陳玉泉

不對稱高壓脈沖軌道電路采用不對稱脈沖信號，軌面峰值電壓可達(dá)100V，對鋼軌表面的銹蝕可以起到很好的擊穿作用，能在一定程度上有效解決軌道電路分路不良問題，減少行車安全隱患。目前，不對稱高壓脈沖軌道電路與25Hz相敏軌道電路相鄰的情況較為普遍。由于25Hz相敏軌道電路接收端有頻率和相位選擇特性，即使出現(xiàn)絕緣破損的情況，不對稱高壓脈沖信號也不會導(dǎo)致25Hz軌道繼電器誤動；同樣不對稱高壓脈沖軌道電路接收端對25Hz相敏軌道電路及其他軌道電路信號也具有很好的防護(hù)性能，不會引起誤動。但是，經(jīng)過多年的應(yīng)用后，發(fā)現(xiàn)在一些特殊的情況下，不對稱高壓脈沖軌道電路與25Hz相敏軌道電路相鄰時(shí)，卻會出現(xiàn)漏解鎖的現(xiàn)象。

1 問題提出

京廣線某站在部分分路不良區(qū)段采用不對稱高壓脈沖軌道電路，運(yùn)營過程中發(fā)現(xiàn)有2種場景會出現(xiàn)漏解鎖現(xiàn)象。

場景一：單機(jī)高速由25Hz軌道區(qū)段進(jìn)入不對稱高壓脈沖軌道區(qū)段時(shí)，在25Hz軌道區(qū)段紅光帶消失后，相鄰的不對稱高壓脈沖軌道區(qū)段才出現(xiàn)紅光帶。由于沒有2個(gè)軌道區(qū)段同時(shí)紅光帶的時(shí)刻，就沒有完成 “三點(diǎn)檢查”，因此出現(xiàn)漏解鎖。

場景二：單機(jī)高速由不對稱高壓脈沖軌道區(qū)段進(jìn)入短小25Hz軌道區(qū)段時(shí)，不對稱高壓脈沖軌道區(qū)段先出現(xiàn)紅光帶，25Hz軌道區(qū)段占用后也出現(xiàn)紅光帶。但是25Hz軌道區(qū)段的紅光帶消失以后，不對稱高壓脈沖軌道區(qū)段的紅光帶才消失，同樣無法完成 “三點(diǎn)檢查”，因此出現(xiàn)漏解鎖。

2 原因分析

根據(jù)場景回放初步分析，出現(xiàn)漏解鎖的原因跟2種制式軌道電路的時(shí)間特性有關(guān)。

根據(jù) “不對稱高壓脈沖軌道電路暫行技術(shù)條件”規(guī)定，不對稱高壓脈沖軌道電路接收設(shè)備的吸起時(shí)間為2～2．5s，落下時(shí)間為1～1．5s。按最不利條件計(jì)算，吸起時(shí)間取2．5s，落下時(shí)間取1．5s。

對于25Hz相敏軌道電路，則有2種時(shí)間特性：①接收端采用二元二位繼電器時(shí)，后級軌道繼電器為JWXC－H310型繼電器，緩吸時(shí)間為 （0．4±0．1）s，緩放時(shí)間為 （0．8±0．1）s，加上二元二位繼電器的動作時(shí)間約0．1s，則25Hz相敏軌道電路吸起時(shí)間約 （0．5±0．1）s，落下時(shí)間為（0．9±0．1）s；②接收端采用微電子相敏接收器時(shí)，其應(yīng)變時(shí)間為0．3～0．5s，加上最后執(zhí)行繼電器 （JWXC－1700型）的動作時(shí)間，25Hz相敏軌道電路吸起和落下時(shí)間均為0．4～0．6s。

由此可知，無論接收端采用二元二位繼電器還是微電子相敏接收器，吸起時(shí)間基本一致，均為0．4～0．6s。計(jì)算時(shí)按最不利因素考慮，取0．4s。

