南昌鐵路局福州電務(wù)段 張永光

鐵路線路的占用與空閑信息即車輛在線路上占用與否，靠的是向軌道上發(fā)送信息，一些鐵路車站的線路區(qū)段很少有車輛經(jīng)過，軌面就會(huì)生銹以及軌面污染物等（含坡道區(qū)段機(jī)車噴砂）造成絕緣層，車輛在線路上就不能將兩條鋼軌完整的短路（簡稱分路不良），這時(shí)就不能正確反映車輛占用與否，這就將造成極大的安全隱患，高壓脈沖軌道電路將能很好地解決軌道電路分路不良問題。高壓脈沖軌道電路是在國有高壓不對(duì)稱脈沖軌道電路的基礎(chǔ)上，吸收法國高壓脈沖軌道電路技術(shù)而設(shè)計(jì)的一種新型軌道電路。該制式軌道電路充分利用輸出瞬間功率極高的特點(diǎn)擊穿鋼軌上的銹層、污染物，從而實(shí)現(xiàn)列車的良好分路。2010 年以來，南昌鐵路局福州電務(wù)段管內(nèi)鷹廈線等普線車站分路不良區(qū)段經(jīng)過信號(hào)設(shè)備大修和更新改造后，采用了高壓脈沖軌道電路后，均解決了分路不良問題，分路不良整改率可達(dá)到100%。

1 高壓脈沖軌道電路組成

本文以高壓脈沖一送一受區(qū)段疊加國產(chǎn)4 信息移頻電碼化為例進(jìn)行分析。

一送一受區(qū)段疊加國產(chǎn)移頻電碼化送端由GM.F1-25 高壓脈沖發(fā)碼器、GM·HG 高壓脈沖隔離盒、GM.BMT 高脈調(diào)整變壓器、M.QFD-750 發(fā)碼器等組成；受端由GM·QY2高脈抑制器、GM.Y 高脈譯碼器、JRJC-24.7K/7.5K 二元二位差動(dòng)繼電器、M.QFD-650 發(fā)碼器等主要器材組成。

2 高壓脈沖軌道電路工作原理

高壓脈沖軌道電路里的脈沖信號(hào)是周期不對(duì)稱脈沖信號(hào)，占空比約100:1，脈沖峰頭電壓（正脈沖）高出峰尾電壓（負(fù)脈沖）約3～8 倍，峰頭持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)小于峰尾時(shí)間；該脈沖軌道電路系統(tǒng)是利用瞬間功率高達(dá)近萬瓦的脈沖信號(hào)，對(duì)輪緣和鋼軌的接觸點(diǎn)進(jìn)行燒結(jié)，從而達(dá)到解決分路不良目的。

高壓脈沖軌道電路原理圖如圖1。說明如下：

室內(nèi)高壓脈沖電源AC220V 送至高脈發(fā)碼器一次側(cè)，通過芯片的控制，I4～I(xiàn)7 輸出信號(hào)，產(chǎn)生高壓脈沖信號(hào)源，提高軌面瞬間擊穿電壓，擊穿鋼軌上的銹層及污染物。根據(jù)區(qū)段長短和生銹程度調(diào)整二次側(cè)電壓檔位，從而得到需要的擊穿電壓，二次側(cè)電壓檔有300V、400V、500V 可選。產(chǎn)生的高脈沖信號(hào)經(jīng)過電纜和鋼軌回到室內(nèi)，經(jīng)過譯碼器產(chǎn)生可驅(qū)動(dòng)二元差動(dòng)繼電器的工作電源。高壓脈沖軌道電路工作時(shí)產(chǎn)生的瞬間電壓較大，在送端和受端分別加裝保護(hù)設(shè)備：GM·HG型高壓脈沖隔離盒通過移頻信號(hào)，隔離高壓脈沖信號(hào)保護(hù)移頻發(fā)送設(shè)備；GM·QY2 型高壓脈沖抑制器用于隔離電碼化。

高壓脈沖軌道電路軌面電壓高，擊穿能力強(qiáng)，一般波頭可達(dá)到70V，波尾可達(dá)到20V，用高壓不對(duì)稱脈沖擊穿鋼軌上的銹層和污染物，解決了由于軌面嚴(yán)重生銹帶來的分路不良問題，改善了軌道電路分路靈敏度。在軌道電路分路狀態(tài)時(shí)，當(dāng)波頭殘壓小于13.5V（或波尾殘壓小于9.5V），二元二位差動(dòng)繼電器均可可靠落下，克服因其它軌道電路制式下因機(jī)車壓不死，殘壓過高造成軌道電路區(qū)段閃紅，完全消除軌道電路分路不良區(qū)段，在潮濕地區(qū)、鋼軌生銹程度較高地區(qū)很實(shí)用。

