益湛線典型雷害故障分析及解決方案

許國權

（中國鐵路南寧局集團有限公司電務處，南寧 530029）

益湛線于2009年開通運營，起點為廣州局集團有限公司益陽東站，終點為南寧局有限集團公司玉林東站，從玉林II場接入既有黎湛線延伸至湛江站。南寧局集團有限公司管內車站依次為零陵、富家橋、雙牌、尚仁里、白果村、理家坪、道州、江永、橋頭鋪、江華、大路鋪、洪塘、福利、富川、井山、鐘山、賀州、賀街、長灘、樂善、信都、石橋北、龍田、旺甫、梧州北、梧州、孔良、埌南、富埇、羅同、糯垌、岑溪北、岑溪、馬路圩、大坡村、容縣、北流東、北流、玉林東，共39個車站，屬非電氣化單線半自動閉塞，采用繼電集中聯鎖設備，軌道電路為97型25 Hz相敏軌道電路疊加ZPW-2000A發碼。

1 研究原因和背景

雷電侵入、損壞設備是鐵路電務設備故障的重要原因之一。如何有效防范雷害成為電務重點研究的關鍵課題。近年，隨著大量電氣化鐵路建設和防雷整治，雷害故障得到一定的控制，但在一些非電氣化鐵路區段仍呈現多發狀態，特別是益湛線南寧局集團公司管轄的雷害故障一直居高不下。2016年，南寧局集團有限公司管轄共發生45件電務雷害設備故障，其中益湛線發生15件，占比33.3%；2017年，中國鐵路南寧局集團有限公司共發生36件電務雷害設備故障，其中益湛線發生12件，占比也為33.3%。可見，益湛線雷害故障的占比較高，因此，分析益湛雷害故障多發的原因，采取防范措施，遏制雷害故障，顯得尤為關鍵和迫切。

2 益湛線典型雷害故障分析

2.1 零陵站2017年5月3日雷害故障

2017年5月3日22：15，雷雨中，益湛線零陵站對楠木塘站方向半自動閉塞發車表示燈在無車占用區間的情況下，由綠燈變紅燈，造成已開放好的上行II道出站信號非正常關閉。調閱發現IIAG區段軌道電壓瞬間下降如圖1所示，說明信號非正常關閉是因IIAG軌道區段紅光帶造成。

進一步測試發現，分線盤IIAG區段防雷元件損壞，室內防雷補償器損壞。

綜合分析，判定故障原因為雷擊造成室內FB-1型防雷補償器放電泄流原理如圖2所示，使IIAG二元二位軌道繼電器線圈瞬間短路、電壓下降、失磁落下，導致閃紅光帶。

2.2 江永站2016年4月4日雷害故障

2016年4月14日01：23，雷雨中，益湛線江永站3DG、5-11DG軌道區段閃紅光帶1 s鐘后自動恢復，調閱發現兩個區段軌道電壓同時瞬間下降后恢復如圖3所示。

經對分線盤防雷元件進行測試，發現部分防雷元件測性超標，說明曾有較強雷電侵入。

通過外觀檢查發現，3DG、5-11DG軌道區段室內防雷補償器FB-1防雷硒片有明顯介質溢出。判斷造成軌道電路閃紅光帶的原因為，強雷電從室外侵入后未完全泄流入地，而殘留部份電流引入室內，經防雷補償器繼續泄流，使3DG、5-11DG區段二元二位軌道繼電器電壓瞬間下降，出現閃紅光帶現象。

經過對以上兩起雷害的分析，發現共性問題是雷電從室外侵入室內后，分線盤防雷元件無法完全泄流，又經防雷補償器繼續放電泄流，使軌道繼電器線圈瞬間短路、電壓下降、失磁落下，導致閃紅光帶。

3 益湛線雷害造成軌道電路閃紅光帶問題解決方案

經南寧局集團有限公司電務處組織技術人員進行研究、攻關，確定了解決益湛線軌道電路雷害問題的方案：通過補強設備抗干擾措施，將97型25 Hz相敏軌道電路二元二位軌道繼電器的復示繼電器由JWXC-1700型改為JWXC-H310型，利用JWXC-H310繼電器的緩放特性，減少雷電干擾瞬間軌道電路閃紅光帶。該方案得到中鐵二院工程集團有限責任公司通信信號設計研究院的認可，并出具技術工作聯系單（南寧技聯號[2017]第02號），由南寧局集團有限公司電務處組織實施。

3.1 具體改造方案

將原二元二位軌道繼電器的復示繼電器JWXC-1700改為JWXC-H310型；疊加電碼化的軌道電路區段新設用于電碼化的復示繼電器（可利用替換下來的原JWXC-1700繼電器），并新設軌道復示繼電器組合修改原理如圖4所示，發碼電路作相應修改如圖5所示。

3.2 主要工作內容

新增JWXC-H310型軌道復示繼電器；新增用于電碼化的軌道復示繼電器組合；修改相應配線。

4 益湛線雷害造成軌道電路閃紅光帶問題整治效果

根據中鐵二院工程集團有限責任公司通信信號設計研究院的設計方案（南寧技聯號〔2017〕第02號），南寧局集團有限公司電務處組織柳州、南寧電務段對益湛線管轄內39個站進行了改造施工，將786個25 Hz軌道電路區段二元二位軌道繼電器的復示繼電器JWXC-1700改為JWXC-H310型，并相應設置用于發碼區段的復示繼電器。在2017年10月完成改造后，益湛線南寧局集團有限公司管轄內未發生因雷害造成軌道電路閃紅光帶故障，解決了雷害多發的問題。

5 結束語

益湛線屬非電氣化鐵路，且沿線多處于山區地帶，雷電發生比較頻繁，鐵路設備受雷電侵襲影響運輸安全和秩序的風險系數較高，解決了雷害造成軌道電路閃紅光帶多發的問題，具有重要意義。也是為解決其他非電氣化鐵路軌道電路雷害問題提供借鑒，同時也是完善25 Hz軌道電路設計方案的關鍵。