電化區(qū)段下信號設(shè)備保護(hù)措施與故障分析

吳健 王廣

摘要：隨著列車的高速運(yùn)行，機(jī)車牽引電流會逐漸增大，導(dǎo)致電化區(qū)段下信號設(shè)備受干擾程度加大，信號設(shè)備被損壞情況會越來越嚴(yán)重。本文以獨(dú)山子石化鐵路運(yùn)輸公司交接站為例，經(jīng)過實(shí)際案例與現(xiàn)場調(diào)研，收集了部分?jǐn)?shù)據(jù)與資料，對信號設(shè)備的各種故障，有針對地進(jìn)行了對比分析，找出產(chǎn)生故障的各種原因，并提出一些相應(yīng)措施。

關(guān)鍵詞：電氣化鐵路;信號設(shè)備;保護(hù)措施;故障分析

一、前言

電氣化鐵路作為運(yùn)載量最大的交通工具，其安全運(yùn)行質(zhì)量必須保障，安全是快速的基礎(chǔ)和前提。鐵路信號是鐵路運(yùn)輸?shù)亩浚潜ＷC行車安全和提高運(yùn)輸效率的最有效工具。如果出現(xiàn)問題，小則導(dǎo)致鐵路運(yùn)輸陷于癱瘓，大則出現(xiàn)無法預(yù)估的安全事故。如何確保電化區(qū)段下信號設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行及找到保護(hù)信號設(shè)備安全運(yùn)行的科學(xué)有效的方法，是長期的研究目標(biāo)。

二、基本情況概述

獨(dú)山子石化鐵路運(yùn)輸公司交接站是企業(yè)鐵路與國鐵的交匯點(diǎn)，原有的運(yùn)輸及交接方式已無法滿足大運(yùn)量的要求。為達(dá)到路企直通，自2014年以來，交接站便逐步開始進(jìn)行電氣化鐵路的適應(yīng)性改造工程，以滿足第十四個(gè)五年計(jì)劃高速發(fā)展的要求。2019年6月電氣化鐵路正式投用。本次調(diào)查，重點(diǎn)了解每一次發(fā)生軌道電路故障的具體情況，通過結(jié)果分析，基本存在的主要問題如下：

（一）外網(wǎng)電壓變化

因交接站兩路電源均源于奎屯電業(yè)局外網(wǎng)供電，兩路外線上農(nóng)業(yè)用電用戶較多，一到夏季用電高峰期時(shí)，大型用電設(shè)施經(jīng)常在晚上使用，導(dǎo)致交接站兩路電源極不穩(wěn)定，偶發(fā)電網(wǎng)波動和跳閘的情況，導(dǎo)致站內(nèi)所有用電設(shè)施不同程度的出現(xiàn)問題。在掌握基本情況的基礎(chǔ)上，對此進(jìn)行了深入研究和分析，認(rèn)為在保障信號設(shè)備質(zhì)量的前提下，業(yè)務(wù)人員一定要隨時(shí)關(guān)注外網(wǎng)電壓變化情況，并且定期對信號設(shè)備電氣特性進(jìn)行測試。否則必然對信號設(shè)備的正常使用造成極大影響，給列車、調(diào)車的正常運(yùn)行帶來不可忽視的安全隱患。

（二）自然及外力因素引發(fā)的電路故障

電氣化區(qū)段因外界因素造成的設(shè)備故障，多數(shù)是施工安裝設(shè)備時(shí)，未按施工工藝操作，將吸上線和扼流變壓器箱中心連接板以及繼電器箱外皮、引入電纜鋼帶、防雷地線與人身防護(hù)地線連成了一體，嚴(yán)重的將導(dǎo)致起火事故、燒毀軌道信號設(shè)備等。對于類似這樣的因?yàn)槿藶橐蛩兀僮麇e(cuò)誤導(dǎo)致的惡果，應(yīng)該加強(qiáng)施工管理。因?yàn)閬碓从诖笞匀坏睦纂姙?zāi)害我們無法準(zhǔn)確預(yù)防，所以，嚴(yán)格按照正規(guī)安裝程序進(jìn)行施工，避免一切來源于雷電及其他自然因素的損壞。

針對電氣化鐵路信號施工及安全保障的各種維修規(guī)則要求，地線一定要單獨(dú)設(shè)置，線間應(yīng)最少保持20M以上的距離，并且一定要使用性能良好的有效絕緣器材，一次性完善加固防護(hù)隔離措施，避免今后由于自然和人為因素導(dǎo)致絕緣失效，應(yīng)引起高度重視。

（三）牽引電流造成的軌道電路故障

在現(xiàn)場回檢的過程中，主要對軌道電路的幾大重點(diǎn)環(huán)節(jié)設(shè)施部分進(jìn)行了檢驗(yàn)，首先對保險(xiǎn)管、硒堆與防雷元件的性能與安裝程序進(jìn)行了檢查，特別對電壓提升器和防雷元件燒毀的故障進(jìn)行了徹底處理。發(fā)現(xiàn)故障主要原因是牽引電流在兩條鋼軌中運(yùn)行失衡，同時(shí)有可能因?yàn)閷纂姷茸匀灰蛩氐姆雷o(hù)措施不當(dāng)，這兩方面因素共同導(dǎo)致的。從鐵路設(shè)備信號維修的角度分析，導(dǎo)致鋼軌間牽引電流失衡的主要原因有兩條，一是信號設(shè)備施工質(zhì)量不過關(guān);二是由人為原因?qū)е碌摹?/p>

