謝文磊,李 言
(1.北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,北京 100070;2.北京郵電大學(xué)國(guó)際學(xué)院,北京 100876)
ZPW-2000A 軌道電路占用是指列車壓入軌道電路區(qū)段后,列車輪對(duì)及車軸分路軌道電路,室內(nèi)軌道繼電器落下,表示軌道電路處于占用狀態(tài)。ZPW-2000A 軌道電路占用示意如圖1 所示。

圖1 占用示意Fig.1 Schematic diagram of occupancy
占用丟失又稱“飛車”,是指列車壓入軌道電路區(qū)段后,軌道繼電器沒(méi)有落下,繼續(xù)保持吸起狀態(tài),表示軌道電路處于空閑狀態(tài)。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖和列控中心可能會(huì)根據(jù)此錯(cuò)誤信號(hào)發(fā)出升級(jí)信號(hào),嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致列車沖撞,嚴(yán)重影響列車行車安全。
列車壓入軌道區(qū)段后,軌道繼電器不能正常落下的原因大概分為4 類:分別為軌道電路調(diào)整不當(dāng)、分路不良、迂回回路、信號(hào)干擾。
軌道電路應(yīng)按照《軌道電路調(diào)整參考表》進(jìn)行標(biāo)調(diào)。一般情況下,軌道電路滿足一次調(diào)整,即一次調(diào)整后,軌道電路即可正常工作,不需要根據(jù)地域、季節(jié)等因素反復(fù)進(jìn)行調(diào)整。但在特殊情況下,由于道床電阻等原因,軌道電路不能實(shí)現(xiàn)一次調(diào)整,會(huì)根據(jù)雨季低道床條件進(jìn)行特殊情況調(diào)整。
雨季低道床條件下,軌道電路會(huì)適當(dāng)提高功出電平級(jí),以提高軌面電壓,保證機(jī)車信號(hào)電流,同時(shí)提高接收電平級(jí),使軌出電壓滿足接收器門限值。當(dāng)?shù)来蔡岣吆螅朔N功出電平級(jí)和接收電平級(jí)條件下,標(biāo)準(zhǔn)分路電阻進(jìn)行分路,分路殘壓會(huì)超出標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而出現(xiàn)占用丟失情況。
分路不良主要原因是實(shí)際分路電阻大于標(biāo)準(zhǔn)分路電阻,導(dǎo)致分路殘壓超標(biāo)。分路電阻增大主要原因是增加了輪軌接觸電阻,如圖2 所示。

圖2 分路不良示意Fig.2 Schematic diagram of bad shunting
分路不良成因可分為輪軌污染、輪軌接觸異常、失去牽引電路輔助擊穿、短區(qū)段、短車列等。
1)輪軌污染
輪軌污染分為鋼軌軌面污染和車輪污染。軌面污染多發(fā)的是軌面異物和軌面銹蝕,現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生過(guò)粉塵污染,前車遺撒,如線路旁邊有粉塵類的工廠,列車貨物遺撒,或是特殊地段列車撒沙等。鋼軌銹蝕多發(fā)在行車密度低的區(qū)段。車輪污染一般是由車列遺撒導(dǎo)致,例如列車遺撒液體膠狀物,流到車輪上,導(dǎo)致車輪污染。鋼軌污染如圖3 所示。

圖3 鋼軌污染示意Fig.3 Rail contamination
2)輪軌接觸異常
正常情況下,列車車輪會(huì)與鋼軌踏面緊密接觸,接觸電阻很小。異常情況下,列車車輪與鋼軌踏面不能緊密接觸,導(dǎo)致分路電阻增大。如列車車輪打磨導(dǎo)致車輪與鋼軌踏面不能密切接觸,如圖4 所示。

