電化區段下信號設備保護措施與故障分析

文/吳健 王廣

一、前言

電氣化鐵路作為運載量最大的交通工具，其安全運行質量必須保障，安全是快速的基礎和前提。鐵路信號是鐵路運輸的耳目，是保證行車安全和提高運輸效率的最有效工具。如果出現問題，小則導致鐵路運輸陷于癱瘓，大則出現無法預估的安全事故。如何確保電化區段下信號設備穩定運行及找到保護信號設備安全運行的科學有效的方法，是長期的研究目標。

二、基本情況概述

獨山子石化鐵路運輸公司交接站是企業鐵路與國鐵的交匯點，原有的運輸及交接方式已無法滿足大運量的要求。為達到路企直通，自2014年以來，交接站便逐步開始進行電氣化鐵路的適應性改造工程，以滿足第十四個五年計劃高速發展的要求。2019年6月電氣化鐵路正式投用。本次調查，重點了解每一次發生軌道電路故障的具體情況，通過結果分析，基本存在的主要問題如下：

（一）外網電壓變化

因交接站兩路電源均源于奎屯電業局外網供電，兩路外線上農業用電用戶較多，一到夏季用電高峰期時，大型用電設施經常在晚上使用，導致交接站兩路電源極不穩定，偶發電網波動和跳閘的情況，導致站內所有用電設施不同程度的出現問題。在掌握基本情況的基礎上，對此進行了深入研究和分析，認為在保障信號設備質量的前提下，業務人員一定要隨時關注外網電壓變化情況，并且定期對信號設備電氣特性進行測試。否則必然對信號設備的正常使用造成極大影響，給列車、調車的正常運行帶來不可忽視的安全隱患。

（二）自然及外力因素引發的電路故障

電氣化區段因外界因素造成的設備故障，多數是施工安裝設備時，未按施工工藝操作，將吸上線和扼流變壓器箱中心連接板以及繼電器箱外皮、引入電纜鋼帶、防雷地線與人身防護地線連成了一體，嚴重的將導致起火事故、燒毀軌道信號設備等。對于類似這樣的因為人為因素，操作錯誤導致的惡果，應該加強施工管理。因為來源于大自然的雷電災害我們無法準確預防，所以，嚴格按照正規安裝程序進行施工，避免一切來源于雷電及其他自然因素的損壞。

針對電氣化鐵路信號施工及安全保障的各種維修規則要求，地線一定要單獨設置，線間應最少保持20M以上的距離，并且一定要使用性能良好的有效絕緣器材，一次性完善加固防護隔離措施，避免今后由于自然和人為因素導致絕緣失效，應引起高度重視。

（三）牽引電流造成的軌道電路故障

在現場回檢的過程中，主要對軌道電路的幾大重點環節設施部分進行了檢驗，首先對保險管、硒堆與防雷元件的性能與安裝程序進行了檢查，特別對電壓提升器和防雷元件燒毀的故障進行了徹底處理。發現故障主要原因是牽引電流在兩條鋼軌中運行失衡，同時有可能因為對雷電等自然因素的防護措施不當，這兩方面因素共同導致的。從鐵路設備信號維修的角度分析，導致鋼軌間牽引電流失衡的主要原因有兩條，一是信號設備施工質量不過關；二是由人為原因導致的。

另外則是在初期施工時為了方便，施工人員直接把鐵路沿線桿塔地線與軌道電路一側的鋼軌連接，這樣勢必導致與吸上線設置的位置不當，造成電氣化鐵路沿線軌道電流的不平衡，從而產生軌道電路故障。

三、影響鐵路信號設備的主要因素分析

導致鐵路信號設備故障的另一個關鍵因素是由于牽引電流不平衡造成的。如果蘭新線的牽引電流出現不平衡現象時，軌道附件的變壓器鐵芯中的磁通就完全不能抵消，信號線圈上自然出現高電壓，這極容易導致鐵路信號設備的燒毀。另外，大部分軌道電路鋼軌接頭采用的是雙接續線，由于在室外布置，破損的可能性極大。其次，由于扼流變壓器引接線產生斷線或其他自然損壞因素，使引接線端子松動，電壓出現非正常故障，影響信號設備的正常使用。有時因為扼流變壓器兩個牽引線圈之間的距離不恰當，或者是引接線之間距離太近， 出現阻抗差異很大的現象，這對信號設備的功能是一種嚴重破壞。特別是在換軌的時候，如防護工作不到位，當車列在臨線通過時只有一根鋼軌有牽引電流流過，嚴重造成電流的不平衡，這種情況下最容易燒毀信號設備。此外，因為兩條鋼軌之間的絕緣材料出現自然破壞， 從而導致電路短路，使兩根鋼軌的牽引電流嚴重失衡，最終引發信號設備損害的不良后果也偶有發生。

在鐵路信號設備工作使用過程中，要特別注意檢查架空塔桿與地面鐵軌連接線的安全，避免出現因天氣等自然因素引發的兩軌接地電阻不等，造成牽引回流分配不平衡現象，從而導致信號設備的燒毀。

四、采取的相關應對措施

1.根據施工現場情況，對于路徑在橋上或其他比較潮濕的地方，以及地面存放大量金屬物的處所，必須采用架空地線的方法將桿塔地線連接，并且采取有效絕緣防護措施進行保護。

2.形成嚴格的規章制度，提高工作人員的技術水平。信號設備務必做到隨時檢查，以相關制度進行約束。在重點區段加強信號設備的保護和安全檢查，確保沿線鋼軌間接續線的正常布置和無破損；軌道附件扼流適配器箱的連接線必須換成帶裸扣的等阻引接線；吸上線嚴禁采用裸露的扁鋼，不僅泄露很大，而且存在人員觸電的風險，應采用電力電纜，且使用高性能防松緊固件來將其固定。

3.重點加強軌道電路的安全防護工作。按照鐵路部門的相關規定， 根據當地實際情況，認真做好鐵路區段軌道電路的定期和實時巡檢工作， 確保任何區段的鋼軌接續線、抗流引接線和跳線的完好無損， 加強高質量的絕緣防護工作，把區段鋼軌的底部與地面金屬物隔離并且采取有效絕緣措施。

4.在注重技術保障的同時一定要加強內部管理。獨山子鐵路運輸公司制定的電化區段下“九嚴禁”管理措施，將各類注意事項有效融合，能夠很好地適用于現場。

五、結語

加強電氣化鐵路信號設備的實時保護，針對實際情況，采取有效措施進行合理布置，以精細化的原則消除一切安全隱患，把由于信號設備故障導致的事故和風險排除在外。