UM 2000軌道電路電氣特性研究與故障分析

杜子順

（北京鐵路局唐山電務段，河北 唐山 063000）

UM 2000軌道電路電氣特性研究與故障分析

杜子順

（北京鐵路局唐山電務段，河北 唐山 063000）

UM2000軌道電路是由法國CSEE公司生產的一種無絕緣數字編碼軌道電路。該類型軌道電路可滿足高速鐵路列車控制系統對于地—車數據傳輸信息量的要求。對此問題的研究中，我們發現UM2000型軌道電路是石太客運專線所有信號設備當中的薄弱環節，加之我們尚缺少這類設備的維修經驗以及完整的維修體制，為全面適應石太客運專線安全、快捷的運營需要，通過對石太客專線UM2000型軌道電路的調查統計、分析、研究，從根本上找到了一些突出問題的原因，采取了針對性較強的整治措施，提高了設備的穩定性，確保了列車運行更加安全正點。

石太客專；UM2000；故障分析

1 UM2000軌道電路的應用

1.1 SEI系統簡介

SEI列控連鎖一體化系統，在完成車站連鎖功能的同時，完成軌道電路編碼、信號機點燈控制和應答器編碼及控制功能，系統集成度高，安全可靠，達到SIL4級要求，具有較成熟的運用經驗。

1.2 UM2000軌道電路

1/P碼軌道電路沿襲了UM2000的硬件配置和安裝方式，不同的是其發送的低頻信息為單頻，而非UM2000軌道電路的27種低頻組合的形式，主要目的是實現兼容性目標，與CTCS-2級標準統一，滿足各種跨線車運行的需要。

在道岔、站內軌道電路以及與其他類型軌道電路交界處可能需要使用機械絕緣節。

軌道電路同時還包括用于縱向感抗補償的補償電容以及調諧補償單元（用于補償調諧單元的故障所帶來的風險）。

1.3 UM2000電氣特性

1.3.1 最小短路電流值

無岔的軌道電路：頻率1700，2000和2300Hz時為0.500 A；頻率2600Hz時為0.450 A。

有岔的軌道電路：頻率1700，2000和2300Hz為1.000 A；頻率2600Hz時為0.900 A。

1.3.2 分路極限

軌道電路內：分路靈敏度：0.15Ω。

動態分路：CRR接收板中集成了一個“突降檢測”功能。該功能可以根據列車進入絕緣節區域預期軌道電路的下降。在調諧區內由于動態分路功能的存在，死區段長度≤1.5m。

靜態分路：在電氣絕緣節區域內設置一個單獨的0.15Ω分路，必然至少導致與電氣絕緣相鄰的兩個接收器中的一個落下。按靜態分路試驗，調諧區死區段長度≤11.5m。

1.3.3 線路道砟電阻

軌距1.435m、60 kg/m焊接長鋼軌、碎石道砟線路和水泥軌枕、整體道床線路，區間開闊地帶1.5Ω.km，車站1.0Ω.km。

1.3.4 軌道電路長度

按上述數值考慮，區間一般可達1 400m，站內可達1 100m。

實際運用中，軌道電路長度在700m左右。區間一個閉塞分區一般劃分為2個區段，站內股道一般劃分為2個或3個區段。

在站內，最短軌道電路長度一般要滿足≥50m。

若鄰線安裝了同頻的軌道電路，軌道電路的極限長度是：對于無岔區段時最長600m，對于有岔區段最長300m。

2 UM2000軌道電路應用及故障預防

2.1 故障判斷

經過調查造成UM2000軌道故障多發的主要因素有以下幾個方面：

第一，法方提供的SEI設備板件質量低。第二，設備運行環境惡劣，條件達不到設備正常運行的技術標準。第三，設備均屬高新設備，維修人員缺少維修經驗，缺少具體的維修體系。第四，外界不可抗因素導致故障發生。

由于我們現在還不具備對故障板件進行檢測維修的權限和技術條件，對于故障的判斷和定性只能通過本地維護終端（Silam）以及板件面板上的指示燈判斷故障范圍，最終通過整體更換板件來確認是否為板件故障，所有疑似故障板件返廠維修。