圖4 輪軌接觸異常示意Fig.4 Abnormal wheel-rail contact
3)失去牽引電流輔助擊穿
列車駛離軌道電路區(qū)段后,鋼軌踏面會(huì)被車輪摩擦的非常干凈,暴露在空氣中,極容易在鋼軌表面形成不良導(dǎo)電層。該不良導(dǎo)電層表現(xiàn)出非線性電阻特征,低電壓工作時(shí),表現(xiàn)出極高電阻甚至絕緣,施加高電壓、大電流后,其能夠被擊穿,電阻急劇降低。
由于此種特性,在沒(méi)有牽引電流的情況下,不良導(dǎo)電層無(wú)法被擊穿,造成輪軌間呈高阻狀態(tài)。從而導(dǎo)致分路殘壓異常,可能出現(xiàn)分路不良。這種情況易發(fā)生在分相區(qū)和異常降弓的工況下。
4)短區(qū)段、短車列
分路電阻實(shí)際上是壓入?yún)^(qū)段內(nèi)所有輪對(duì)分路電阻的并聯(lián)電阻,因此,短區(qū)段和短車列在軌面存在不良導(dǎo)電層的情況下,分路電阻和輪軌接觸電阻并聯(lián)支路較少,會(huì)導(dǎo)致總的分路電阻升高,可能出現(xiàn)分路不良的情況。
軌道電路依靠?jī)筛撥壔芈穫鬏旊姎庑盘?hào),存在鋼軌以外的“第三條”電氣通道條件下,軌道電路信號(hào)通過(guò)“第三條”電氣通道構(gòu)成外部迂回回路,該迂回回路中的信號(hào)無(wú)法被列車輪對(duì)短路,傳輸?shù)浇邮斩耍斐绍壍离娐返腻e(cuò)誤吸起,發(fā)生飛車。信號(hào)迂回的原理如圖5 所示。

圖5 迂回回路示意Fig.5 Schematic diagram of detour loop
軌道電路信號(hào)接收設(shè)備需要判定接收信號(hào)的載頻、低頻等信息,因此軌道電路抗擾性極強(qiáng)。實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的信號(hào)干擾主要是由于未按規(guī)范施工導(dǎo)致的。如信號(hào)電纜未按要求進(jìn)行隔離屏蔽,在線纜長(zhǎng)距離并行情況下,線纜間耦合干擾造成軌道電路接收器的錯(cuò)誤動(dòng)作,導(dǎo)致軌道繼電器吸起,發(fā)生占用丟失。
占用丟失故障排查在軌道電路實(shí)際應(yīng)用中相對(duì)復(fù)雜,主要原因是造成占用丟失的因素較多,故障現(xiàn)象不易復(fù)現(xiàn)。
軌道電路應(yīng)用應(yīng)嚴(yán)格按照調(diào)整表標(biāo)調(diào),日常維護(hù)中保證各項(xiàng)指標(biāo)在調(diào)整表參考指標(biāo)范圍內(nèi),用標(biāo)準(zhǔn)分路電阻進(jìn)行分路,殘壓在153 mV 以下。
發(fā)生占用丟失故障后,可先判斷是否為分路不良。
1)輪軌污染造成的分路不良。污染物質(zhì)會(huì)隨著列車多車次多區(qū)段的運(yùn)行,導(dǎo)致污染物減少。因此可調(diào)看前后多區(qū)段多車次的分路殘壓曲線,如果是殘壓逐漸減小,可能是輪軌污染所致,再結(jié)合污染情況現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查可進(jìn)行判斷。
2)輪軌接觸異常造成的分路不良。鋼軌異常情況下,各車列運(yùn)行到本區(qū)段都會(huì)出現(xiàn)分路不良情況,車輪異常,本次車列經(jīng)過(guò)的所有區(qū)段均會(huì)出現(xiàn)分路不良情況,因此可以調(diào)看分路殘壓曲線輔助判斷。
3)失去牽引電流輔助擊穿。如果是發(fā)生在分相區(qū)內(nèi),因軌道區(qū)段長(zhǎng)期無(wú)牽引電流輔助擊穿,軌面不良導(dǎo)電層會(huì)日趨嚴(yán)重,調(diào)看長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)分路殘壓曲線可輔助判斷。如果是接觸網(wǎng)異常導(dǎo)致列車降弓,則屬突發(fā)情況,存在偶然性,此情況下現(xiàn)場(chǎng)也發(fā)生過(guò)分路不良。
短區(qū)段、短車列,加之軌面存在銹蝕,此種情況易發(fā)生分路不良,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中發(fā)生過(guò)多次單機(jī)分路不良情況。
占用丟失排除分路不良后,可進(jìn)行迂回回路和信號(hào)干擾排查,這兩種情況的共同點(diǎn)是鋼軌軌面分路,分路殘壓仍異常。此時(shí)關(guān)閉本區(qū)段發(fā)送,如接收端無(wú)信號(hào),則可能是迂回回路。如接收端有信號(hào),則可能是信號(hào)干擾。
占用丟失是軌道電路應(yīng)用過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題,充分了解成因及故障排除思路和方法,將有效縮短故障排查時(shí)間,并有助于提前對(duì)導(dǎo)致占用丟失問(wèn)題的整治。