根據(jù)以上2種軌道電路的時(shí)間特性，結(jié)合2種場景進(jìn)行如下分析。

1．如圖1所示，回放場景一，可以說明25Hz相敏軌道電路的恢復(fù)時(shí)間要比不對稱高壓脈沖軌道電路的延時(shí)落下時(shí)間短。影響因素主要為不對稱高壓脈沖軌道電路接收端的落下時(shí)間、25Hz相敏軌道電路接收端的吸起時(shí)間和單機(jī)軸距。目前鐵路使用的機(jī)車參數(shù)，最小軸距為11m。不對稱高壓脈沖軌道電路接收端的落下時(shí)間取1．5s，25Hz相敏軌道電路接收端吸起時(shí)間取0．4s；兩者時(shí)間差為1．1s。若機(jī)車前后輪對通過絕緣節(jié)的時(shí)間小于1．1s時(shí)，就會出現(xiàn)不對稱高壓脈沖軌道繼電器未落下，而25Hz軌道繼電器卻已吸起的情況，從而導(dǎo)致漏解鎖。

圖1 場景一機(jī)車運(yùn)行示意圖

據(jù)此可計(jì)算導(dǎo)致漏解鎖的單臺機(jī)車運(yùn)行速度

V ＝L1／t＝ （11／1．1）＝10m／s＝36km／h。

式中L1為機(jī)車最小軸距；t為通過絕緣節(jié)的時(shí)間。因此，當(dāng)單臺機(jī)車以大于36km／h的速度，由25Hz相敏軌道區(qū)段進(jìn)入不對稱高壓脈沖軌道區(qū)段時(shí)，就可能出現(xiàn)漏解鎖的現(xiàn)象。

2．如圖2所示，回放場景二，說明在不對稱高壓脈沖軌道電路的延時(shí)恢復(fù)時(shí)間內(nèi)，單機(jī)已經(jīng)出清下一個(gè)短小25Hz軌道區(qū)段。影響因素主要為不對稱高壓脈沖軌道電路接收端的吸起時(shí)間、25Hz相敏軌道電路接收端的吸起時(shí)間、單機(jī)軸距和25Hz軌道電路長度。

不對稱高壓脈沖軌道電路接收端的吸起時(shí)間取2．5s，25Hz相敏軌道電路接收端吸起時(shí)間取0．4s；兩者時(shí)間差為2．1s。若機(jī)車通過25Hz軌道區(qū)段的時(shí)間小于2．1s時(shí)，就會出現(xiàn)不對稱高壓脈沖軌道繼電器仍未吸起，而25Hz軌道繼電器卻已吸起的情況，從而導(dǎo)致漏解鎖。

圖2 場景二機(jī)車運(yùn)行示意圖

據(jù)此可計(jì)算不同速度等級下，與不對稱高壓脈沖軌道電路相鄰的25Hz相敏軌道電路的最小長度。

當(dāng)機(jī)車最高運(yùn)行速度V為160km／h時(shí)，機(jī)車通過25Hz軌道區(qū)段時(shí)的走行距離L＝L1＋L2＝Vt。式中t為機(jī)車通過25Hz軌道區(qū)段的時(shí)間；L1為機(jī)車最小軸距；L2為25Hz軌道區(qū)段的最小長度。

所以，L2＝L－L1＝Vt－L1＝82．3m。

同理可算出不同速度等級下，與不對稱高壓脈沖軌道電路相鄰的25Hz相敏軌道電路的最小長度，如表1所示。

表1 不同速度等級下25Hz相敏軌道電路的最小長度

3 解決措施

根據(jù)以上的分析和計(jì)算，出現(xiàn)漏解鎖的原因是2種不同類型軌道電路的時(shí)間特性差異，因此，從根本上解決問題的最好措施是全站采用同一制式的軌道電路。在新建車站或車站聯(lián)鎖設(shè)備大修時(shí)，建議全站采用同一制式的軌道電路。

但是，短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)全站軌道電路制式的統(tǒng)一，而且出現(xiàn)漏解鎖的情況也是在一些特殊的條件下，因此，可根據(jù)線路實(shí)際運(yùn)營情況，采取必要的特定措施。