經統計從維修報告中發現故障板件多為芯片發生故障，成為目前UM2000型軌道電路的主要故障。

2.2 故障維修

UM2000型軌道電路的故障判斷，可以在分線盤進行室內、外故障界定。

在分線盤發送和接收端，測量發送和接收電平是否與調整表相近。如接收端測到的電壓值與調整表的調整值相近，說明故障在室內接收端。當接收端接收不到電壓或電壓值很低，則測試發送端的電平是否正常，如發送端電平正常，則故障在室外。需要注意的是在發送、接收回路中產生短路故障時，軌道電路的送、受電壓都可能很低，此時應分步將分線盤送、受電端子線頭斷開，通過測試空載電壓來進一步分析和判斷。

2.2.1 首先甩開分線盤接收端電纜，用移頻測試儀測量這兩根電纜和發送端子的電壓、頻率是否正常;這樣可以判斷故障在室外或室內。

2.2.2 發送電壓、頻率不正常，一般可以判斷為室內發送故障。首先去測量SEI設備柜PIV組匣的發送接口，看輸出是否正常，若正常可判斷為組匣至分線盤間有斷線；若不正常（沒有輸出）則判斷為組匣內部故障。

2.2.3 發送電壓、頻率正常，接收電壓、頻率不正常或沒有，可以判斷為室外故障。這時從發送端的匹配變壓器、調諧單元、軌面逐個測量電壓、頻率，同時認真檢查匹配變壓器、調諧單元接線端子是否接觸不良，鋼軌是否有短路現象或補償電容是否有損壞;接收端逐個測量調諧單元、匹配變壓器電壓、頻率，同時認真檢查調諧單元、匹配變壓器接線端子是否有接觸不良現象。

需要注意的是當多個區段紅光帶時，兼相應信號機滅燈時，應首先考慮這幾個區段是否為同一PIP組匣負責控制。重啟PIP組匣后可恢復。若多次重啟故障仍未恢復，可考慮更換組匣。

2.3 故障預防

2.3.1 板件故障

第一，保持室內衛生，使機械室環境達標。第二，板件定期除塵，減少靜電對電子元件的影響。第三，建立板件運用檔案，掌握板件狀態，合理調配板件的使用。第四，對疑似故障板件進行詳細檢測，與廠方溝通，對慣性板件芯片問題采取升級換代的辦法處理。

2.3.2 PIV組匣故障導致瞬間重啟

第一，對PIP組匣進行定期重啟維護，避免程序長時間運行發生停滯造成故障重啟的概率。第二，對電源板（CALS）定期進行測試，發現電源超限及時更換調整。第三，對防干擾器件（二極管、壓敏電阻）定期測試，保證作用良好。第四，改善電源質量，減少電源不穩定造成的干擾。第五，對貫通接地線定期檢查，保證完整且接地良好。第六，對室外調諧區引接線、扼流變壓器引接線消除虛接、斷股、螺絲松等問題。

2.3.3 BU連接松動虛接造成故障

第一，通過維護終端SILAM數據實時查詢，掌握軌道電壓波動幅度和波動頻次，對于異常的信息，進行復查處理，預防故障的發生。第二，提高軌道檢修質量，消滅由于螺絲松動造成的軌道紅光帶故障。第三，利用軌道電路集中檢修，對調諧區參數進行測試計算，判斷調諧區的性能。

3 結束語

通過對石太客專線管內UM2000型軌道電路故障的調查統計、分析、研究，我們從根本上找到了一些突出問題的原因，采取了針對性較強的整治措施，提高了設備的穩定性，軌道電路故障率總體上得到了一定的控制，但一些冷門故障時有發生，軌道電路故障占據石太客專信號設備故障較大比例，怎樣想方設法更加有效地控制軌道電路故障仍然是我們長期不斷探索的課題。

[1]林瑜筠.區間信號自動控制[M].北京：鐵道出版社，2010.

[2]北京鐵路局.石太客運專線行車組織細則[G].2009.

[3]鐵路信號維護規則技術標準Ⅰ、技術標準Ⅱ[S].中國鐵道出版社；2009.

[4]石太客專信號培訓資料[G].安薩爾多公司，2008.

U284

A

1671-0037（2014）04-92-1.5