25Hz相敏軌道電路故障分析

摘 要：在電氣化牽引區段上站內廣泛使用25Hz相敏軌道電路，受牽引電流干擾影響，故障時有發生，本文結合山海關車站101DG典型故障，說明扼流變壓器磁飽和引起鐵磁諧振的故障原因、故障現象，故障應急處理辦法和電路的改進方案。

關鍵詞：25Hz；軌道電路；諧振；頻率

中圖分類號：U284.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 24-0000-01

電氣化牽引區段兩根鋼軌做牽引電流的回流線，軌道內存在較高的電流，為此車站內廣泛使用25Hz相敏軌道電路來檢查列車的占用和空閑，同時平衡牽引電流。25Hz相敏軌道電路的特點是抗干擾能力強，但是在實際使用受不平衡牽引電流干擾影響，出現一些特殊故障。下面就山海關車站25Hz 相敏軌道電路故障和大家共同探討，及時了解和掌握25Hz相敏軌道電路構成和原理，采取有效的應急處理方法及時處理故障。

一、故障現象

山海關站位于沈山干線的末端站，和河北交界，電氣化牽引，站內使用25Hz相敏軌道電路，預疊加UM71移頻電碼化設備，自開通以來設備一直運行穩定，但在2012年12月20日3：23-5：20，站內101DG在某某次車接車通過后留紅光帶，故障延時近一小時。

圖1 山海關車站部分信號平面布置圖

二、故障處理

電務人員接到 101DG 發生故障出現紅光帶報告后，觀測25 Hz相敏軌道電路電壓/相位測試盤， 故障時測試盤測試軌道電壓31.6V，相位角穩定在310°，依據傳統經驗和測量數據判斷故障是室外扼流變壓器適配器故障或諧振盒故障，從而導致電壓升高、相位角變化超過允許的變化范圍，使GJ落下。回看監測曲線如圖2在3：23分軌道電路受電端出現震蕩波形。打開軌道箱檢查，熔斷器無損壞、燒壞跡象，檢查適配器和諧振盒均正常，更換諧振盒后軌道電路恢復正常。但檢測更換下來的諧振盒經并無損壞，各項指標均正常。

圖2 101DG受電端監測曲線圖

三、故障原因分析

山海關車站站內25 Hz相敏軌道電路，預疊加ZPW-2000A移頻電碼化設備，在軌道電路的送電端使用諧振盒HLC，HLC諧振盒對25 Hz信號的阻抗為314Ω，對1700 Hz的阻抗為21.352 kΩ，防止ZPW-2000A的移頻信號進入25 Hz電源屏。12月20日是陰冷天氣，車輪在鋼軌上運行時打滑，車輪空轉引起了牽引電流過大，當列車壓入101DG時，不平衡的接觸電阻造成牽引電流不平衡，101G受電端的扼流變壓器處于深度飽和狀態，扼流變壓器一次線圈與站內電碼化送端諧振盒HLC產生鐵磁諧振現象，當列車出清101DG后，因為諧振條件依然存在，使101DG的軌道電路不能正常工作造成101DG軌道電路紅光帶故障。

（一）鐵磁諧振產生的原因

由非線性電感（鐵心線圈）和線性電容組成的回路，當外施電壓發生變化時，由于電感的變化而產生的諧振，這種現象成為鐵磁諧振。外加電壓或電流產生如圖：

圖3

電氣化牽引區段在列車的運行過程中接觸網的單相50Hz牽引電流因為過流保護開關的瞬間開閉，或滿載通過換相點等，牽引變壓器的原邊流過高頻電流時，它的周圍會產生交變磁場，交變磁場會在閉合的環路內產生電流。在斷開或接通牽引變壓器的電源時，負載兩端的電壓和電流都隨時間在變化，負載兩端產生反向感應電動勢，用來阻止斷開或接通電源時的電壓變化，這種阻礙使得牽引變壓器兩端的電壓和電流需要經過一段時間后才能穩定。變壓器的容量越大，穩定時間越長。在這段穩定時間內，電流的不斷變化會產生交變的磁場，通過空間耦合對其他傳輸環路產生影響，尤其是對電平幅度較低的信號線路產生較大的沖擊干擾，脈沖電流的波形是上下半波不對稱的近似正弦波形，其中含有直流成分，容易使軌道電路中的扼流變壓器等鐵磁元件產生鐵磁飽和，從而產生了鐵磁諧振。

（二）消除鐵磁諧振方法

現場通常情況下，此類故障發生后，應急的處理辦法是甩開諧振盒HLC的一個端子或采用短路諧振盒HLC的方法來恢復電路功能。建議電路改進如下：（1）加裝防雷單元來限制過電壓。（2）在扼流變壓器的一次、二次側加裝熔斷器。

參考文獻：

[1]劉鐵良.25Hz相敏軌道電路故障分析[J].鐵道通信信號，2011（09）.

[2]劉社娃.淺談25HZ相敏軌道電路故障處理[J].西鐵科技，2007（S2）.

作者簡介：王曉軍（1963-），男，學生處副處長，講師，職業技能鑒定師，研究方向：鐵道信號（自動控制）。