另外則是在初期施工時(shí)為了方便，施工人員直接把鐵路沿線桿塔地線與軌道電路一側(cè)的鋼軌連接，這樣勢必導(dǎo)致與吸上線設(shè)置的位置不當(dāng)，造成電氣化鐵路沿線軌道電流的不平衡，從而產(chǎn)生軌道電路故障。

三、影響鐵路信號設(shè)備的主要因素分析

導(dǎo)致鐵路信號設(shè)備故障的另一個(gè)關(guān)鍵因素是由于牽引電流不平衡造成的。如果蘭新線的牽引電流出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象時(shí)，軌道附件的變壓器鐵芯中的磁通就完全不能抵消，信號線圈上自然出現(xiàn)高電壓，這極容易導(dǎo)致鐵路信號設(shè)備的燒毀。另外，大部分軌道電路鋼軌接頭采用的是雙接續(xù)線，由于在室外布置，破損的可能性極大。其次，由于扼流變壓器引接線產(chǎn)生斷線或其他自然損壞因素，使引接線端子松動，電壓出現(xiàn)非正常故障，影響信號設(shè)備的正常使用。有時(shí)因?yàn)槎罅髯儔浩鲀蓚€(gè)牽引線圈之間的距離不恰當(dāng)，或者是引接線之間距離太近， 出現(xiàn)阻抗差異很大的現(xiàn)象，這對信號設(shè)備的功能是一種嚴(yán)重破壞。特別是在換軌的時(shí)候，如防護(hù)工作不到位，當(dāng)車列在臨線通過時(shí)只有一根鋼軌有牽引電流流過，嚴(yán)重造成電流的不平衡，這種情況下最容易燒毀信號設(shè)備。此外，因?yàn)閮蓷l鋼軌之間的絕緣材料出現(xiàn)自然破壞， 從而導(dǎo)致電路短路，使兩根鋼軌的牽引電流嚴(yán)重失衡，最終引發(fā)信號設(shè)備損害的不良后果也偶有發(fā)生。

在鐵路信號設(shè)備工作使用過程中，要特別注意檢查架空塔桿與地面鐵軌連接線的安全，避免出現(xiàn)因天氣等自然因素引發(fā)的兩軌接地電阻不等，造成牽引回流分配不平衡現(xiàn)象，從而導(dǎo)致信號設(shè)備的燒毀。

四、采取的相關(guān)應(yīng)對措施

1.根據(jù)施工現(xiàn)場情況，對于路徑在橋上或其他比較潮濕的地方，以及地面存放大量金屬物的處所，必須采用架空地線的方法將桿塔地線連接，并且采取有效絕緣防護(hù)措施進(jìn)行保護(hù)。

2.形成嚴(yán)格的規(guī)章制度，提高工作人員的技術(shù)水平。信號設(shè)備務(wù)必做到隨時(shí)檢查，以相關(guān)制度進(jìn)行約束。在重點(diǎn)區(qū)段加強(qiáng)信號設(shè)備的保護(hù)和安全檢查，確保沿線鋼軌間接續(xù)線的正常布置和無破損;軌道附件扼流適配器箱的連接線必須換成帶裸扣的等阻引接線;吸上線嚴(yán)禁采用裸露的扁鋼，不僅泄露很大，而且存在人員觸電的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)采用電力電纜，且使用高性能防松緊固件來將其固定。

3.重點(diǎn)加強(qiáng)軌道電路的安全防護(hù)工作。按照鐵路部門的相關(guān)規(guī)定， 根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，認(rèn)真做好鐵路區(qū)段軌道電路的定期和實(shí)時(shí)巡檢工作， 確保任何區(qū)段的鋼軌接續(xù)線、抗流引接線和跳線的完好無損， 加強(qiáng)高質(zhì)量的絕緣防護(hù)工作，把區(qū)段鋼軌的底部與地面金屬物隔離并且采取有效絕緣措施。

4.在注重技術(shù)保障的同時(shí)一定要加強(qiáng)內(nèi)部管理。獨(dú)山子鐵路運(yùn)輸公司制定的電化區(qū)段下“九嚴(yán)禁”管理措施，將各類注意事項(xiàng)有效融合，能夠很好地適用于現(xiàn)場。

五、結(jié)語

加強(qiáng)電氣化鐵路信號設(shè)備的實(shí)時(shí)保護(hù)，針對實(shí)際情況，采取有效措施進(jìn)行合理布置，以精細(xì)化的原則消除一切安全隱患，把由于信號設(shè)備故障導(dǎo)致的事故和風(fēng)險(xiǎn)排除在外。

（作者單位：新疆獨(dú)山子石化鐵路運(yùn)輸公司）

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