由于不對稱高壓脈沖信號是不連續(xù)的脈沖信號，頻率一般為3～4Hz，為防止誤動和輕車跳動，接收設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)一般會在收到2個(gè)或2個(gè)以上的相同脈沖信號后，才會允許軌道繼電器動作。由于，不對稱高壓脈沖軌道電路的時(shí)間特性是不可改變的。而改變25Hz相敏軌道電路的時(shí)間特性必須考慮不能影響前一個(gè)區(qū)段的解鎖，同時(shí)不得影響電碼化的上碼時(shí)間。因此，需要根據(jù)車站允許單機(jī)通過的最高速度和最短單機(jī)軸距，計(jì)算25Hz相敏軌道電路的延時(shí)吸起時(shí)間范圍。

以最高速度120km／h （33．33m／s）和最短軸距11m為例，分別計(jì)算25Hz相敏軌道延時(shí)吸起時(shí)間。

1．由25Hz相敏軌道區(qū)段進(jìn)入不對稱高壓脈沖軌道區(qū)段時(shí)，單機(jī)通過絕緣節(jié)時(shí)間t1＝L1／V＝11／33．33＝0．33s。

因此，當(dāng)最短軸距11m的單機(jī)以最高速度120km／h （33．33m／s）通過絕緣節(jié)時(shí)，前一軌道電路接收端的吸起時(shí)間與后一軌道電路接收端的落下時(shí)間差值不應(yīng)大于0．3s?？蓪?5Hz相敏軌道電路的軌道繼電器勵磁電路增加電阻和電容，使之延時(shí)吸起1．2～1．3s，延時(shí)落下時(shí)間不變。

2．由不對稱高壓脈沖軌道區(qū)段進(jìn)入25Hz相敏軌道區(qū)段，假設(shè)25Hz軌道區(qū)段長度為40m時(shí)，最短軸距11m的單機(jī)以最高速度120km／h的通過時(shí)間：t2＝L／V ＝ （L1＋L2）／V ＝ （11＋40）／33．33＝1．53s。

因此，當(dāng)由不對稱高壓脈沖軌道區(qū)段進(jìn)入25Hz相敏軌道區(qū)段時(shí)，前一軌道電路接收端的落下時(shí)間與后一軌道電路接收端的吸起時(shí)間差值不應(yīng)大于1s?？蓪?5Hz相敏軌道電路的軌道繼電器勵磁電路增加電阻和電容，使之延時(shí)吸起1～1．2s，延時(shí)落下時(shí)間不變。25Hz相敏軌道電路吸起延時(shí)時(shí)間不應(yīng)大于1．5s，否則當(dāng)下一個(gè)區(qū)段為25Hz軌道區(qū)段時(shí)，又將出現(xiàn)場景一的漏解鎖現(xiàn)象。

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果可知，采取改變25Hz相敏軌道電路的時(shí)間特性，來解決不對稱高壓脈沖軌道電路與25Hz相敏軌道電路相鄰的問題，需計(jì)算適合的延時(shí)時(shí)間。這種解決方法只能是權(quán)宜之計(jì)，不建議作為常規(guī)做法。

4 結(jié)束語

由于人為改變25Hz軌道電路時(shí)間特性解決不對稱高壓脈沖軌道電路與25Hz相敏軌道電路相鄰時(shí)出現(xiàn)漏解鎖問題，有可能會導(dǎo)致其他問題；同時(shí)需要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況來計(jì)算25Hz軌道電路延時(shí)時(shí)間，可操作性不強(qiáng)，不宜大范圍應(yīng)用。因此，根本解決方法還是建議全站采用同一制式的軌道電路。

［1］ 中華人民共和國鐵道部．鐵運(yùn)［2012］311號．鐵道部關(guān)于印發(fā)《不對稱高壓脈沖軌道電路暫行技術(shù)條件》的通知［S］．2012．

［2］ 中華人民共和國鐵道部．TB／T 3090－2004．25Hz相敏軌道電路微電子接收器［S］．2004．

［3］ 中國鐵路通信信號總公司研究設(shè)計(jì)院．鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊——信號［S］．1993．