曾 峰

（中鐵通信信號(hào)勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100036）

1 概述

軌道電路用于反應(yīng)列車(chē)占用并傳遞列車(chē)運(yùn)行控制信息，對(duì)列車(chē)的運(yùn)行安全具有重要作用。普速鐵路車(chē)站目前一般采用25 Hz相敏軌道電路，在分路不良區(qū)段一般采用脈沖軌道電路，所以在一個(gè)普速鐵路的車(chē)站中可能存在25 Hz軌道電路和脈沖軌道電路交替使用的情況。列車(chē)的正常解鎖一般采用“三點(diǎn)檢查法”。隨著鐵路技術(shù)裝備的提升，列車(chē)運(yùn)行速度不斷提高，當(dāng)單機(jī)列車(chē)高速通過(guò)車(chē)站時(shí)，由于軌道區(qū)段長(zhǎng)度、高壓脈沖軌道電路設(shè)備反應(yīng)時(shí)間、繼電器動(dòng)作延時(shí)等原因引起的在97型25 Hz相敏軌道電路之間及高壓脈沖軌道電路與97型25 Hz相敏軌道電路之間的不匹配，導(dǎo)致聯(lián)鎖進(jìn)路無(wú)法正常解鎖、漏解鎖、聯(lián)鎖反應(yīng)軌道有車(chē)無(wú)占用等問(wèn)題。

2 問(wèn)題分析

根據(jù)《不對(duì)稱(chēng)高壓脈沖軌道電路技術(shù)條件（暫行）》(鐵運(yùn)[2012]311號(hào))中6.11規(guī)定：軌道電路接收設(shè)備的吸起時(shí)間2～2.5 s，落下時(shí)間1～1.5 s。軌道繼電器采用JWXC-1700型無(wú)極繼電器。97型25 Hz相敏軌道電路采用微電子接收單元，系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間為0.3～0.5 s，軌道復(fù)示繼電器可采用JWXC-1700型無(wú)極繼電器，若軌道繼電器采用JRJC1-70/240，則軌道復(fù)示繼電器采用JWXC-H310型緩放繼電器。暫不考慮聯(lián)鎖設(shè)備反應(yīng)時(shí)間，單機(jī)列車(chē)按東風(fēng)7型軸距為14.1 m計(jì)算，25 Hz軌道電路采用微電子接收單元，根據(jù)《普速鐵路信號(hào)維護(hù)規(guī)則（技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）》中11.2.10規(guī)定，24 V時(shí)繼電器動(dòng)作時(shí)間如表1所示，假定某一站場(chǎng)中存在四段軌道電路AG、BG、CG、DG，AG為25 Hz區(qū)段、BG為脈沖區(qū)段、CG為25 Hz區(qū)段、DG為25Hz區(qū)段，如圖1所示。具體情況可分為以下幾種。

圖1 站場(chǎng)平面示意Fig.1 Station layout

表1 繼電器動(dòng)作時(shí)間Tab.1 Relay action times

1）機(jī)車(chē)由AG向CG運(yùn)行經(jīng)過(guò)BG，考慮BG長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，車(chē)長(zhǎng)為L(zhǎng)2＝14.1 m，BG占用反應(yīng)時(shí)間為t1＝1.5 s＋0.03 s，列車(chē)壓入BG到出清AG的時(shí)間為t2＝(L2/v＋0.5＋0.22)s，v為列車(chē)運(yùn)行速度，如果t2＜t1則聯(lián)鎖可能出現(xiàn)有車(chē)無(wú)占用。若要脈沖軌道電路不發(fā)生此類(lèi)情況，則列車(chē)速度必須小于62.67 km/h。

2）機(jī)車(chē)由BG向DG運(yùn)行經(jīng)過(guò)CG，考慮CG長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，車(chē)長(zhǎng)為L(zhǎng)2＝14.1 m，BG恢復(fù)空閑時(shí)間為t1＝2.5 s＋0.22 s，CG從占用到恢復(fù)時(shí)間t2＝s，v為列車(chē)運(yùn)行速度，如果t2＜t1可能導(dǎo)致CG無(wú)法正常解鎖或者錯(cuò)誤提前解鎖。當(dāng)機(jī)車(chē)運(yùn)行速度為40 km/h時(shí)，若不發(fā)生此類(lèi)情況相鄰非脈沖區(qū)段長(zhǎng)度需大于30.4 m；當(dāng)機(jī)車(chē)運(yùn)行速度為80 km/h時(shí)，相鄰非脈沖區(qū)段長(zhǎng)度需大于46.8 m；當(dāng)機(jī)車(chē)運(yùn)行速度為120 km/h時(shí)，相鄰非脈沖區(qū)段長(zhǎng)度需大于63.1 m；當(dāng)機(jī)車(chē)運(yùn)行速度為160 km/h時(shí)，相鄰非脈沖區(qū)段長(zhǎng)度需大于79.4 m。如果不采用微電子單元要求非脈沖區(qū)段長(zhǎng)度更大。

3）當(dāng)列車(chē)由DG向CG運(yùn)行且軌道繼電器采用JRJC1-70/240，軌道復(fù)示繼電器采用JWXC-H310，考慮車(chē)長(zhǎng)為L(zhǎng)2＝14.1 m，最不利情況下CG占用反應(yīng)時(shí)間為t1＝0.9 s，DG恢復(fù)空閑時(shí)間t2＝(L2/v＋0.3）s，v為列車(chē)運(yùn)行速度，如果t2＜t1則聯(lián)鎖可能出現(xiàn)有車(chē)無(wú)占用。若要97型25 Hz不發(fā)生此類(lèi)情況，則列車(chē)速度必須小于84.6 km/h。

