曹妃甸西站高壓脈沖軌道電路施工及故障處理

吉國祥

（中鐵六局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司，北京100070）

遷曹線曹妃甸西站站場大，股道多，由于機(jī)務(wù)折返段、車輛段維修線、遷出線進(jìn)出車輛少或有些車輛停留時(shí)間長，鋼軌面容易被銹蝕，機(jī)車車輛占用這些區(qū)段時(shí)，軌面同機(jī)車車輛兩輪不能很好地接觸，車站運(yùn)轉(zhuǎn)室控制臺對應(yīng)的區(qū)段就不會產(chǎn)生占用“紅光帶”，這就是通常所說的“分路不良”現(xiàn)象。分路不良給曹妃甸西站鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)埋下了極大的安全隱患：它使車站值班員不能正確地確認(rèn)機(jī)車車輛所在的位置而發(fā)生錯(cuò)誤操作，造成機(jī)車車輛擠岔、脫軌掉道甚至車輛之間的沖突。

針對這個(gè)問題，設(shè)計(jì)單位、設(shè)備維修單位、建設(shè)單位、運(yùn)營單位進(jìn)行了全面細(xì)致的分析，并引進(jìn)固安信通研制的電子高壓脈沖技術(shù)對曹妃甸西站的軌道電路進(jìn)行了技術(shù)改造，較好地消除了因軌面銹蝕而導(dǎo)致的分路不良現(xiàn)象。

1 高壓脈沖軌道電路結(jié)構(gòu)及原理

脈沖軌道電路分為電化區(qū)段脈沖軌道電路和非電化區(qū)段脈沖軌道電路兩種類型，設(shè)備分為室內(nèi)設(shè)備和室外設(shè)備，室內(nèi)設(shè)備全電子化，電化區(qū)段及非電化區(qū)段通用；室外設(shè)備種類少，結(jié)構(gòu)簡單，送、受電端通用，便于現(xiàn)場施工和維護(hù)。脈沖接收器采用雙機(jī)并用方式，共同驅(qū)動軌道繼電器，有效提高了系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)具有設(shè)備故障報(bào)警和數(shù)據(jù)采集監(jiān)測功能。

脈沖軌道電路分為電化區(qū)段脈沖軌道電路和非電化區(qū)段脈沖軌道電路兩種，脈沖發(fā)送器可以在室內(nèi)設(shè)置，也可以在室外設(shè)置。

高壓脈沖設(shè)備采用高壓脈沖擊穿鋼軌銹層，有效降低了機(jī)車車輛雙輪與鋼軌接觸電阻，分路時(shí)接收端電壓急劇降低，軌道繼電器可靠地落下。

設(shè)備電路原理如圖1 所示。

圖1 設(shè)備電路原理示意圖

室外變壓器分為脈沖扼流變壓器、脈沖匹配變壓器兩種。電化區(qū)段使用脈沖扼流變壓器，非電化區(qū)段使用脈沖匹配變壓器。

2 高壓脈沖軌道設(shè)備的特點(diǎn)

高壓脈沖軌道設(shè)備的特點(diǎn)主要有：①主要設(shè)備集中放置在室內(nèi)并設(shè)置有電壓測試孔及設(shè)備狀態(tài)指示燈，室外設(shè)備種類少，便于現(xiàn)場施工、測試及故障處理；②室內(nèi)設(shè)備實(shí)現(xiàn)電子化，在設(shè)備上采用智能化顯示方式實(shí)現(xiàn)頻率產(chǎn)生、信息處理、數(shù)據(jù)判斷等，有效提高了設(shè)備的可靠性；③脈沖接收器采用雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)用方式，有效提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性；④脈沖軌道電路系統(tǒng)能夠采集脈沖發(fā)送器、脈沖接收器的工作數(shù)據(jù)，并可把采集的數(shù)據(jù)傳輸給微機(jī)監(jiān)測站機(jī)。衰耗器如圖2 所示。

3 高壓脈沖軌道電路在曹妃甸西站的施工應(yīng)用

曹妃甸西站共有11 個(gè)高壓脈沖區(qū)段，均為一送一受、電氣化區(qū)段。脈沖發(fā)送器設(shè)備設(shè)在室內(nèi)機(jī)械室。

