電子監控盒解決分路不良問題的原理及效果

王曉娟

摘? 要：近年來，隨著國民經濟的快速發展，社會對煤、電等能源的需求日益增加。大秦線重載鐵路擔任著巨大的煤炭運輸任務，而穩定良好的設備性能狀態是高密度、高重載運輸的前提。其中，軌道電路中分路不良現象會嚴重地威脅行車安全，是影響運輸任務完成的因素之一。文章主要結合現有解決方式加裝電子監控盒的原理及應用效果進行闡述分析。

關鍵詞：大秦線;分路不良;監控盒;靈敏度

中圖分類號：U284.2? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）23-0082-02

Abstract： In recent years， with the rapid development of the national economy， the social demand for coal， electricity and other energy is increasing. The heavy haul railway of Datong-Qinhuangdao Line is responsible for the huge task of coal transportation， and the stable and good performance state of equipment is the premise of high density and heavy haul transportation. Among them， the bad shunt phenomenon in the track circuit will seriously threaten the driving safety， which is one of the factors that affect the completion of the transportation task. This paper mainly expounds and analyzes the principle and application effect of adding electronic monitoring box to the existing solutions.

Keywords： Datong-Qinhuangdao Line; poor shunt; monitoring box; sensitivity

前言

大秦線的終點柳村南二場由于特殊的地理位置環境，受到海洋氣候的影響，其濕度會相對較大。在這種情況下，鋼軌很容易生銹，尤其那些長期不走車的區段，以及由于繁重的卸煤任務造成軌面煤塵污染嚴重，從而致使柳村南二場編發場環線出口岔區大部分軌道區段，在進行單機調車作業或空車牽出作業時，輪對壓上軌面后出現“壓不紅”或“閃紅”現象，也就是軌道區段分路不良不能使受電端軌道繼電器（GJ）可靠落下。這一問題給行車安全造成極大的安全隱患?，F場電務人員經過不斷地研究和試驗其他克服分路不良的方法，最終決定對這些區段實施加裝電子監控盒的方案，實施后獲得預期的良好效果。

1 軌道電路基本原理及分路不良狀態分析

1.1 軌道電路基本電路原理

本站均采用97型25Hz相敏軌道電路。以一送一受軌道區段為例，其工作原理如下：室內電源屏提供25Hz、220V軌道電源，通過電纜送向室外，經由送電端設備送至鋼軌線路，檢查軌面狀態后經由受電端設備、電纜線路，送回至室內交流二元軌道繼電器（GJ）的軌道線圈。同時電源屏提供25Hz、110V局部電源送至交流二元軌道繼電器（GJ）的局部線圈，當GJ的軌道線圈和局部線圈所得電源滿足規定的頻率、相位和電壓要求時，GJ吸起;反之GJ落下。

1.2 軌道電路的狀態

軌道電路有調整和分路兩個狀態，通俗講就是軌道電路的空閑和占用，能夠直觀的反映出列車運行情況。而當軌道電路軌面因為生銹或煤塵污染等一些不良導電物影響，造成列車占用軌道區段時控制臺無紅光帶顯示，即控制該軌道區段的軌道繼電器不能正常落下（GJ↓），無法實時顯示正確的列車運行狀況，造成信號聯鎖失效。這種現象稱為分路不良，會給行車人員錯誤的信息，導致嚴重的行車事故。因此，為了解決這一難題，現場電務作業人員經過比對各種試驗的方法，最后判定加裝監控盒是比較可行、可靠的方法。

2 電子監控盒

2.1 電子監控盒的作用

在不改變原有軌道電路調整狀態工作特性的前提下，電子監控盒的功能是大幅度提高軌道電路的分路靈敏度。適時采集軌道電壓變化的信息（如列車在進入和出清軌道區段瞬間單個輪對分路的分路殘壓）并對軌道電路電壓下降速率和下降幅度進行檢測、運算、判斷，從而致使軌道繼電器落下或吸起，解決了軌道電路因生銹、漏泄、污染而造成的分路不良，有單機調車作業或空車牽出作業時，能夠在一定的軌道電壓變化范圍內正常顯示紅光帶，以便給車務行車人員正確的軌道占用或空閑信息指示。

2.2 電子監控盒工作原理

HZJ-25智能監控裝置（文中簡稱電子監控盒）適用于各種配置的25周相敏軌道電路（文中以97型軌道電路為例）。電子監控盒裝置由電源模塊、監控模塊、通信模塊及安裝機籠四部分組成。其中監控模塊為核心重要部分，它的控制電路由隔離采樣-信號放大-數字濾波和智能判斷-動態驅動-控制繼電器和通信單元等組成。

