接觸網檢修臨時地線接掛錯誤造成軌道電路紅光帶的原因分析

董澤凡　陳偉　李超

摘 要：在進行接觸網檢修作業時，由于臨時地線的裝設錯誤造成軌道電路出現紅光帶的問題具有典型性和普遍性。軌道電路作為鐵路的重要信號設備，出現紅光帶不僅影響接觸網檢修作業的進程和安全，而且還會影響鐵路的信號提示和正常行車運輸，形成責任事故。本文結合軌道電路的基本工作原理，對接觸網檢修作業中因臨時地線接掛錯誤造成軌道電路紅光帶的原因進行分析，為相關技術人員提供參考。

關鍵詞：紅光帶;軌道電路;接觸網

1.引言

在接觸網檢修作業時，臨時地線的裝設是接觸網檢修人員的作業安全和質量的基本保障，但在站場或者岔區等地點軌道電路的復雜性和臨時地線操作人員缺乏相關軌道電路知識的原因，在上述處所接掛臨時地線經常出現接掛位置不當引起的軌道電路紅光帶，下面將結合實例進行分析。

2.軌道電路及其與牽引電流回路關系

2.1 軌道電路的概念

軌道電路由送電端設備、軌道線路、受電端設備、鋼軌絕緣節和鋼軌接續線組成。鐵路線路上的兩根鋼軌作為導體，鋼軌間的軌縫用接續線連接起來，兩端的軌縫裝上鋼軌絕緣，一端送電，另一端受電，這樣構成的電氣閉環回路就稱為軌道電路。

在電氣化鐵路區段，牽引電流同樣經鋼軌進行回流，為避免鋼軌絕緣節對牽引回流的影響，在絕緣節處設置扼流變壓器，同時可以防止牽引電流對信號電流的干擾。軌道電路中信號與牽引電流分布如圖1所示。

當軌道無車占用時，受電端的繼電器可靠地工作，信號機的綠燈電路接通，顯示綠燈。當軌道有車通過時，軌道被占用，但同時列車輪對的電阻遠小于于軌道電路線圈電阻，軌道電流大部分流經列車輪對。此時軌道繼電器可靠落下，信號燈紅燈電路接通，顯示紅燈。

圖 1

2.2 扼流變壓器

扼流變壓器的作用是為了連通牽引回流，同時阻擋信號電流的通過，其工作示意圖如圖2所示，其中1、2，端為一次側，4、5端為二次側，3為接線端中性點。

圖 2

扼流變壓器在軌道電路的應用：兩條鋼軌輸入25Hz的，具有一定電壓差的電壓，進入扼流變壓器后，在一次側產生電位差，經過升壓變化，將升壓后的電壓接到電務設備。

扼流變壓器在牽引電流電路的應用：在電力機車行駛的區段，機車受電弓在接觸線上取流工頻50Hz的牽引電流。由于軌道和大地之間不完全絕緣，牽引電流一部分要流經大地，因此兩根鋼軌也存在牽引電流，且兩根鋼軌中的牽引電流在正常情況下大小相等，即圖2中I1=I2。I1經過1線端進入扼流變壓器，在3線端流出，在扼流變壓器1、3線端產生電動勢E。I2經過2線端進入扼流變壓器，在3線端流出，由于I1和I2在扼流變壓器內方向相反，所以在扼流變壓器2、3線端產生電動勢-E。因此在牽引線圈接線端1、2處產生的電動勢為零，在信號線圈4、5接線端不產生電壓或者電流，同時I1、I2經過中性線3接線端進入回流線，達到扼流變壓器連接牽引回流阻斷信號電流的目的。

鋼軌中牽引電流不平衡程度用不平衡系數K表示，K=（I1-I2）/（I1+I2）%。當K≥5%時，會在扼流變壓器的信號線圈處產生較大電動勢，引發軌道電路的防護設備啟動，造成紅光帶或者燒毀電務設備。

3、臨時地線位置接掛錯誤引發的紅光帶故障

3.1 分段絕緣器臨時地線與軌道絕緣節位置不對應造成的紅光帶故障

故障情況描述：2015年，在京哈線狼窩鋪站進行津山線設備維修垂停作業時，錯將分段地線接地靴接在未封鎖的京哈線鋼軌上，造成狼窩鋪站連續發生兩次紅光帶。發生事故的150號接地線位置位于狼窩鋪站6號道岔至8號道岔渡線處，如圖3所示，其中6號道岔為京哈軌道電路區段，8號道岔為津山軌道電路區段，接觸網分段絕緣器位于該渡線上方接觸網150號-148號之間。分段絕緣器津山側與軌道絕緣節位置不對應，相差15m。

圖 3

故障成因：為保障津山線接觸網檢修人員的人身安全，在8號道岔和6號道岔間的接觸網分段絕緣器津山側裝設地線。但因分段絕緣器下方鋼軌為京哈線的軌道電路，距絕緣節相距15m，臨時地線操作人員錯將臨時地線接地靴接掛到京哈線鋼軌上，如圖4所示，導致京哈上行列車通過時京哈上行的牽引回流經臨時地線被分流，即I1與I2不平衡，不平衡系數K大于5%，造成京哈上行出現紅光帶。

圖 4

3.2 臨時地線接掛錯誤引發上下行均出現紅光帶的故障

故障情況描述：2018年，在龍山聯絡線龍家營站內及龍山間上行進行接觸網檢修作業時，因在龍山聯絡線龍家營站134#分段，136#分段處的兩架渡線處分段絕緣器接地靴位置錯誤，如圖5所示，導致龍家營站發生紅光帶故障。

圖 5

故障成因：因將134#、136#分段地線接地靴接到岔心鋼軌上（正確接法應接到4號軌上），使與1號軌連通軌道電路的渡線鋼軌通過地線-渡線接觸線-電聯接-龍家營站上行接觸線-梯車短接線-梯車本體-梯車金屬輪-4號軌構成了回路，短接了 a、b絕緣節，造成1號軌和4號軌導通，造成龍山聯下行電力機車通過時，1號鋼軌的牽引電流被分流，導致1號軌的牽引電流小于2號軌牽引電流，不平衡系數K大于5%，龍山聯下行出現紅光帶。同時，（1）此閉塞分區內2號軌和3號軌在設計上通過扼流變壓器中性線連接，上下行道岔閉塞分區信號相互影響。（2）4號軌和1號軌連通，導致4號軌存在牽引電流，但3號軌沒有牽引電流，使得不平衡系數k大于5%，因上述兩點原因，下行著紅光帶時上行也跟著著紅光帶。

4、結語

通過對上述案例分析可知，接觸網檢修作業時在道岔處接掛臨時地線容易出現紅光帶故障，在布置和操作臨時地線時要注意軌道電路的影響，避免影響作業和行車安全。

參考文獻

[1]周志霞.分析軌道電路紅光帶故障原因[J].科技風，2017（23）：199.

[2]倪東.接觸網檢修作業引發軌道電路紅光帶的原因分析[J].電氣化鐵道，2019，30（04）：88-91.

[3]唐乾坤.軌道電路設備牽引電流干擾防護研究[D].北京交通大學，2018.