電氣化區(qū)段軌道電路紅光帶的分析與對策

張代平 上海鐵路局合肥電務段

軌道電路空閑紅光帶是信號設備的常見多發(fā)故障，也是影響行車安全的主要故障之一。多年來，路局電務、工務部門為減少這類故障做了不懈的努力，如采用和推廣高強度絕緣和粘接式絕緣軌距桿等。鐵道部還下發(fā)了《鐵道線路養(yǎng)修工電配合》等書籍，這些針對設備本身及管理方面存在的薄弱環(huán)節(jié)，以提高其可靠性的措施是十分必要的。但軌道電路露天動態(tài)運用，各種綜合因素對其影響較大，若想達到減少和消除軌道電路空閑紅光帶的目的，還需各方繼續(xù)努力。為此，建議做好以下幾方面工作。

1 消除誤區(qū)，達成共識，聯合整治

軌道電路是車站集中聯鎖的重要組成部分，軌道電路不僅僅能反映列車占用和出清，它已成為鐵路運輸行車指揮和自動化必不可少的基礎設備。在提高區(qū)間通過能力、編組站編組能力、鐵路運輸效率、保證行車安全中起著越來越重要的作用。目前我們已能在控制臺上及時看出軌道電路自身故障和由于異常狀況產生的故障現象。但由于軌道電路受綜合因素影響較大，任何一方出現問題，都將影響軌道電路正常運用。從我們歷年信號故障統(tǒng)計數據來看，軌道電路故障約占整個信號系統(tǒng)故障的30%～40%，頻繁的軌道電路故障降低了整個信號聯鎖系統(tǒng)的可靠性，影響了運輸生產的安全和效率，增加了維修工作和維修費用。從我們多年的維修實踐來看，僅僅依靠電務來減少和消除空閑紅光帶是不可能的，從信號系統(tǒng)內部來看，是一個不易徹底解決的老問題。重新認識造成軌道電路空閑紅光帶的諸多因素、消除誤區(qū)、達成共識。組織工務、電務、供電、機務等各部門通力協作，聯合行動，共同整治，并在財力上給予一定的支持，這是減少和消除空閑紅光帶，保證安全的有效途徑。

2 軌道電路“紅光帶”的原因及分析

對近幾年來管內軌道電路故障原因進行了統(tǒng)計分析。主要表現在：

（1）鋼軌鎖定不良，晝夜溫差、季節(jié)溫差造成竄軌嚴重，軌端絕緣頂死，管墊拉破。絕緣接頭處應為窄扣件卻安裝了一般扣件或水泥枕固定盤條，螺母松動盤條及其扣件碰魚尾板。

（2）連接桿、軌距桿絕緣材料質量較差，依靠擰緊螺母來調整和固定軌距，造成粘接式軌距桿絕緣拉出，連接桿絕緣破損。

（3）普通絕緣軌距桿性能差，絕緣部分易損壞，采用的尼龍絕緣性能差，夏天不耐高溫，冬天發(fā)脆易碎。高強度絕緣斷面稍高出軌面就被撞碎，絕緣螺栓失效嚴重，絕緣老化。

（4）道岔尖軌與基本軌爬行，使安裝裝置絕緣拉碎和單向磨損，復式交分道岔第一、二塊滑床板工務固定困難，造成中心滑床板竄動與道岔角鋼連接桿相碰形成短路，交分道岔連接桿開口銷頂部與鋼軌底部相碰造成短路。

（5）牽引電流中的沖擊電流和回流不暢易造成“閃紅”和燒壞軌道電路電氣設備。

（6）工務在岔區(qū)基本軌一側多處用霸王樁（有些不加絕緣，京九線問題較多）與鋼軌相連；供電部門有些桿塔地線不經火花間隙直接與鋼軌相連，火花間隙失效或絕緣子漏泄電流超標等，造成兩條鋼軌牽引電流不平衡，出現“閃紅”。

