高壓脈沖軌道電路故障處理探究

劉振東

（朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司肅寧分公司，河北 滄州 062350）

1 高壓脈沖軌道電路的基本情況介紹

高壓脈沖軌道電路本質(zhì)上是一種高壓不對(duì)稱軌道電路。基于解決鋼軌表面在長(zhǎng)期應(yīng)用中出現(xiàn)的生銹油污等問(wèn)題，這種軌道電路能夠有效地解決，隨著軌道交通設(shè)備發(fā)展的進(jìn)程推進(jìn)，這類(lèi)軌道在實(shí)踐應(yīng)用中還可用于直流交流電化區(qū)段以及車(chē)站、區(qū)間區(qū)域內(nèi)。由此可見(jiàn)，這類(lèi)軌道可在情況較為復(fù)雜的狀態(tài)下滿足軌道交通信號(hào)對(duì)軌道應(yīng)用需求。從電路應(yīng)用的基本功能方面來(lái)講，軌道電路設(shè)備主要可以用于檢查軌道上的列車(chē)與車(chē)輛占用和出清狀態(tài)。所依托的主要原理為，在軌道區(qū)域相對(duì)絕緣的兩根鋼軌間傳送信號(hào)電流，電流發(fā)出后可通過(guò)檢驗(yàn)是否出現(xiàn)基于列車(chē)輪軸的短路現(xiàn)象，檢查線路是否存在被占用的問(wèn)題[1]。隨著現(xiàn)階段鐵路軌道交通建設(shè)規(guī)模和應(yīng)用復(fù)雜性要求的提高，在鐵路運(yùn)行中，油污問(wèn)題以及由于外部氣候因素導(dǎo)致的銹蝕問(wèn)題是比較常見(jiàn)的，這都會(huì)增大電阻指標(biāo)的水平，使車(chē)輛輪對(duì)壓入后不能短路軌道電路，造成列車(chē)車(chē)輛壓入本區(qū)段后軌道繼電器不能可靠落下，嚴(yán)重危及行車(chē)安全。高壓脈沖軌道需要滿足的要求是將軌道電路的靈敏度再次提高，并能夠提供可靠持續(xù)的脈沖信號(hào)支持，這是對(duì)發(fā)送脈沖過(guò)程提出的基本要求，對(duì)于任何的軌道電路來(lái)說(shuō)，無(wú)論是區(qū)間內(nèi)的電路還是站內(nèi)的電路，不分軌道電路的長(zhǎng)短，都需要通過(guò)可靠穩(wěn)定的脈沖，為軌道電路的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供支持[2]。

2 高壓脈沖軌道電路體系中的電路結(jié)構(gòu)

2.1 二元差動(dòng)繼電器

二元差動(dòng)繼電器在高壓脈沖軌道電路中屬于核心原件。這一結(jié)構(gòu)通過(guò)與接受譯碼器、扼流變壓器共同作用形成軌道電路的接收端，用于接收鋼軌上的高壓脈沖信號(hào)。一旦鋼軌上的脈沖極性出現(xiàn)異常或高壓脈沖的波頭波尾幅值比例出現(xiàn)變動(dòng)，都會(huì)造成二元差動(dòng)繼電器停止工作。另外，若鋼軌上有其他的工頻電流對(duì)繼電器的運(yùn)行造成影響，也會(huì)引起差動(dòng)繼電器的工作狀態(tài)停止。

2.2 高壓脈沖譯碼器

譯碼器在整個(gè)系統(tǒng)中所發(fā)揮的作用以鑒別為主。這一設(shè)備的工作主要依托高壓脈沖信號(hào)，作為動(dòng)力譯碼器的電路分為兩個(gè)基本結(jié)構(gòu)：一是專(zhuān)門(mén)接受扼流變壓器，次級(jí)線圈輸出的脈沖頭；二是對(duì)相應(yīng)的脈沖尾進(jìn)行接收。且譯碼器具有典型的極性特征，這要求相鄰電路軌道的極性設(shè)置應(yīng)當(dāng)具有一定的交叉性。一旦軌道電路上的鋼軌絕緣節(jié)出現(xiàn)破損或工作狀態(tài)異常的情況時(shí)，譯碼器的保護(hù)作用才能有效地發(fā)揮出來(lái)。

2.3 高壓脈沖發(fā)碼器

發(fā)碼器是與譯碼器配套使用的一個(gè)獨(dú)立設(shè)備。在實(shí)踐應(yīng)用中，高壓脈沖軌道電路可通過(guò)芯片進(jìn)行控制，當(dāng)其輸出高壓脈沖信號(hào)時(shí)，信號(hào)源可提高軌道面的擊穿電壓，這就解決了生銹或油污帶來(lái)的障礙和問(wèn)題，使得軌道電路的分路靈敏程度得到針對(duì)性的提升。

