于曉泉 尹 路

(1．北京全路通信信號研究設(shè)計院集團(tuán)有限公司，北京 100070；2．北京市高速鐵路運行控制系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，北京 100070)

1 概述

區(qū)間自動閉塞區(qū)段多以ZPW-2000系列無絕緣軌道電路作為列車占用檢查設(shè)備，由于區(qū)間線路處于較為復(fù)雜的室外環(huán)境，其軌道電路分路受多種因素影響，如鋼軌銹蝕、機(jī)車撒沙、前行列車在鋼軌上遺灑異物（油脂、瀝青、抑塵劑、其他絕緣物質(zhì)）等均可能造成輪軌間接觸電阻超標(biāo)，致使列車（機(jī)車）正常運行時軌道電路不能可靠分路，從而發(fā)生占用丟失。

為解決上述問題，在普速線路上增加了區(qū)間占用邏輯檢查電路，能夠?qū)崿F(xiàn)列車發(fā)生占用丟失時的防護(hù)、報警功能，提升自動閉塞區(qū)段的安全性。但如果發(fā)生邏輯檢查電路停電現(xiàn)象（電源屏瞬間停電、空開因故斷開、計劃性停電等），則恢復(fù)供電后可能造成區(qū)間繼電式邏輯檢查電路所防護(hù)的閉塞分區(qū)錯誤解鎖，導(dǎo)致其邏輯檢查功能失效。

2 問題分析

區(qū)間繼電式邏輯檢查電路的核心電路如圖1所示，每個閉塞分區(qū)分別設(shè)置一個記錄繼電器（JLJ）、人工解鎖繼電器（RJJ）、報警繼電器（BJ），當(dāng)列車在區(qū)間正常運行時，各閉塞分區(qū)JLJ根據(jù)其前后閉塞分區(qū)占用情況確定對外是否輸出防護(hù)。

圖1 區(qū)間邏輯檢查JLJ工作原理圖Fig.1 Schematic diagram of track vacancy logical detection in section JLJ

以b閉塞分區(qū)為例，正常情況下bJLJ檢查其前方閉塞分區(qū)軌道繼電器（aGJ）狀態(tài)、本閉塞分區(qū)接收器勵磁的軌道繼電器（QGJ）狀態(tài)、下一閉塞分區(qū)軌道繼電器（cGJ）狀態(tài)，當(dāng)列車在本閉塞分區(qū)發(fā)生失去分路后，本閉塞分區(qū)的bJLJ保持落下狀態(tài)。

當(dāng)本閉塞分區(qū)失去分路狀態(tài)持續(xù)60 s后，邏輯檢查電路將人工解鎖盤上的報警表示燈（BJD）點亮、電鈴（DL）鳴響給出本區(qū)段報警信息；如果失去分路狀態(tài)未持續(xù)60 s，則邏輯檢查電路將不輸出報警信息，人工解鎖盤上也無報警顯示，如圖2所示。

列車在區(qū)間正常運行，此時如果發(fā)生電源屏斷電，則所有繼電器均處于落下狀態(tài)，恢復(fù)供電后如果本閉塞分區(qū)的bQGJ與下一閉塞分區(qū)的cGJ先后順序勵磁，則本閉塞分區(qū)bJLJ將通過bQGJ的前接點和cGJ的后接點構(gòu)成勵磁電路，勵磁吸起后解除對本閉塞分區(qū)的失去分路的防護(hù)，如圖3所示。

圖2 區(qū)間邏輯檢查報警電路原理圖Fig.2 The alarm circuit schematic diagram of track vacancy logical detection

圖3 區(qū)間邏輯檢查防護(hù)實現(xiàn)原理圖Fig.3 The protection implementation schematic diagram of track vacancy logical detection

此時列車如果仍在本閉塞分區(qū)且軌道電路處于失去分路狀態(tài)，由于防護(hù)本閉塞分區(qū)的bJLJ吸起，則防護(hù)本閉塞分區(qū)的區(qū)間信號機(jī)對應(yīng)點亮允許燈光，造成信號顯示升級。

3 解決思路

斷電恢復(fù)從性質(zhì)上分為兩種情況：一是外電網(wǎng)、電源屏、供電回路由于特殊情況造成的非計劃性停電：一是根據(jù)施工、維修、維護(hù)計劃實施的計劃性停電。兩者相同點是均造成邏輯檢查電路中繼電器因斷電失磁落下，不同點是停電時間長短可能不同，期間對運輸造成的影響截然不同，停電恢復(fù)后對值班員要求的處理方式也不同。