（7）各部門在軌道電路區(qū)段整治，施工中的撬棍、鐵板、鐵絲、機具以及在站場內檢破爛者拉的廢舊鐵絲、易拉罐等拉動和稍不注意，就會造成瞬間“紅光帶”，使信號關閉，甚至造成機車冒進信號。

（8）設備被盜及“自然災害”。

（9）經常換軌作業(yè)導致純塞釘鋼包銅線和鋼軌眼接觸不良，甚至出現松動也會出現軌道電路紅光帶現象。

3 減少軌道電路空閑紅光帶的對策

3.1 工、電聯合整治各部絕緣

（1）組織專門的整治隊伍，在每年高溫和寒冷季節(jié)到來之前，對正線所有軌端絕緣整治一遍、對膠結絕緣進行全面認真測試（也可結合軌道電路專項整治和設備秋鑒進行）。

（2）整治內容主要有：工務鋼軌絕緣魚尾板螺栓更換為高強度螺栓；對絕緣易破損處所，在軌端絕緣鋼軌底部兩枕木間加一段小枕木，使軌端絕緣下部不再懸空，這樣可減少鋼軌兩軌頭動態(tài)上下錯位造成的絕緣破損；為避免軌道絕緣處兩軌頭肥邊毛刺造成的短路，對所有絕緣接頭處的軌頭進行防塌面斜切打磨，處理絕緣和道岔處作用不良的防爬器、道釘等。電務將接頭處絕緣更換為稍低于兩軌頭面的高強度絕緣或在兩軌縫間夾一片尼綸絕緣和一片高強度絕緣，并滿足軌縫要求，達到硬、軟搭配，增大韌性以增加使用壽命，并在年度集中修和工電聯合整治中對所有絕緣進行分解檢查，處理固定不良的箱盒引接線等。

（3）達到的標準：通過對絕緣接頭的聯合整治，使道岔基本軌、尖軌和軌道區(qū)段絕緣接頭處前后鋼軌鎖定良好，不爬行，不移動，安裝軌端絕緣的軌縫在鋼軌溫度最高時不應小于6mm，平時保持最大軌縫不大于12mm，絕緣接頭處螺栓扭矩力滿足600N·m至900N·m，保持螺栓緊固，防止鋼軌竄動損壞絕緣管墊，在軌端絕緣處無道釘、扣件、盤條碰魚尾板等。

3.2 對軌距桿進行聯合整治

（1）在領導支持財力允許的條件下，將全咽喉區(qū)絕緣軌距桿更換為粘接式絕緣軌距桿。

（2）每年必須對所有軌距桿連接桿進行全面測試，檢查，發(fā)現絕緣不良、老化、破損及時通知工務部門配合處理。經測試、檢查良好的軌距桿打上編號定期測試。

（3）工務部門應在支距桿絕緣處加高強度絕緣墊片，以防螺母擰得太緊損壞絕緣，在安裝新軌距桿前應通知電務測試、打號。

（4）工務在鋼軌上焊接時，要提醒工作人員地線必須接在同一根鋼軌上，否則易燒壞軌道電路熔斷器或元器件。

3.3 采用抗干擾設備

25Hz相敏軌道電路優(yōu)點很多，但也存在嚴重的缺陷，抗不平衡脈沖電流干擾的能力較差，尤其是短的道岔區(qū)段，二元二位繼電器經常發(fā)生誤動。多數情況表現為沒有被列車占用的軌道區(qū)段，二元二位軌道繼電器受牽引電流的脈沖干擾瞬間落下，在控制臺出現“紅光帶”，就是所謂的“閃紅”現象。隨著機車單機功率的增加，牽引電流加大，出現的概率明顯增多。例如，機車滿載通過換相點,接觸網有冰凌造成接觸不良，變電所地過流保護開關的瞬間開閉等，均會使牽引電力網中產生大的沖擊電流。鋼軌是牽引電流的回線、該沖擊電流對25Hz相敏軌道電路的工作產生嚴重影響，同時也說明鋼軌中的電化脈沖干擾電流是客觀存在的，不是偶然現象。現有的解決辦法就是采用導和堵。導是指電路阻抗小，是指串聯諧振電路；堵是指電路的阻抗大，是指并聯諧振電路。從濾波器來說，導和堵均是指濾波器的阻帶特性，具體采用何種方式，需要根據干擾源的情況來決定。現在客運專線車站使用的帶適配器的扼流變壓器，應該說已大大減少了閃紅現象的發(fā)生。