圖1 高壓脈沖一送一受區(qū)段疊加國產(chǎn)4 信息移頻電碼化電路圖

3 高壓脈沖軌道電路調(diào)整方法

3.1 器材檢查

根據(jù)施工圖紙檢查現(xiàn)場(chǎng)器材、型號(hào)是否正確。根據(jù)施工圖紙檢查防雷元件、保險(xiǎn)等元器件。對(duì)所到器材進(jìn)行電氣特性上道前測(cè)試，檢查器材特性參數(shù)是否合格。

3.1.1 設(shè)備預(yù)調(diào)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)扼流變壓器、軌道變壓器、譯碼器等器材進(jìn)行預(yù)調(diào)。

當(dāng)區(qū)段生銹程度較大時(shí)，高壓脈沖發(fā)碼電源變壓器輸出電壓可調(diào)至400V、500V；當(dāng)區(qū)段有2 個(gè)受端時(shí)，高壓脈沖發(fā)碼電源變壓器輸出電壓調(diào)至400V；當(dāng)區(qū)段有3 個(gè)受端時(shí)，高壓脈沖發(fā)碼電源變壓器輸出電壓調(diào)至500V。

當(dāng)區(qū)段長度小于400m 時(shí)，譯碼器輸入端建議使用1、2端子；當(dāng)區(qū)段長度大于400m 時(shí)，譯碼器輸入端使用1、3 端子。當(dāng)區(qū)段有兩個(gè)受端時(shí)，可將區(qū)段較短的分支的譯碼器連接端子的變比適當(dāng)調(diào)高1～2 檔；同理，當(dāng)區(qū)段有3 個(gè)受端時(shí)，可選擇區(qū)段長度最特殊的分支的譯碼器連接端子的變比調(diào)高或者調(diào)低1～2 檔。

四線制電碼化區(qū)段電碼化信號(hào)在扼流變壓器、軌道變壓器上選擇3:1，高壓脈沖信號(hào)選擇6.5:1。

高壓脈沖調(diào)整變壓器GM.BMT 輸出電壓要預(yù)調(diào)到150V之下，電壓高時(shí)高頻損耗大，GM.BMT 發(fā)熱；GM.BG-80 輸出一般調(diào)至33.4V 的檔位；高壓脈沖隔離盒GM.HG 一般使用Ⅰ2、Ⅲ2。

3.1.2 通電調(diào)試

根據(jù)軌面電壓、二元差動(dòng)繼電器頭尾電壓等要求進(jìn)行調(diào)試。在送電調(diào)整前，將室內(nèi)外需要調(diào)整的地方預(yù)調(diào)好，送電前檢查送端熔斷器是否在關(guān)閉的位置，受端熔斷器是否在開啟的位置；需要調(diào)整電壓或者平衡時(shí)，需將送端的熔斷器關(guān)閉后方可調(diào)整，以免瞬間電流擊穿電子元件。

（1）送電后檢查高壓脈沖發(fā)碼器工作指示燈以固定頻率（180±5%次/分鐘）閃爍。

（2）送電后，檢查室內(nèi)測(cè)試盤測(cè)試的電壓是否正常，一般情況下波頭電壓調(diào)整到45～55V，波尾電壓調(diào)整至40～50V為最佳；測(cè)試盤可測(cè)到電壓，核對(duì)二元差動(dòng)繼電器、復(fù)示繼電器狀態(tài)是否一致；室外軌面頭部電壓應(yīng)調(diào)整在70V 以上，尾部在10V 左右。

（3）若二元差動(dòng)繼電器頭尾部電壓偏高，加大發(fā)碼器的限流電阻或減小發(fā)碼器發(fā)送電壓，或者改變發(fā)送端、接收端變壓器變比。

（4）若電壓偏低，減少發(fā)碼器的限流電阻，或增大發(fā)碼器發(fā)送電壓或者改變發(fā)送端、接收端變壓器變比。

（5）若頭尾電壓比例失調(diào)，調(diào)整譯碼器的43 端子與11、12、31、33、32 端子的連接，以滿足要求。

（6）調(diào)整二元差動(dòng)繼電器頭尾部電壓擺動(dòng)范圍在40～ 50V 左右。

（7）檢查JWXC-1700 繼電器加阻容元件電路中JWXC- 1700 繼電器緩吸。

（8）測(cè)試疊加電碼化區(qū)段電碼化入口電流在500mA 左右（根據(jù)具體區(qū)段制式的要求）以上。如果低于500mA（或高于500mA），可調(diào)整高壓脈沖調(diào)整變壓器二次側(cè)電壓，或者調(diào)整抑制器電感匝數(shù)。