3 解決方案

經(jīng)理論分析，當(dāng)97型25 Hz相敏軌道電路之間相鄰使用（不采用微電子接收單元）或脈沖軌道電路與25 Hz相敏軌道電路相鄰使用，導(dǎo)致軌道區(qū)段無(wú)法正常解鎖、錯(cuò)誤解鎖、聯(lián)鎖反應(yīng)有車(chē)無(wú)占用等問(wèn)題，主要在于軌道電路之間反應(yīng)占用空閑時(shí)間特性不同。解決方案如下：

1）97型25 Hz相敏軌道電路，軌道繼電器采用JRJC1-70/240，軌道復(fù)示繼電器采用JWXC-H310時(shí)的不匹配，在沖擊電流影響不大的情況下可以采用JWXC-H340型替代JWXC-H310型繼電器，或者采用電容電阻串聯(lián)構(gòu)成緩吸電路使其相匹配。

2）在新建站場(chǎng)設(shè)計(jì)中考慮脈沖軌道電路和25 Hz相敏軌道電路相鄰使用，應(yīng)盡可能使25 Hz相敏軌道電路區(qū)段加長(zhǎng)。

3）在無(wú)法滿(mǎn)足加長(zhǎng)25 Hz相敏軌道電路區(qū)段，如改建鐵路時(shí)也可使用電容電阻構(gòu)成緩吸電路，使軌道電路之間反應(yīng)占用空閑時(shí)間相匹配。

4 應(yīng)用與結(jié)論

在改建京廣線(xiàn)榮家灣站的設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于3-5DG（區(qū)段長(zhǎng)度127 m）、1-7DG（區(qū)段長(zhǎng)度100 m）分路不良，采用高壓脈沖軌道電路，IAG（區(qū)段長(zhǎng)度302 m）、9DG（區(qū)段長(zhǎng)度75 m）、IIAG（區(qū)段長(zhǎng)度302 m）、15DG（區(qū)段長(zhǎng)度92 m）、IIG（區(qū)段長(zhǎng)度412 m）采用97型25 Hz相敏軌道電路，其軌道繼電器采用JRJC1-70/240，軌道復(fù)示繼電器采用JWXC-H310，具體站場(chǎng)如圖2所示。在運(yùn)行試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)單機(jī)列車(chē)上行高速通過(guò)車(chē)站，在最不利條件下15DG反應(yīng)占用時(shí)間為0.9 s，IIG恢復(fù)空閑時(shí)間為0.3 s，兩軌道電路之間存在0.6 s的時(shí)間差，導(dǎo)致聯(lián)鎖出現(xiàn)有車(chē)無(wú)占用，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用JWXC-H340型替代JWXC-H310型繼電器，可以將這種時(shí)間差減小到0.2 s，只要列車(chē)運(yùn)行速度控制在253.8 km/h以下，便可以有效解決此類(lèi)問(wèn)題。當(dāng)單機(jī)列車(chē)下行高速通過(guò)車(chē)站時(shí)，在最不利條件下，1-7DG恢復(fù)空閑時(shí)間為2.72 s，9DG占用和恢復(fù)總時(shí)間為1.25 s，兩軌道電路之間存在1.47 s的時(shí)間差，導(dǎo)致聯(lián)鎖出現(xiàn)漏解鎖。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮到改建鐵路，在不更改軌道區(qū)段長(zhǎng)度的條件下，利用電容電阻構(gòu)成充放電電路原理設(shè)計(jì)緩吸電路，當(dāng)9DGGJR吸起時(shí)電流從KZ經(jīng)過(guò)R1和C1構(gòu)成的串聯(lián)電路到KF給電容C1充電。當(dāng)電容C1充滿(mǎn)電后，對(duì)直流電為斷開(kāi)狀態(tài)，電流再流經(jīng)9DGJF繼電器線(xiàn)圈到KF，使9DGJF繼電器的緩吸2.5 s（考慮緩吸電路的衰耗），當(dāng)9DGGJR落下時(shí)電容C1、電阻R2和9DGGJF1第7組接點(diǎn)的后接點(diǎn)構(gòu)成回路使電容C1放電，電路如圖3所示，減小軌道電路之間的時(shí)間差，便可以有效解決此類(lèi)問(wèn)題。榮家灣站改建前后對(duì)應(yīng)軌道繼電器吸起/落下時(shí)間如表2所示。因此在新建站場(chǎng)中，軌道電路盡量做到統(tǒng)一制式，97型軌道電路盡量采用微電子接收單元，可以避免這類(lèi)不匹配問(wèn)題，但在條件無(wú)法滿(mǎn)足的情況下，采用JWXC-H340型替代JWXC-H310型繼電器和設(shè)計(jì)緩吸電路可以有效解決不匹配問(wèn)題。

圖2 列車(chē)運(yùn)行平面Fig.2 Track layout for train operation

圖3 9DGJF緩吸2.5 s電路原理Fig.3 Circuit principles of 2.5s slow energizing of 9DGJF relay

表2 改造前后對(duì)比數(shù)據(jù)Tab.2 Data comparison before and after retrofitting