態

當列車進入軌道電路區段內，即線路被占用時，電流同時流過列車輪對和軌道接收器，由于列車輪對的電阻比軌道接收器的電阻小得多，使電源輸出電流顯著加大，鋼軌線路上自身的壓降隨之增大，送向兩根鋼軌間的電壓則將降低，因而流經軌道接收器的電流減小，使軌道接收器落下，其落下條件接通信號機的紅燈電路，向后續列車發出停車信號，以保證列車在該段軌道區段內運行的安全。

根據上述工作原理可知，軌道電路能否正常工作，直接關系到行車安全和行車效率。為此軌道電路必須做到其任何一點被列車占用時，即使只有一對輪對進入軌道電路內，軌道接收器也應可靠落下。

3 軌道電路鋼軌銹蝕問題的由來及后果

以鋼軌為導線的軌道電路為我國鐵路信號軌道電路應用最普遍的制式，其信息的傳遞通道就是暴露在光天化日下的兩根鋼軌，由于鋼軌將會與周圍介質（大氣中的水分、氧氣、污染物）發生化學反應導致生銹，尤其對車站內列車長期較少通過的線路區段，日積月累將使鋼軌軌面嚴重氧化生銹，當列車在這樣的鋼軌區段上行駛時，雖然列車車輪與鋼軌接觸但不短路兩側鋼軌，造成軌道接收器無法落下即出現現場軌道區段有車占用但室內控制人員不知道、控制設備不作為的現象，此現象稱為軌道電路分路不良問題。

軌道電路分路不良是信號設備故障導向危險側的重大安全隱患，對列車安全運行的危害極其嚴重，將可能造成列車相撞、翻車等行車事故，因此采取措施克服軌道電路分路不良，是我們需要解決的大問題。

4 克服軌道電路分路不良問題方案探討

4.1 方案一：采用計軸設備處理方案

利用軌道傳感器、計數器來記錄和比較駛入和駛出軌道區段的軸數，以此確定軌道區段的占用或空閑。

工作原理為：通過磁場耦合原理，在發送磁頭與接收磁頭之間形成磁通橋路，從而在調諧的接收線圈上獲得一定的信號輸出。

無車輪經過傳感器時，其產生的磁力線如圖3所示，在接收線圈內感應的交流電壓相位與發送電壓相位相同；當軌面有車通過時，輪緣改變了磁力線方向，TX產生的磁力線如圖4所示，這樣在RX中產生的感應電壓相位改變180°。即車輪對載頻信號進行了相位調制，在接收線圈內感應的交流電壓相位與發送電壓相反，這個載有“輪軸”信息的信號由室內計軸主機進行判定處理，實現軌道區段占用或出清檢查。

本方案避開了鋼軌條件的限制，但室內外將增加不少設備及維護工作量。

圖3 圖4

4.2 方案二：采用對鋼軌軌面進行防銹合金處理方案

設想采用特殊工藝、材料在每根鋼軌表面生成一道連續的防銹耐磨合金帶，使鋼軌表面獲得耐磨、防銹合金層，要求該合金層導電性好且不損傷鋼軌、不生銹，從而保證車輪與鋼軌始終處于導通狀態，達到消除軌道電路分路不良的目地。

本方案在鋼軌軌面處理上作文章，不額外增加設備以及維護工作量，但對工藝材料的要求很高。

以上兩個方案對解決鋼軌生銹導致的軌道電路分路不良問題比較徹底，但方案一與方案二之間各有優缺點。因此，對上述方案，鐵路維護部門可結合現場具體實際開展進一步的論證研究工作，以綜合效價比更優的方案為列車安全運行保駕護航。

參考文獻

[1]何文卿.6502電氣集中電路[M].中國鐵道出版社，2001.

[2]孫祖庭.解決分路不良軌道電路區段的幾點設想[J].上海鐵道科技，2003（4）.

作者簡介：陳詠鑫（1996-），男，漢族，籍貫為四川省成都市，研究方向：興趣為鐵路技術。endprint