3 高壓脈沖的調(diào)整策略

3.1 譯碼器調(diào)整策略

關(guān)于譯碼器的調(diào)整策略，主要集中在端子的調(diào)整上。通常情況下，可結(jié)合長(zhǎng)區(qū)段和短區(qū)段在端子的設(shè)定上進(jìn)行調(diào)整，若通電后發(fā)現(xiàn)尾部的電壓較頭部電壓有很高的數(shù)值水平差異，則可初步考慮是由于極性相反的原因?qū)е隆＿@時(shí)就需要對(duì)變壓器或扼流變壓器的接線進(jìn)行調(diào)整[3]。

另外，調(diào)整的依據(jù)還應(yīng)當(dāng)包括軌道調(diào)整表以及軌面情況的實(shí)際狀態(tài)，若顯示電壓偏高，則可通過(guò)調(diào)整限流電阻或減小發(fā)送電壓達(dá)到調(diào)整目標(biāo)。若電壓偏低，則采取減小限流電阻、增大發(fā)碼器發(fā)送電壓的方式進(jìn)行調(diào)整，但在限流電阻的減小區(qū)間方面，最低值不得小于10 歐。

3.2 軌面情況調(diào)整策略

針對(duì)軌面進(jìn)行調(diào)整時(shí)，也應(yīng)當(dāng)結(jié)合電壓的水平采取針對(duì)性的調(diào)整措施。另外，端子的不同區(qū)域也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)檢查力度，有必要時(shí)可針對(duì)不同區(qū)域的端子進(jìn)行調(diào)整。在軌道電路調(diào)整結(jié)束后，需要針對(duì)性地采取分路試驗(yàn)，一般設(shè)定0.15 歐的短路線在軌道的任意區(qū)域進(jìn)行分路設(shè)置，確保繼電器能夠可靠落下，且殘壓指標(biāo)能夠處在既定的要求范圍內(nèi)。

4 高壓脈沖軌道電路故障類(lèi)型

在明確了高壓脈沖軌道電路的運(yùn)行狀態(tài)以及基本運(yùn)行原理后需要針對(duì)不同類(lèi)型的電路故障進(jìn)行分析和研究，提升電路故障分析的有效性和合理性，確保不同區(qū)域的電路故障能夠得到針對(duì)性的有效解決。

4.1 送端電路故障

對(duì)于送端電路故障來(lái)說(shuō)，其主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面：

首先，當(dāng)送端電路出現(xiàn)故障時(shí)，脈沖間隔會(huì)出現(xiàn)異常情況，這時(shí)可直接更換發(fā)送器設(shè)備達(dá)到故障解決的目標(biāo)。

其次，若軌道電路的電壓出現(xiàn)了穩(wěn)定性不足的問(wèn)題，則需要針對(duì)電源區(qū)域的電壓指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其供電狀態(tài)的穩(wěn)定性。

最后，還需要針對(duì)軌道電路在空閑狀態(tài)下的各種指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，確定其電壓指標(biāo)的數(shù)值。若檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電壓情況相對(duì)較為穩(wěn)定，但測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)電路出現(xiàn)短路或絕緣不良的問(wèn)題，則可認(rèn)定電路已經(jīng)出現(xiàn)異常。關(guān)于認(rèn)定異常的數(shù)值指標(biāo)要求，只要相關(guān)的參數(shù)指標(biāo)數(shù)值在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值范圍內(nèi)的20%區(qū)域浮動(dòng)都可認(rèn)定為電路已經(jīng)出現(xiàn)了異常問(wèn)題。

4.2 受端電路故障

雖然受端設(shè)備的電路故障不會(huì)對(duì)脈沖間隔產(chǎn)生直接的影響，但其對(duì)軌道電路的影響卻是非常顯著的。若這一區(qū)域出現(xiàn)故障，可通過(guò)以下兩方面措施進(jìn)行判別。對(duì)于繼電器設(shè)備而言，線圈電壓和電流的比例指標(biāo)是肯定其電阻值是否符合要求的關(guān)鍵方法。若電阻值不符合實(shí)踐要求，則可通過(guò)更換設(shè)備的方式進(jìn)行故障處理。通常情況下，通過(guò)判定可知，比較容易出現(xiàn)故障的設(shè)備有電纜通道以及接收器故障。若確認(rèn)故障位置后，即可采取針對(duì)性的更換措施。另外，若電壓指標(biāo)或電流指標(biāo)出現(xiàn)異常，需要首先將設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)保持在斷開(kāi)狀態(tài)下，這不僅是為了確保檢驗(yàn)工作的安全，也是為了確保故障的判定在準(zhǔn)確性上更高。在斷開(kāi)電源的基礎(chǔ)上，需要對(duì)軌道電壓進(jìn)行檢查和判斷，若斷電后元件仍然處在工作狀態(tài)下，即可判定元件本身出現(xiàn)了故障，要及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。