在符合故障—安全原則的前提下，為保證上述兩種情況下斷電恢復(fù)后值班員處理方式的一致性，應(yīng)使自動閉塞區(qū)段邏輯檢查電路在恢復(fù)供電時無論邏輯條件是否具備，均應(yīng)處于防護(hù)狀態(tài)。可通過將邏輯檢查電路初始上電或恢復(fù)供電時，對外部所給信息按無效處理，必須經(jīng)過人工確認(rèn)后，再恢復(fù)邏輯關(guān)系判斷的方式來實現(xiàn)。

首先需要監(jiān)督電源停電狀態(tài)，此電路可參考站內(nèi)25 Hz軌道電路停電監(jiān)督的方式。如圖4所示，新設(shè)置區(qū)間停電監(jiān)督繼電器（QTDJ）用于監(jiān)督電源的停電狀態(tài)，通過自保電路使其常態(tài)處于勵磁狀態(tài)，此電路所使用的電源直接取自邏輯檢查電路所在組合柜零層端子，且經(jīng)過該零層端子邏輯檢查電路供電回路中不應(yīng)再設(shè)置斷路器，即監(jiān)督范圍涵蓋斷路器狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生斷電后QTDJ失磁落下。

圖4 區(qū)間邏輯檢查電源停電狀態(tài)監(jiān)督常態(tài)圖Fig.4 The monitoring normal diagram of power failure status of track vacancy logical detection

區(qū)間人工解鎖盤上設(shè)置區(qū)間確認(rèn)按鈕（QQRA），斷電恢復(fù)后由于QTDJ的前接點處于斷開狀態(tài)、QQRA接點處于斷開狀態(tài)，QTDJ的自保電路無法構(gòu)成，故QTDJ保持落下狀態(tài)。如圖5所示，需經(jīng)人工按壓QQRA后，通過QQRA接點閉合才能QTDJ的勵磁電路恢復(fù)勵磁狀態(tài)。

如圖6所示，在QTDJ接點允許通過電流滿足邏輯檢查電路所需最大電流的前提下，可利用QTDJ的一組前接點及電源屏輸出的邏輯檢查電路所用電源（QKZ）共同構(gòu)成一個條件電源，用于控制邏輯檢查電路的解鎖的條件電源。

圖5 區(qū)間邏輯檢查電源停電后恢復(fù)勵磁原理圖Fig.5 The energized schematic diagram after power failure of track vacancy logical detection

圖6 區(qū)間邏輯檢查解鎖的條件電源原理圖Fig.6 The schematic diagram of the released conditional power supply of track vacancy logical detection

如果現(xiàn)場邏輯檢查電路設(shè)置于多個組合柜中，QTDJ及QQRA可有如下兩種設(shè)置方式。

1）將每個組合柜各設(shè)置一臺QTDJ，人工解鎖盤上對應(yīng)每個QTDJ分別設(shè)一個QQRA，每個QTDJ條件僅用于本組合柜內(nèi)邏輯檢查電路解鎖的條件電源使用，如圖7所示。按壓其中一個QQRA時，僅使所對應(yīng)一臺QTDJ繼電器勵磁，相應(yīng)恢復(fù)此繼電器對應(yīng)控制邏輯檢查電路解鎖的條件電源。

2）每個組合柜各設(shè)置一臺QTDJ，人工解鎖盤上合設(shè)一個QQRA，再將各個QTDJ接點條件串聯(lián)后用于控制邏輯檢查電路恢復(fù)的條件電源，如圖8所示。按壓QQRA時，所有QTDJ繼電器均勵磁吸起，相應(yīng)恢復(fù)邏輯檢查電路解鎖的條件電源。

圖7 區(qū)間邏輯檢查解鎖的條件電源設(shè)置方式1Fig.7 The released conditional power supply setting mode 1 of track vacancy logical detection

圖8 區(qū)間邏輯檢查解鎖的條件電源設(shè)置方式2Fig.8 The released conditional power supply setting mode 2 of track vacancy logical detection