隔離采樣部分通過兩路高阻輸入加隔離在軌道電壓輸入端分流約0.25毫安*2的電流，形成兩路交流輸入信號;每一路輸入信號經兩路運算放大后輸入對應的單片機。單片機對兩路輸入信號分別進行數字濾波后提取25Hz電壓信號，進行智能邏輯判斷，經檢驗兩路結果一致，確認需控制接通時，輸出脈沖信號。脈沖信號經動態放大后，驅動控制繼電器吸起，通過控制回路接通軌道繼電器的勵磁電路。否則，單片機停止輸出脈沖信號，控制繼電器落下，切斷軌道繼電器勵磁電路（監控盒加裝電路示意圖如圖1所示）。為了確保系統工作的穩定可靠，監控電路采用雙套熱備冗余的結構（含電源部分），其中一組電路故障，不影響軌道電路的正常工作，并通過通信單元向通信模塊提供報警。

監控模塊內的通信單元由獨立的通信單片機負責采集兩套監控電路的工作狀況及故障、軌道電壓變化和分路殘壓、復位鍵使用等信息，之后傳送給通信模塊，同時通過檢測燈反映監控模塊的工作狀況。

監控模塊接背面接配線的端子共有14個。其中監控模塊對外提供兩組控制接點，只有第一組用于控制軌道繼電器，也就是其后面接線端子的5、4號端子，其余端子主要作為分路靈敏度檔位調整。

監控模塊配置有2個固定門檻檔位和四個浮動門檻檔位，能提供6種不同的分路靈敏度，供現場作業人員根據不同的需要自行選擇，在固定門檻和浮動門檻的設置端子上配置不同連線來實現。但是根據現場試驗，軌道電路分路不良區段加裝監控盒，監控盒均設置為浮動模式的最靈敏度檔位，即0.5S內電壓突降大于2V，軌道繼電器落下。而軌道繼電器吸起的條件，需要軌道調整電壓恢復至大于（存儲值-1）V且大于15V。存儲值為電子監控盒由接通狀態轉為切斷狀態前5分鐘的軌道電壓加權平均值。

監控模塊電路板上設有一個地址碼編碼開關（8位），使用中的監控模塊，需根據該模塊在組匣上插入的插槽序號設置地址碼。編碼開關按照二進制數字設置，插入第幾號插槽，監控模塊的編碼開關就按照二進制換算設置。例如：插入第14號插槽的監控模塊的編碼開關就設置為14（01110000），編碼開關上撥為0，下撥為1。

2.3 電子監控盒故障處理

如因監控盒非正常切斷（或不能恢復）造成軌道電路“紅光帶”， 監控盒上設有人工復位鍵，必須進行監控盒指示燈確認為紅燈且軌道回樓電壓高于15V后，按壓復位鍵。按壓復位鍵屬于非正常辦理，必須在確認該軌道區段空閑并且軌道電壓大于15V的前提下，用針棍觸壓復位鍵，大約1S后松開，可使監控電路由切斷狀態“紅燈”轉變為接通狀態“綠燈”閃爍。

按壓復位鍵屬于使用非正常手段迫使監控盒由切斷狀態轉變為接通狀態，為防止軌道電路錯誤恢復，作業人員必須在確認軌道區段空閑時方可操作，以確保行車安全。

加裝監控裝置后，大幅度提高了軌道電路的分路靈敏度，軌道電壓突降一定比例，就確認為軌道分路狀態;或者列車出清后軌道電壓不能恢復到切斷前調整電壓的一定比例，監控模塊就無法正常恢復接通。所以，必須加強對軌道絕緣和其他可能造成軌道電壓突變的設備進行檢測，確保設備正常完好，確保軌道調整電壓不因現場設備不良等原因發生突變，造成紅光帶故障。

當軌道區段空閑時出現“紅光帶”，應測量當前的軌道電壓，且通過室外有關記錄以及通過微機監測查看軌道電壓日曲線，判斷軌道電壓是否發生突降，分析查找造成軌道電壓突降的原因。

當發生列車出清軌道區段后“紅光帶”不消失的故障時，應確認當前的軌道電壓是否達到15V，并通過微機監測查看軌道電壓日曲線比較當前的軌道電壓是否滿足監控盒恢復接通的要求，分析查找故障原因所在。

3 實施后的案列分析效果

以柳南二場編發場II11GF為例，冬季掃煤區段，雨雪天氣嚴重漏泄區段，單機壓上后軌道電壓實時曲線（如圖2所示）。單機調車作業會有閃紅或丟車現象，給行車人員帶來極大的困擾，加裝電子監控盒之后，提高了軌道區段的靈敏度，科學、合理的處理“分路不良”與“紅光帶”的矛盾。

參考文獻：

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