淺談城市軌道交通FTGS—917型軌道電路故障處理

摘 要：FTGS軌道電路是德國西門子公司的遙控音頻無絕緣軌道電路，它廣泛應用于世界各地的干線鐵路和城市軌道交通，FTGS-917型軌道電路采用電氣絕緣節把線路分割為多個軌道區段，檢查和監督這些軌道區段是否空閑，將空閑/占用信息傳給聯鎖系統，并且傳送ATP（自動列車保護系統）的報文信息到列車上，為列車提供實時ATP防護。

關鍵詞：軌道電路；電氣節；故障處理

1 FTGS-917型軌道電路設備組成及原理

1.1 FTGS軌道電路基本概念

FTGS是德國西門子公司的遙控音頻無絕緣軌道電路，運用于城市軌道交通的軌道空閑檢查系統，是報文式數字軌道電路。FTGS軌道電路有FTGS-46型、FTGS-917型兩類。

FTGS-917型軌道電路的作用

把軌道線路由電氣絕緣節分成若干區段，發送器向鋼軌發生電壓，由位于區段另一端的接收器將收到的電壓進行計算，當列車進入軌道區段，車軸的分路防止信號進入接收器，導致輸出指示為“軌道區段占用”，從而完成檢查和監督軌道區段的狀態和功能，將空閑/占用信息傳給聯鎖系統，并傳送列車運行保護系統產生的報文信息。

1.2 FTGS軌道電路室外設備組成及其工作原理

1.2.1 電氣節

電氣節，即電氣絕緣節，它區別于一般的機械絕緣節，是劃分FTGS軌道區段的重要設備。它由短路棒和軌旁盒內的調諧單元共同組成。除道岔本身和終端棒必須采用機械絕緣節外，其它軌道電路都采用電氣絕緣分割。

（1）S棒

大多數的軌道區段（主要是正線區間的軌道電路）采用S棒電氣節，以S棒的中心線作為軌道區段的物理劃分。S棒長度為7米左右，模糊區段長度≤3.5米。

（2）終端棒

該電氣節由終端短路棒和一個機械絕緣節共同組成。它主要應用在雙軌條牽引回流區段。棒長約3.5米，距機械絕緣節0.3～0.6米。

（3）8字棒

也稱中間饋電棒，用于中間饋電式軌道區段的中央。

1.2.2 電氣節工作原理

相鄰兩個軌道區段之間采用S棒、8字棒和終端棒四種電氣絕緣節分割。下面以S棒為例說明電氣絕緣節原理：

接收器的諧振回路由電容C1（調諧單元上電路的等效電容）、鋼軌區段ab和電纜am等組成，發送器的諧振回路由電容C2、鋼軌區段cd和電纜dm等組成。

在正常狀態下，鋼軌ab的電感、電纜am的電感以及它們之間的互感與電容C1構成并聯諧振（利用調諧單元可以將其調到諧振點），因此電容C1兩端呈現高阻抗，與電容C1兩端d1d軌間有較高的電壓，接收到從右端輸入的載頻信號。鋼軌cd的電感、電纜dm的電感以及它們之間的互感與電容C2構成并聯諧振，因此電容C2兩端呈現高阻抗，與電容C2兩端a1a軌間有較高的f1電壓，此電壓可以向左傳輸。

S棒長度為7米左右，其中S棒的1/4到3/4處（約3.5米）為分路感應的模糊區段，在此區段內有車占用左右兩邊的區段都允許顯示占用，而無法精確判斷列車占用的區段。

1.2.3 軌旁盒

軌旁盒是連接電氣節與室內設備的中間設備，是軌道電路室外的發送、接收設備。每個軌旁盒有一根電纜與室內設備連接，有四根電纜與電氣節相連，另有一根地線。軌旁盒主要有兩種不同的結構：一種是S棒結構；另一種是雙軌條牽引回流區段的終端棒結構。

軌旁盒內一般可分為左右兩部分，對稱結構布置。每部分都由一個調諧單元（S棒和調整短路棒使用的調諧單元型號不同）和一個轉換單元組成；一部分作為一個區段的發送端時，則另一部分作為相鄰另一個區段的接收端。每一部分的調諧單元接電氣節，轉換單元接室內設備。

1.2.4室外單元的工作原理

FTGS軌道電路的軌旁盒內一般安裝相鄰區段的調諧單元和轉換單元。

（1）轉換單元

帶防雷功能的轉換模塊，根據XK1、XK2端的電壓及頻率決定調諧單元是接收模式還是發送模式。其判斷依據為XK1、XK2端電壓的高低，高為發送模式，低則為接收模式。

在繼電器K1、K2釋放狀態下，Xk5、Xk6端的電壓通過電阻R1傳到XK1、XK2端，模塊處于接收模式下。

當饋送一個發送電壓到XK1、XK2端，此電壓經過變壓器T1送到電壓比較器D1、D2（為了安全，采取雙通道設計），如果兩個通道都檢測出高電壓，繼電器K1、K2吸起，并點亮V9、V10。繼電器K1、K2的吸起斷開了通往XK5、XK6的電路，同時也斷開了通往變壓器T1的電路，而接通經過變壓器T2，通向XK3、XK4的電路，此時轉換單元切換為發送模式。雖然通往變壓器T1的電路已斷開，但流過變壓器T2的電流繼續為比較器和繼電器供電，使繼電器保持吸起狀態、保持發送模式。