圖2 衰耗器示意圖

3.1 室內(nèi)設(shè)備安裝及配線

室內(nèi)需增設(shè)脈沖軌道柜，脈沖軌道柜用于放置發(fā)送組合、接收組合、防雷組合、繼電器組合、軌測盤組合，均為托盤式插接組合。GMC.FS 脈沖發(fā)送組合用于放置GMC.QF1/2 型脈沖發(fā)送器，每個(gè)組合可放置3 臺。GMC.JS脈沖接收組合用于放置軌道電路接收端設(shè)備，每個(gè)組合可放置2 臺GMC.QS 型脈沖衰耗器、4 臺GMC.QJ 型脈沖接收器。GMC.ZFL 軌道防雷組合是脈沖軌道電路系統(tǒng)防雷模塊集中放置區(qū)，每層可放置36 個(gè)防雷模塊。GMC.GJ 軌道繼電器組合用于放置軌道繼電器，每臺組合可放置10 臺繼電器（JWXC-1700，鑒別銷號碼為11、51）。GMC.ZG 軌道測試組合是對每路脈沖接收器的軌出電壓進(jìn)行測試、顯示。

在脈沖組合柜設(shè)備安裝時(shí)需注意：①安裝組合應(yīng)找對組合層，10 層是站內(nèi)組合柜零層，零層是站內(nèi)組合柜一層；②由于插接頭全部一致，設(shè)備在托盤上的擺放順序及插接時(shí)需注意插接頭的正反及順序。

室內(nèi)機(jī)柜設(shè)備之間的配線規(guī)格、型號均采用23×0.15阻燃線。脈沖發(fā)送器功出接線或脈沖接收器輸入接線均應(yīng)采用雙芯扭絞屏蔽線，屏蔽線的屏蔽金屬層應(yīng)單端接地。電源屏至脈沖組合柜需敷設(shè)4×6 mm2阻燃電力電纜1 根。

3.2 室外設(shè)備安裝及配線

脈沖軌道電路室外主要包括扼流變壓器箱的安裝和電纜的敷設(shè)。扼流變壓器箱的安裝與站場箱盒安裝一致，應(yīng)先埋設(shè)好基礎(chǔ)，然后把箱盒安裝固定在基礎(chǔ)上。

3.3 系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)調(diào)試包括設(shè)備的單項(xiàng)調(diào)試和區(qū)段的調(diào)試。

3.3.1 設(shè)備的單項(xiàng)調(diào)試

電源屏的交流輸出220 V 供托盤上設(shè)備電源使用，直流輸出24 V（KZ KF）供軌道繼電器使用。

脈沖發(fā)送器的調(diào)試，脈沖發(fā)送器分為F1（3.3 Hz）連接b1～b5、F2（3.9 Hz）連接b4～b5 兩種頻率。功出電壓3檔可調(diào)，分別為340 V 檔連接a6～a7、440 V 檔連接a6～c7和540 V 檔連接a6～a8。

脈沖接收器的調(diào)試應(yīng)與本區(qū)段脈沖發(fā)送器的頻率相同，選擇F1（3.3 Hz）時(shí)連接d14～d26，選擇F2（3.9 Hz）時(shí)連接b14～d26。有且只能有一個(gè)頻率條件，否則脈沖接收器將不驅(qū)動軌道繼電器吸起。調(diào)試時(shí)應(yīng)確定輸入脈沖接收器脈沖波形的頭尾比例（可以直接讀取脈沖軌道測試儀上的頭尾電壓），選擇相應(yīng)的頭尾比端子與脈沖頭尾比端子連接。

脈沖衰耗器調(diào)試包括輸出電平調(diào)試、報(bào)警電路調(diào)試、軌道繼電器驅(qū)動通路和數(shù)據(jù)采集電路調(diào)試。電平等級根據(jù)軌道長度設(shè)定，軌道繼電器驅(qū)動要保證配線正確，數(shù)據(jù)采集由廠家調(diào)試。

脈沖扼流變壓器，端子1、2 接鋼軌，軌道區(qū)段300 m以內(nèi)變比采用5∶1。

3.3.2 區(qū)段調(diào)試

區(qū)段空閑時(shí)，脈沖接收器軌出波頭電壓應(yīng)不小于15 V，軌道繼電器應(yīng)不小于20 V，并能可靠工作。

如果電壓偏高，則可降低脈沖發(fā)送器功出電壓檔位或適當(dāng)減小脈沖衰耗器電平；如果電壓偏低，則可提高脈沖發(fā)送器功出電壓檔位或適當(dāng)增大脈沖衰耗器電平。