4.3 軌道故障

軌道區(qū)域出現(xiàn)的故障，比較典型的代表有斷路斷軌或絕緣節(jié)區(qū)域出現(xiàn)故障。

首先，對(duì)于短路故障來(lái)說(shuō)，需要通過(guò)測(cè)試短路的點(diǎn)位，并且結(jié)合送端進(jìn)行脈沖值的測(cè)定準(zhǔn)確判斷短路區(qū)域的具體位置，而對(duì)于斷軌問(wèn)題來(lái)說(shuō)，分段測(cè)試法是斷軌問(wèn)題檢驗(yàn)測(cè)試的關(guān)鍵性方法，主要通過(guò)測(cè)試鋼軌的電壓指標(biāo)確定斷軌點(diǎn)的具體情況。

其次，對(duì)于絕緣節(jié)區(qū)域，在進(jìn)行故障判定時(shí)，需要對(duì)絕緣區(qū)域的兩端進(jìn)行針對(duì)性測(cè)試，若測(cè)試出電壓指標(biāo)與軌道最大電壓指標(biāo)相比低于其25%的范圍，則意味著絕緣作用的發(fā)揮效果已經(jīng)缺失，這時(shí)就必須通過(guò)更換鋼軌絕緣的方式進(jìn)行故障處理。

4.4 間歇性故障

所謂的間歇性故障，是指一些無(wú)規(guī)律的階段性故障。在故障的原因?qū)ふ曳矫妫@類(lèi)故障的原因?qū)ふ揖邆湟欢ǖ碾y度，一些局部條件的分析是間歇性故障得到準(zhǔn)確判定的重要前提條件。在對(duì)間歇性故障進(jìn)行觀察時(shí)，可發(fā)現(xiàn)這類(lèi)故障通常與電壓或線圈的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)，即電壓以及線圈電壓之間的關(guān)系若存在異常現(xiàn)象則可考慮故障已經(jīng)發(fā)生，如間歇時(shí)間較短，還可采用實(shí)時(shí)盯控的方法，在故障出現(xiàn)的瞬間測(cè)量室內(nèi)外各點(diǎn)電壓、電流參數(shù)，判斷故障發(fā)生位置。

5 高壓脈沖軌道電路故障檢修處理措施

針對(duì)具體故障和問(wèn)題進(jìn)行維修管理時(shí)，要制定出具有針對(duì)性的有效策略。可通過(guò)多角度養(yǎng)護(hù)、集中檢修養(yǎng)護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)化，檢驗(yàn)三種典型措施，為故障檢修工作提供服務(wù)。

5.1 多角度養(yǎng)護(hù)措施

多角度養(yǎng)護(hù)強(qiáng)調(diào)的是在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)以及整體的運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)注重適當(dāng)提高養(yǎng)護(hù)工作的頻率，并且在養(yǎng)護(hù)工作的措施和方法上加強(qiáng)細(xì)節(jié)性，通過(guò)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)力度來(lái)減少電路故障發(fā)生的頻率。單一的故障問(wèn)題處理無(wú)法確保整個(gè)設(shè)備保持在穩(wěn)定良好的運(yùn)行狀態(tài)下，因此，需要結(jié)合實(shí)際情況加強(qiáng)針對(duì)性養(yǎng)護(hù)的力度，通過(guò)多角度養(yǎng)護(hù)和維修減少設(shè)備故障率。具體來(lái)說(shuō)，多角度養(yǎng)護(hù)工作可通過(guò)電路平穩(wěn)運(yùn)行環(huán)境的保持以及電路傳輸通道，設(shè)備參數(shù)的穩(wěn)定性達(dá)到目標(biāo)。對(duì)于電路工作的平衡穩(wěn)定環(huán)境營(yíng)造來(lái)說(shuō)，在日常的保養(yǎng)維修中，應(yīng)當(dāng)首先對(duì)電路的供電狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保設(shè)備用電的穩(wěn)定性。