為了準確的發送信號，發送信號要經過三路窄頻帶通濾波器后進行幅值的檢查。當發送信息不正確或切換為接收端，此時通過濾波器后的電壓不足以驅動繼電器的吸起，繼電器落下，同時斷開通向XK3、XK4的電路，接通通往XK5、XK6的電路，此時切換為接收模式。

2 FTGS-917軌道電路常見故障及處理

2.1 FTGS-917軌道電路故障處理的基本步驟

2.1.1 觀察故障現象

查看LOW機顯示，記錄故障信息；觀察軌道電路各模塊上的標示燈；詢問操作員具體情況：如故障出現時列車位置。

2.1.2 測量數據

測量輸入、輸出關鍵點電壓，判斷故障點在室內還是在室外。如果在室外，條件允許的情況下可以先通過倒方向測量判斷故障點在哪一端，再到室外故障端區查找；如果在室內，沿信息傳遞路徑查找。

2.1.3 故障恢復

根據查找情況進行故障修復、設備更換、臨時應付等處理。

2.2 FTGS-917軌道電路故障處理常用方法

2.2.1 電壓法

在通電狀態下，按軌道電路發送——接收電路逐漸測量各關鍵點電壓，與參考值進行比較來判斷故障點。此方法比較常用，特別是在運營期間，能在不影響行車的情況下進行故障判斷。

2.2.2 電阻法

通過使用電阻檔測量判斷線路的通斷，當接線過長而無法測量時，可以在線的一端與另一條線短接，形成一個回路，再進行測量。

注意：一定要在斷電狀態下進行測試。

2.2.3 開路法

斷開后邊級聯電路，測量前段輸出電壓，如果電壓正常，說明前級設備正常；如果電壓不正常，說明前級設備有故障。

注意：斷開后級電路會造成負載變化，影響前級電壓，易造成故障點的誤判。

2.2.4 替代法

當無法確定具體哪塊模塊故障時，用已知完好的模塊替換懷疑故障的模塊。可以使用備用模塊替換；也可以與正在使用的模塊對調。

注意：

（1）更換、對調是要注意模塊的型號、插塞、開關、跳線是否一致。

（2）更換、對調后要測量各關鍵點電壓，是否在合理范圍。

（3）更換、對調與頻率相關的模塊，一定要重新進行調諧，分路試驗，并更新該驅動的數據表。

2.2.5 比較法。對某模塊工作電器參數不熟悉情況下，測量另一個正常的相同設備同樣工作狀態下的電器參數作為參考數值，來判斷模塊是否工作正常。

2.2.6 合理利用監測設備

2.3 FTGS-917軌道電路常見故障類型及處理

2.3.1 FTGS-917軌道電路常見故障類型（如FTGS-917軌道電路常見故障框圖）

2.3.2 FTGS-917軌道電路常見故障

（1）板卡故障

電氣設備有一定的使用壽命，而且各部件的材質、做工質量，都會直接影響其使用情況。因此，板卡故障是FTGS-917軌道電路比較常見故障之一。FTGS-917軌道電路的板卡上有各種指示燈，根據各指示燈的顯示可以大致判定故障范圍，但是不能僅憑燈的顯示就判定某塊板卡故障，還要根據所測量的關鍵電壓值，最終確定故障板卡。

（2）棒線故障

FTGS-917軌道電路室外與鋼軌使用棒線連接，各連接棒線與鋼軌以及軌旁單元構成一個回路，使軌道電路正常工作。若棒線斷裂，回路不通，軌道電路接收端收不到電壓，軌道電路不能正常工作。若棒線破皮，且與其他導體接觸，影響軌道電路的絕緣性能，軌道電路接收端接收電壓較低，軌道電路不能正常工作。

（3）道岔絕緣不良

對于有道岔的軌道電路區段，道岔絕緣的性能直接影響到軌道電路的性能。若道岔絕緣性能下降，漏流較大，軌道電路接收端的接受電壓較低，軌道電路不能正常工作。

（4）接線松脫

FTGS-917軌道電路室內室外都有接線，室內接線主要是在分線架和終端架，以及每個區段匹配電阻的跨接線；室外接線主要是在軌旁盒內。查找這類故障，必須清楚發送和接收的線路走向，室外不同方向的發送端和接收端線路是不一樣的。再結合測量不同方向的發送和接收電壓值，可以迅速判斷出故障點。

（5）電氣參數變化

軌道電路的電氣特性主要受三個因素的影響，分別是電源電壓、鋼軌阻抗、道碴電阻。當軌道電路占用時，電源電壓越高、鋼軌阻抗越小、道碴電阻越大，對軌道電路工作最不利。

另一方面軌道電路各板卡性能的變化也會導致電氣參數變化，某些板卡由于材質的原因，工作一段時間后，某些元器件受損，從而導致板卡的工作性能下降，造成軌道電路電氣參數變化。處理這類故障，需要對軌道電路重新進行電氣參數調整。

3 結束語

城市軌道交通FTGS軌道電路是城軌信號系統的重要設備，通過對FTGS軌道電路的工作原理和故障處理的學習和分析，需要在今后的實際使用中不斷的探索，加強學習，充分利用微機監測設備進行調閱，發現問題及時采取措施加以克服，進一步提高設備的使用質量和穩定性，確保城軌運營安全。

作者簡介：曾麗芬（1973，10-）女，漢族，廣西荔浦人，柳州鐵道職業技術學院，實驗師，城市軌道交通運營管理專業教師。