4 高壓脈沖軌道電路在曹妃甸西站的故障處理

曹西站高壓脈沖設(shè)備全部安裝配線完成后，在通電調(diào)試中出現(xiàn)了以下幾個(gè)故障問題并進(jìn)行處理。

4.1 D261G 脈沖發(fā)送器不工作

發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題時(shí)，首先考慮脈沖發(fā)送器工作需滿足的條件，使用萬用表測試設(shè)備的電源電壓是否在176～242 V，測試結(jié)果為223 V，滿足設(shè)備電源電壓要求。然后使用移頻表在功出測試孔上進(jìn)行測試是否有且只有一個(gè)脈沖頻率條件，測試結(jié)果為無脈沖頻率，經(jīng)過檢查配線未對頻率配線，立刻組織人員進(jìn)行增配，配線完成后脈沖發(fā)送器正常工作。在實(shí)際操作中，如果脈沖發(fā)送器依然不能正常工作，還需檢查發(fā)送器是否有且只有一個(gè)電平選擇條件；輸出不能空載。

4.2 D265G 送端分線盤處無電壓

發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題后，對D265 發(fā)送器進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)功出工作正常，側(cè)面端子也有功出電壓，然后對分線盤送端的兩根線進(jìn)行導(dǎo)通，導(dǎo)通結(jié)果不通，核實(shí)發(fā)現(xiàn)配線有斷頭，立刻組織人員拆除既有2 根重新配線，配線完成后，D265 送端分線盤處有電壓。

4.3 D243G 接收器工作正常，軌道繼電器不吸起

發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題后，首先使用移頻表對接收器的輸入進(jìn)行測量，結(jié)果輸入一切正常，在考慮故障如何處理時(shí)無意中發(fā)現(xiàn)軌測盤首尾兩個(gè)脈沖測試表擺動不一致，然后向脈沖廠家咨詢情況，經(jīng)廠家判斷為脈沖極性錯(cuò)誤，對分線盤受端2 根電纜進(jìn)行對調(diào)后，軌道繼電器吸起。

4.4 D245G 脈沖衰耗器無軌出電壓

發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題后，第一時(shí)間將脈沖衰耗器進(jìn)行更換檢查是否設(shè)備有問題，當(dāng)更換完后測試衰耗器依然無軌出電壓，然后對脈沖衰耗器的電平跳線進(jìn)行檢查，檢查后發(fā)現(xiàn)跳線有虛接問題，將跳線插牢固后對衰耗器進(jìn)行測量，結(jié)果有軌出電壓。

4.5 D213G 脈沖衰耗器接收燈不亮

首先懷疑脈沖接收器及脈沖衰耗器是否故障，將D213軌的接收器及脈沖器與工作正常的D245 的接收器與脈沖器進(jìn)行對調(diào)，結(jié)果為設(shè)備無故障，接著對衰耗器的勾線進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)脈沖接收報(bào)警條件沒有連接，連接后D213G 脈沖衰耗器接收燈點(diǎn)亮。通過上述故障處理總結(jié)了故障現(xiàn)象、原因分析及處理方法，具體如表1 所示。

表1 故障現(xiàn)象、原因分析及處理方法

5 效益

通過本次曹妃甸西站高壓脈沖軌道電路的施工，使項(xiàng)目部施工人員及技術(shù)人員掌握了新型設(shè)備的原理、施工工藝及方法。

在本次施工中，項(xiàng)目部人員掌握了高壓脈沖軌道電路的施工方法，為以后施工中的材料計(jì)劃提報(bào)、人員工期的合理安排有很大幫助，從而為公司創(chuàng)造了效益。

6 結(jié)束語

鐵路作為我國主要交通運(yùn)輸工具，其設(shè)備必須經(jīng)過不斷改進(jìn)，才能滿足鐵路正常運(yùn)行的需求。所以，施工單位人員要不斷地掌握學(xué)習(xí)新的設(shè)備的施工安裝及調(diào)試，才能在施工市場中占有一席之地。今后在施工過程中，要嚴(yán)格遵守施工技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，制訂合理可行的技術(shù)方案，推廣新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)，提高工程質(zhì)量。