3.4 改善25Hz信號的傳輸特性

使二元二位繼電器軌道線圈和局部線圈上的電壓相位差在90°左右，使軌道電路盡可能的處于純電阻狀態(tài)，即最佳狀態(tài)（90°正負 8°是理想狀態(tài)）。

3.5 充分認識不平衡牽引電流對軌道電路的干擾

加強日常檢修。因為不平衡電壓是由鋼軌中通過的不平衡牽引電流引起的，而牽引電流不平衡是燒損軌道電路元器件造成故障的主要原因。由于鋼軌的集膚效應，軌條內外磁場形成內外電感，因鋼軌本身對地阻抗不一致，鋼軌連接接觸電阻大小不一致，鋼軌周圍環(huán)境不一致，導致兩根鋼軌傳輸阻抗不一致等諸多因素，引起兩根軌中牽引電流大小不一致。軌道電路設計只允許牽引電流不平衡系數為5%以下，而目前，鐵路運能運量不斷擴大，重載列車，多機牽引回流可達300A～400A甚至更高。因此，在維修工作中要盡量保證鋼軌接續(xù)線完好，緊固扼流變壓器箱中點連接線以及扼流變壓器箱連接端子，使其接觸良好。工務軌端魚尾板螺栓緊固，岔區(qū)一側鋼軌連接霸王樁必須兩端加裝絕緣，供電接觸網桿塔火花間隙良好，地線不能直接與鋼軌相連，以便盡量減少軌道電路的橫向不平衡，降低牽引電流不平衡對軌道電路的干擾。

3.6 在相敏軌道電路的接收端串聯電阻

增加25Hz信號發(fā)送功率，并抓好標調，使室外變壓器端子連接達到送受電端電壓標準，且一送多受區(qū)段電壓平衡，極性交叉正確，室內軌道繼電器端電壓不超標。

3.7 加大新技術、新材料的投入

在取得上級部門理解和一定的財力支持下，將變電所所在地以及"閃紅"區(qū)段設法更換大容量的BES抗干擾適配器；將軌道電路送受電端10A熔絲更設為限流裝置，在該裝置上同時并接一個1A熔絲，當非正常紅光帶時用1A熔絲是否熔斷區(qū)分是設備故障造成還是不平衡電流造成（限流裝置是為了壓縮非工區(qū)所在地熔絲熔斷時的紅光帶故障延時）；在聯鎖區(qū)鋼軌接頭處采用一軟一硬接續(xù)線，使軌端接續(xù)線達到冗余設置，防止偷盜。采用帶塞釘防松螺絲一體化或者采用漲釘式鋼包銅線并且冗余設置，防止出現單斷導致紅光帶故障。

4 結束語

電氣化區(qū)段軌道電路紅光帶整治是鐵路各部門必須聯手才能解決的問題。由電務段派技術人員對工務等施工部門人員進行防止軌道電路空閑出現紅光帶的知識培訓，請各施工部門在軌道電路區(qū)段作業(yè)時，加強登記和防護。信號開放后，應立即停止作業(yè)，防止出現瞬間閃紅光帶導致信號跳起；工電雙方在高溫和寒冷季節(jié)應加強絕緣接頭軌縫和設置絕緣處所巡視，發(fā)現不良，立即聯合整治，電務人員還應加強對復式交分道岔連接銷和開口銷是否與鋼軌相碰的巡視檢查。防止出現軌道電路出現電氣短路紅光帶故障。