高壓脈沖軌道電路和25 Hz軌道電路時間特性匹配解決方案

宋 盼，徐秀蘭

(通號（長沙）軌道交通控制技術有限公司，長沙 410006)

1 問題產生

京廣線源潭站計算機聯鎖換裝開通后，現場反映，上行列車以120 km/h 通過正線時，高壓脈沖軌道區段1DG 漏解鎖，下行單機以100 km/h 通過正線時進入高壓脈沖軌道區段6-12DG 機車短暫掉碼、IG 漏解鎖。

2 原因分析

根據“GMX-GX 型電子化不對稱高壓脈沖軌道電路系統技術手冊”規定，高壓脈沖系統落下延時為1 ～1.5 s，系統吸起時間為2 ～2.5 s，軌道繼電器為JWXC-1700 型無極繼電器。

97 型25 Hz 相敏軌道電路接收端采用JRJC-70/240 型交流二元二位繼電器、軌道繼電器為JWXC-H310 型無極緩動繼電器。

電碼化發碼繼電器為JWXC-H340 型無極緩放繼電器。

目前，國內鐵路機車最短中心軸距L 為11 m。

各繼電器的動作時間如表1 所示。

表1 繼電器動作時間Tab.1 Relay action time

1）軌道區段漏解鎖分析

如圖1 所示，IIAG、13DG 為97 型25 周軌道區段，1DG、7DG 為高壓脈沖軌道區段,IIAG 長度L1為65 m。

圖1 1DG平面示意圖Fig.1 1DG plan sketch

上行通過列車以V=120 km/h 速度由1DG 駛向IIAG 時：

列車最后輪對出清1DG 后，1DG 軌道繼電器（1DGJ）吸起時間：T1=2.5+0.22=2.72 s；

列車最后輪對出清1DG 至出清IIAG 時間：T2=L1/V=1.95 s；

列車最后輪對出清IIAG 后，IIAG 聯鎖采集軌道繼電器（IIAGJ）吸起時間:T3=0.4+0.2=0.6 s；

繼電器1DGJ 與IIAGJ 吸起時間差T=T1-T2-T3=0.17 s。

因此，繼電器IIAGJ 先于1DGJ 吸起，即IIAG紅光帶消失后1DG 仍顯示紅光帶，不能滿足信號聯鎖“三點檢查”條件，1DG 漏解鎖。

另通過復檢1DG 高壓脈沖接收器，發現該接收器緩吸時間為6 ～7.5 s。

2）單機高速通過短暫掉碼

如 圖2 所 示，IG 為97 型25 Hz 軌 道 區 段，6-12DG、4-18DG 為高壓脈沖軌道區段。

圖2 6-12DG平面示意圖Fig.2 6-12DG plan sketch

下行通過單機以V=100 km/h 速度由IG 駛向6-12DG 時：

IG 出清后，IG 軌道繼電器（IGJ）吸起時間：T1=0.4+0.2=0.6 s；

單機第一輪對壓入6-12DG 至出清IG 時間：T2=L/V=0.396 s；

單機第一輪對壓入6-12DG 至繼電器（6-12DGJ）落下時間：T3=1.5+0.03=1.53 s；

繼電器IGJ 吸起與繼電器6-12DGJ 落下時間差T=T3-T1-T2=0.534 s>0.5 s。

如圖3 所示，因列車通過出清IG 后1.53 s 內，繼電器IGJ 吸起。XILXJ 落下、6-12DGJ 仍處于吸起狀態切斷發碼繼電器XIFMJ 勵磁及自保電路，發碼繼電器XIFMJ 延時0.5 s 后落下，造成機車短暫掉碼。同時，IG 紅光帶消失后間隔0.53 s 6-12DG才顯示紅光帶，出現IG 漏解鎖及列車“占用丟失”現象。

圖3 XIFMJ勵磁電路原理圖Fig.3 XIFMJ excitation circuit schematic diagram

圖4 6-12DG GCJ勵磁電路原理圖Fig.4 6-12DG GCJ excitation circuit schematic diagram

如圖4 所示，另因列車出清I G,I G J F1 在0.78 s 后 吸 起,6-12D G 2G J F1 在1.53 s 后 落下,故6-12DG GCJ 的勵磁電路被切斷落下,從IGJ 吸起至6-12DGJ 落下間中斷6-12DG 發碼通道0.75 s。造成機車短暫掉碼。

3 解決方案

根據以上分析和計算，因兩種不同制式電路時間特性不一致，出現軌道區段漏解鎖、單車高速通過時短暫掉碼的現象。本文提出以下兩種解決方案。

方案一：在前期設計時，車站正線區段統一軌道電路制式，保證所有軌道區段時間特性一致。或通過修改計算機聯鎖軟件抵消時差，保持兩種不同制式軌道繼電器落下、吸起時間采集信息相同。不適用于已開通運營的車站。

方案二:與高壓脈沖軌道區段相鄰的97 型25 Hz 相敏軌道繼電器增加延時吸起電路解決列車占用丟失、軌道區段漏解鎖問題；發碼繼電器勵磁電路增加緩放電路，保證機車可靠接收軌面低頻碼。

1）軌道區段漏解鎖、占用丟失解決方案

結合現場實際情況，與高壓脈沖軌道區段相鄰的97 型25 Hz 軌道區段采用阻容元件構建軌道繼電器延時吸起電路，維持軌道繼電器落下時間不變。即25 Hz 軌道電路DGJ（JWXC-H310）增加軌道復示繼電器DGJF（JWXC-1700），DGJF 具備2 s緩吸的特性，使兩種不同制式的軌道電路時間特性基本一致。同步將信號聯鎖采集回路修改至復示繼電器。原理如圖5 所示。

2）單機高速通過時短暫掉碼解決方案

原電碼化發碼繼電器（JWXC-H340）緩放時間為0.5 s，不能滿足低頻信息持續輸出至軌面，不能保證高速通過單機可靠接收軌面低頻信息。本方案提出將原發碼JWXC-H340 型無極緩動繼電器更換成JWXC-1700 型無極繼電器，并在繼電器1、4 線圈上并接由阻容元件構建的放電電路。實現電碼化發碼繼電器緩放3 s 延時效果，即在軌道繼電器落下的情況下，電碼低頻信息持續傳輸3 s，如圖6 所示。另IGJ 增加軌道復示繼電器DGJF, 其原理如圖5 所示。同步將IG GJF1 勵磁電路由DGJ 節點修改至DGJF 節點,增加緩吸2 s 效果。保證單機高速通過時可靠接收軌面低頻信息，確保行車安全。

圖5 軌道繼電器DGJ增加2 s緩吸電路原理圖Fig.5 Schematic diagram of adding 2 s slow pick-up circuit for track relay DGJ

4 總結

綜上分析，全站統一軌道電路制式可以避免因軌道制式的時間特性不同而影響軌道區段漏解鎖、列車占用丟失、單機掉碼等問題發生。但車站聯鎖改造中，統一使用97 型25 Hz 相敏軌道電路不能提高軌道區段的分路靈敏度，統一使用電子化不對稱高壓脈沖軌道電路系統受限因素多，且增加相關設備維護成本。采用阻容元件構建延時或緩放電路可作為一種直接有效的方法，使不對稱高壓脈沖軌道電路和97 型25 Hz 相敏軌道電路時間特性基本匹配。

圖6 XIFMJ增加緩放3 s電路圖Fig.6 Schematic diagram of adding 3 s slow release circuit for XIFMJ