3.1.3 問題查找

根據(jù)調(diào)試問題的現(xiàn)象，查找相應(yīng)位置的問題。

（1）發(fā)碼器無輸出或輸出異常時(shí)，先檢查輸入、輸出及調(diào)整端子位置是否正確，電子板是否壓緊，電阻的連接線是否連接良好。發(fā)碼器測(cè)試時(shí)需將Ⅰ4、Ⅰ7 封連。

（2）調(diào)整受端電壓時(shí)，綜合防雷柜、軌道防雷、XB 箱內(nèi)防雷需去除。

（3）若二元差動(dòng)繼電器尾部電壓高出頭部電壓很多，則可能是極性相反，只需將軌道變壓器或扼流變壓器端子所接線對(duì)調(diào)即可。

（4）高壓脈沖隔離盒GM.HG 在無電碼化時(shí)應(yīng)接Ⅰ2、Ⅱn或Ⅰ2、Ⅲn，若接成Ⅰ1、Ⅰ2，則不能正常工作（受端電壓可能會(huì)時(shí)有時(shí)無）。

3.1.4 檢驗(yàn)測(cè)試

檢查區(qū)段各項(xiàng)電氣指標(biāo)是否符合要求。

（1）軌面頭部電壓應(yīng)在70V 以上。

（2）檢查二元差動(dòng)繼電器應(yīng)能可靠吸起，且頭尾部電壓擺動(dòng)范圍在40～50V 左右。

（3）進(jìn)行極性交叉測(cè)試，確保極性交叉的正確。當(dāng)高壓脈沖區(qū)段和其它制式的軌道電路相鄰，可不做極性交叉測(cè)試。

（4）進(jìn)行分路試驗(yàn)，殘壓頭部低于13.5V 或尾部低于9.5V，即可保證二元差動(dòng)繼電器可靠落下。

（5）檢查室內(nèi)25Hz 電源屏容量是否滿足要求及高壓脈沖上道后電流增加值（一個(gè)高壓脈沖區(qū)段功耗在60W 左右）。

4 軌道電路維護(hù)

4.1 日常維護(hù)

日常維護(hù)的主要目的是積累經(jīng)驗(yàn)和及早發(fā)現(xiàn)故障。它所包含的檢查內(nèi)容為：

（1）全面檢查軌道電路接續(xù)線，連接線，各有關(guān)分支的跳線連結(jié)等是否良好，安裝有絕緣的地方必須絕緣良好。

（2）檢查高壓脈沖發(fā)碼器工作指示燈的狀態(tài)，工作時(shí)工作指示燈應(yīng)以固定頻率 3Hz/s 閃爍（180±5%次/分鐘或360±5%次/分鐘）。

（3）檢查軌道繼電器頭、尾線圈電壓擺動(dòng)范圍（一般在45～55V 左右為最佳）。

注意軌道電路傳輸?shù)拿}沖頻率是否有規(guī)律、且頻率一致?？赏ㄟ^調(diào)閱微機(jī)監(jiān)測(cè)頭尾波有效值和頻率曲線來分析，對(duì)頭尾波有效值波動(dòng)較大的區(qū)段進(jìn)行原因查找。

（4）當(dāng)在干燥天氣時(shí)，做0.15? 無感電阻分路試驗(yàn)確認(rèn)繼電器失磁。

記錄各部位測(cè)量數(shù)據(jù)：①發(fā)送器的電源電壓；②脈沖間隔周期；③發(fā)送端和接收端軌道峰值電壓；④軌道繼電器頭/尾線圈電壓；⑤抑制器和高壓脈沖抑制器的電壓；⑥測(cè)量時(shí)候的天氣。

將當(dāng)天測(cè)試記錄和前一天的測(cè)試記錄進(jìn)行比較，若出現(xiàn)有不正常的變化，檢修人員應(yīng)尋找引起變化的原因，重點(diǎn)是應(yīng)檢查軌道電路部分。

4.2 故障處理

如若出現(xiàn)故障，要進(jìn)行故障處理。故障處理時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：需調(diào)整變壓器二次側(cè)電壓時(shí)，需斷開電源；要調(diào)整譯碼器端子時(shí)，電源必須斷開。

軌道電路故障，很難預(yù)測(cè)能引起故障的全部原因，一般按下列所述進(jìn)行分析：

4.2.1 軌道電壓、脈沖間隔異常或手觸高壓脈沖發(fā)碼器溫度偏離正常值，應(yīng)檢查軌道電路的發(fā)送端設(shè)備，并查看鋼軌絕緣節(jié)。