除此之外，相關(guān)人員對(duì)電纜線路絕緣狀況也要引起充分的重視，如通過(guò)微機(jī)監(jiān)測(cè)或定期測(cè)量電纜絕緣，如發(fā)現(xiàn)電纜絕緣值下降應(yīng)立即查找原因，消除影響；另外，軌道的鋼軌引接線是否能夠正常發(fā)揮作用，也是非常重要的工作，加強(qiáng)電路鋼軌引接線的維修管理工作，要定期檢查鋼軌引接線外皮是否有破損，連接螺絲是否緊固，小枕木固定是否安全；定期對(duì)鋼軌絕緣進(jìn)行測(cè)試，確保鋼軌絕緣電阻值不小于1 兆歐；在設(shè)備運(yùn)行中若發(fā)現(xiàn)軌道電壓突變的情況要進(jìn)行全面細(xì)致的檢查，并對(duì)線路所處環(huán)境中的負(fù)面影響加強(qiáng)控制。另外，要對(duì)電路各項(xiàng)設(shè)備參數(shù)加強(qiáng)檢驗(yàn)和分析力度，若在日常的檢修工作中發(fā)現(xiàn)設(shè)備參數(shù)不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象，則應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取措施進(jìn)行調(diào)整或更換相關(guān)的設(shè)備。

此外，軌道箱在設(shè)置的距離范圍上也有非常嚴(yán)格的要求，通常情況下應(yīng)當(dāng)設(shè)置在離地0.15 米的范圍內(nèi)，確保箱內(nèi)設(shè)備不受水害影響。

5.2 集中式檢修措施

這方面解決措施是指按照不同的階段規(guī)定，以時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)檢修工作的頻率進(jìn)行控制。這類(lèi)軌道電路的檢修周期以半年為時(shí)間節(jié)點(diǎn)。在進(jìn)行集中檢修時(shí)，檢修人員要提前制定好系統(tǒng)性的檢修規(guī)劃方案，且在檢修工作的細(xì)致性和針對(duì)性上也要有所保障，確保檢修工作在具體落實(shí)時(shí)能夠更加系統(tǒng)全面地完成相關(guān)工作。另外，集中檢修時(shí)對(duì)于存在的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題和可能出現(xiàn)的安全隱患也要及時(shí)進(jìn)行記錄，以便盡快采取措施對(duì)集中檢修時(shí)遇到的故障和問(wèn)題進(jìn)行全方位消除。具體來(lái)說(shuō)，集中檢修工作的開(kāi)展需要做好以下幾方面工作：

首先，規(guī)劃好檢修工作的流程，通過(guò)前期準(zhǔn)備送端箱檢驗(yàn)、受端箱檢驗(yàn)、電纜線路測(cè)試、鋼軌絕緣測(cè)試以及問(wèn)題登記幾方面措施的采取為檢修工作規(guī)劃出系統(tǒng)的流程。

其次，在檢修的具體內(nèi)容上要具體到軌道箱防塵防潮措施以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等，確保各類(lèi)設(shè)備器材在實(shí)際應(yīng)用中的參數(shù)穩(wěn)定。

最后，在檢修的具體項(xiàng)目上，需要分別從繼電器的線圈電壓、高壓脈沖發(fā)碼器工作狀態(tài)、軌道電路傳輸狀態(tài)繼電器失磁狀態(tài)、電纜線路絕緣達(dá)標(biāo)情況等多個(gè)方面進(jìn)行測(cè)試。在完成了基礎(chǔ)的檢驗(yàn)工作流程后，需要對(duì)上述幾方面檢驗(yàn)工作的結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)記錄。

5.3 標(biāo)準(zhǔn)化檢驗(yàn)措施

關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)化檢修工作的開(kāi)展，主要是指針對(duì)不同的檢修工作流程以及檢修區(qū)域要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化要求，對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行的正常狀態(tài)中的參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行全方位的分析。在檢修工作中對(duì)照相關(guān)的參數(shù)指標(biāo)和整體系統(tǒng)的狀態(tài)開(kāi)展檢修工作，確保檢修效果最終達(dá)到與標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)范要求相符合的水平。另外，標(biāo)準(zhǔn)化的檢修措施還強(qiáng)調(diào)整體的檢修工作落實(shí)開(kāi)展環(huán)節(jié)要注重按照規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行落實(shí)執(zhí)行，確保各個(gè)環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)檢修工作都全面落實(shí)到位，這也是確保檢修工作質(zhì)量符合預(yù)期要求的關(guān)鍵方法。

6 結(jié)語(yǔ)

綜合分析可知，對(duì)于高壓脈沖軌道的電路檢修工作應(yīng)當(dāng)注重細(xì)節(jié)性和專(zhuān)業(yè)性。在整體的檢修工作開(kāi)展前，需要相關(guān)工作人員首先對(duì)軌道系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)以及軌道系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分的了解。在此基礎(chǔ)上，找到可能出現(xiàn)故障的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和階段，確保應(yīng)用科學(xué)的檢修工作方法和整體有效的檢修工作思路完成檢修工作，為軌道電路運(yùn)行狀態(tài)的正常維持提供支持。