通過上述兩種方案的條件電路，均可以得到常態(tài)處于有解鎖條件電源輸出狀態(tài)，斷電后停止解鎖條件電源輸出，恢復(fù)供電后必須經(jīng)人工按壓QQRA才能恢復(fù)解鎖條件電源的輸出。如圖9所示，普通區(qū)段將條件電源替換邏輯檢查電路中負(fù)責(zé)正常解鎖電路所使用的電源，即可滿足斷電恢復(fù)后邏輯檢查電路處于防護(hù)狀態(tài)，經(jīng)人工確認(rèn)后才可進(jìn)行邏輯條件檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果判斷是否輸出防護(hù)；同理，ILQ區(qū)段條件電源適用原理如圖10所示。

圖9 普通區(qū)段解鎖條件電源的使用原理圖Fig.9 The operation schematic diagram of the released conditional power supply of the normal sections

圖10 1LQ區(qū)段解鎖條件電源的使用原理圖Fig.10 The operation schematic diagram of the released conditional power supply of section 1LQ

邏輯檢查電路與站內(nèi)結(jié)合的電路中有出站繼電器（CZJ）電路以及進(jìn)站繼電器（JZJ）電路，為減少區(qū)間停電后對站內(nèi)聯(lián)鎖的影響，已將CZJ所用電源QKZ/QKF改為KZ/KF，且此電路不會因電源斷電又恢復(fù)造成危險側(cè)輸出，故CZJ電源保持原KZ/KF電源。另JZJ所需勵磁電源雖采用QKZ/QKF電源，但其勵磁輸出的條件由進(jìn)站信號機(jī)的開放及進(jìn)站內(nèi)方第一區(qū)段的占用組成，故該電路也不會因電源斷電又恢復(fù)造成危險側(cè)輸出，因此JZJ電源可保持原QKZ/QKF電源。

為簡化既有已經(jīng)開通運營的項目改造工作，如圖11所示，也可將JLJ原來采用的QKZ電源均改為QKZ-QTDJQ電源，從而實現(xiàn)斷電恢復(fù)后邏輯檢查電路處于防護(hù)狀態(tài)，經(jīng)人工確認(rèn)后才可進(jìn)行邏輯條件檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果判斷是否輸出防護(hù)的功能。

經(jīng)以上兩種方案中任意一種電路改造后，當(dāng)電源屏發(fā)生斷電后，記錄繼電器（JLJ）、QTDJ均因斷電落下；恢復(fù)供電時由于QTDJ無法構(gòu)成勵磁電路，QTDJ保持落下狀態(tài)，其前接點所控制的條件電源QKZ-QTDJQ處于無電狀態(tài)，此時即使本閉塞分區(qū)的bQGJ與下一閉塞分區(qū)的cGJ先后順序勵磁，本閉塞分區(qū)bJLJ因QKZ-QTDJQ處于無電狀態(tài)仍保持落下狀態(tài)，即本閉塞分區(qū)一直處于防護(hù)狀態(tài)，直到人工按壓QQRA后，邏輯檢查電路JLJ才可在邏輯條件滿足的前提下恢復(fù)勵磁狀態(tài)。

圖11 區(qū)間邏輯檢查解鎖的條件電源修改原理圖Fig.11 The modification schematic diagram of the released conditional power supply of track vacancy logical detection

4 結(jié)論

通過增加上述電路，可有效解決電源屏斷電又恢復(fù)供電以及邏輯檢查電路初始上電時，由于區(qū)間軌道繼電器順序勵磁造成的區(qū)間原有失去分路防護(hù)解鎖，提高自動閉塞區(qū)段運輸?shù)陌踩?。工程設(shè)計中可根據(jù)實際情況確定采取全站設(shè)置一個QQRA還是每個設(shè)置邏輯檢查電路的組合柜對應(yīng)設(shè)置一個QQRA，從而適應(yīng)不同的人工確認(rèn)范圍。

5 結(jié)束語

我國自動閉塞區(qū)段基本采用軌道電路作為列車占用檢查裝置，邏輯檢查電路作為區(qū)間自動閉塞電路的一部分已在全國推廣，通過增加停電監(jiān)督電路，完善了邏輯檢查電路的防護(hù)功能，也可為自動閉塞的新建、改造、大修等工程提供較為合理的解決方案，既解決了邏輯檢查電路使用中由于特殊情況導(dǎo)致電源停電而帶來的風(fēng)險，又降低了值班員的勞動強(qiáng)度。