4.2.2 軌道峰值電壓和脈沖間隔正常，發(fā)送準(zhǔn)確，應(yīng)檢查接受端設(shè)備。

4.2.3 為尋找軌道上的短路或者鋼軌上折斷，應(yīng)等距測(cè)量軌道間的峰值電壓，以便于判別故障地點(diǎn)。

4.2.4 由發(fā)送端異常顯示出的故障發(fā)生時(shí)，（1）如果脈沖間隔異常，每分鐘小于155 次/分和大于195 次/分?；蛎}沖間隔不穩(wěn)定、不規(guī)則，則應(yīng)該認(rèn)為脈沖間隔為異常，須更換發(fā)送器。

（2）如果軌道電壓出現(xiàn)異常，則應(yīng)檢查電源電壓，是否穩(wěn)定在規(guī)定范圍，然后檢查其空載運(yùn)用電壓值，并與安裝試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比，如果室內(nèi)各種電壓正常，則故障在軌道電路方面（絕緣節(jié)、短路、或在接受端等）。一般軌道電路測(cè)得的數(shù)值低于或者高于軌道電路日常數(shù)值最小值的20%，則應(yīng)該視為異常。

（3）如果脈沖間隔異常，可能是因?yàn)榘l(fā)碼器Ⅰ4、Ⅰ7未封連或未接在電路上時(shí)輸出虛電壓（時(shí)有時(shí)無），表示燈亮度和頻率不對(duì)。

（4）發(fā)碼器無輸出時(shí)，先檢查輸入、輸出及調(diào)整端子位置是否正確，再檢查電子板是否壓緊。

4.2.5 確定接受端的故障

接受設(shè)備的某些故障可以引起軌道電路改變，但它不會(huì)使脈沖間隔受到任何影響，根據(jù)下述情況，可以判定接收端的“軌道”電壓正?；蛘卟徽?。

正常的軌道電壓：測(cè)量繼電器線圈的電壓、電流。如果繼電器線圈上的U/I 不等于此線圈的電阻值，則繼電器必須更換。檢查故障，不是由于電纜或繼電器系統(tǒng)引起的故障，則繼電器端子電壓中有一個(gè)小于其通常記錄之?dāng)?shù)值，就應(yīng)更換接收器。

不正常的電壓，按順序斷開：①斷開接收端的接收口；②斷開扼流變壓器二次；③斷開扼流變壓器一次。每次操作后，測(cè)量“軌道”電壓，將其斷開后能使“軌道”電壓恢復(fù)到正常的元件，即為故障元件。

4.2.6 在軌道上確定的故障

（1）短路。從發(fā)送開始，使用脈沖峰值表，在鋼軌上進(jìn)行分段測(cè)試，當(dāng)脈沖峰值表指示為零時(shí)，即為短路點(diǎn)。

（2）斷軌。在鋼軌上用脈沖峰值表分段測(cè)電壓，即可發(fā)現(xiàn)故障的部位。

（3）絕緣節(jié)。用脈沖峰值表檢查，如果絕緣節(jié)兩端的電壓Ux 小于軌道電路最大峰值電壓的1/4，則絕緣節(jié)必須更換。

（4）間歇故障。確定這類故障比較困難，除了上述的各種檢查之外，應(yīng)該找出這類間歇故障的某些局部條件之間的關(guān)系，諸如電源電壓的重大變化，循環(huán)出現(xiàn)的特點(diǎn)和位置、空氣條件等，特別要考慮牽引電流的影響。

使用脈沖峰值電壓表，測(cè)軌道脈沖的峰值電壓；

試電壓軌道上的臨時(shí)性交流電壓；

軌道繼電器線圈電壓，頭/尾伏。

當(dāng)軌道上出現(xiàn)交流電壓接近5V 和繼電器尾部線圈電壓增大時(shí)，則可能是牽引電流引起的不平衡，此時(shí)應(yīng)設(shè)法尋找其不平衡的根源。

5 結(jié)束語

通過采用高壓脈沖軌道電路對(duì)普速線路車站分路不良區(qū)段整治，采取以上現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用維修方法，整治后設(shè)備運(yùn)用穩(wěn)定，且軌道電路分路不良得到有效解決，效果明顯，并獲得了高壓脈沖軌道電路的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。在今后設(shè)備使用維護(hù)中，還需不斷積累方法和經(jīng)驗(yàn)，才能保證設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定。

[1] 鐵道部. 鐵路信號(hào)維護(hù)規(guī)則[M]. 北京: 中國鐵道出版社, 2010.

[2] 栗亮. 高壓脈沖軌道電路施工中應(yīng)該注意的若干問題[J]. 西鐵科技, 2011(2): 51-52.

[3] 趙軍. 高壓脈沖軌道電路的維護(hù)與故障處理[J]. 鐵道通信信號(hào), 2012(8): 47-48.

[4] 鐵道部. 不對(duì)稱高壓脈沖軌道電路維護(hù)暫行標(biāo)準(zhǔn)(鐵運(yùn)[2012] 312 號(hào)).