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1、對電氣化鐵路軌道電路紅光帶的分析2009-07-14 15:01對電氣化鐵路軌道電路紅光帶的分析軌道電路空閑紅光帶是信號設(shè)備的常見、多發(fā)故障,也是影響行車安全的主要故障之一。多年來,局、分局、電務(wù)、工務(wù)部門為減少這類故障 做了不懈的努力, 如采用和推廣高強度絕緣和粘接式絕緣軌距桿等。銀 川分局還下發(fā)了工電行車設(shè)備結(jié)合部養(yǎng)護維修管理辦法,這些針對 設(shè)備本身及管理方面存在的薄弱環(huán)節(jié), 以提高其可靠性的措施是十分必 要的。但軌道電路露天動態(tài)運用,各種綜合因素對其影響較大,若想達 到減少和消除軌道電路空閑紅光帶的目的,還需各方繼續(xù)努力。1. 消除誤區(qū),達到共識,聯(lián)合整治軌道電路是車站集中聯(lián)鎖的重要組成
2、部分,軌道電路已不 僅僅反映列車占用和出清, 它已成為鐵路運輸行車指揮和編組站自動化 必不可少的基礎(chǔ)設(shè)備。在提高區(qū)間通過能力,編組站編組能力,鐵路運 輸效率, 保證行車安全中起著越來越重要的作用。 在控制臺上能及時反 映出軌道電路自身故障和由于異常狀況產(chǎn)生的故障現(xiàn)象。 由于軌道電路 受綜合因素影響較大, 任何一方出現(xiàn)問題, 都將影響軌道電路正常運用。 從我們歷年信號故障統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看, 軌道電路故障約占整個信號系統(tǒng)故 障的40%50%,頻繁的軌道電路故障降低了整個信號聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠 性,影響運輸生產(chǎn)的安全和效率,增加了維修工作和維修費用。從我們 多年的維修實踐來看, 僅僅依靠電務(wù)來減少和消除空閑
3、紅光帶是不可能 的,從信號系統(tǒng)內(nèi)部來看,是一個不易徹底解決的老問題。在這里呼吁 局、分局和有關(guān)部門給予充分理解,重新認(rèn)識造成軌道電路空閑紅光帶 的諸多因素,消除誤區(qū),達到共識。組織工務(wù)、電務(wù)、供電、機務(wù)等各 部門通力協(xié)作,聯(lián)合行動,共同整治,并在財力上給予一定的支持,這 是減少和消除空閑紅光帶,保證安全的重要途徑。2 . 出現(xiàn)軌道電路“紅光帶”的原因及分析 我們對近幾年來管內(nèi)軌道電路故障原因進行了統(tǒng)計分 析。主要表現(xiàn)在:2.1 鋼軌鎖定不良,晝夜溫差、季節(jié)溫差造成竄軌嚴(yán)重, 軌端絕緣頂死,管墊拉破。絕緣接頭處應(yīng)為窄扣件卻安裝了一般扣件或 水泥枕固定盤條,螺母松動盤條碰魚尾板。2.2 支距桿、軌
4、距桿絕緣材料質(zhì)量較差,依靠擰緊螺母 來調(diào)整和固定軌距,造成粘接式軌距桿絕緣拉出,支距桿絕緣破損。2.3 普通絕緣軌距桿性能差,絕緣部分易損壞,電務(wù)采 用的尼龍絕緣性能差,夏天不耐高溫,冬天發(fā)脆易碎,高強度絕緣斷面 稍高出軌面就被撞碎,絕緣螺栓失效嚴(yán)重,絕緣老化。2.4 道岔尖軌與基本軌爬行, 使安裝裝置絕緣拉碎和單向磨損,復(fù)式交 分道岔第一、 二塊滑床板工務(wù)固定困難, 造成中心滑床板竄動與道岔角 鋼連接桿相碰造成短路, 交分道岔連接桿開口銷頂部與鋼軌底部相碰造 成短路。2.5 牽引電流中的沖擊電流和回流不暢易造成“閃紅” 和燒壞設(shè)備。2.6 工務(wù)在岔區(qū)基本軌一側(cè)多處用軌距桿 (有些不絕緣) 與
5、大地中栽的半截鋼軌相連; 供電部門有些桿塔地線不經(jīng)火花間隙直接 與鋼軌相連, 火花間隙失效或絕緣子漏泄電流超標(biāo)等, 造成兩條鋼軌牽 引電流不平衡,出現(xiàn)“閃紅”。2.7 各部門在軌道電路區(qū)段整治, 施工中的撬棍、 鐵板、 鐵絲、機具以及在站場內(nèi)檢破爛者拉的廢舊鐵絲、 易拉罐等拉動和稍不 注意,就會造成瞬間“紅光帶”, 使信號關(guān)閉, 甚至造成機車冒進信號。2.8 設(shè)備被盜及“自然災(zāi)害”。2.9 列車重載、提速、雙機牽引,原設(shè)計扼流變壓器 BE 400/25 容量不夠,造成軌道電路熔斷器熔斷, 電纜、扼流變壓器燒壞, 箱盒引接線燒斷。3. 減少軌道電路空閑紅光帶的措施和途徑3.1 工、電聯(lián)合整治各部
6、絕緣。 組織專門的整治隊伍, 在每年高溫和寒冷季節(jié)到來之前, 對正線所有軌端絕緣整治一遍。 整 治內(nèi)容主要有:工務(wù)鋼軌絕緣魚尾板螺栓更換為高強度螺栓; 對絕緣易 破損處所,在軌端絕緣鋼軌底部兩枕木間加一段小枕木,使軌端絕緣下 部不再懸空, 這樣可減少鋼軌兩軌頭動態(tài)上下錯位造成的絕緣破損;為 避免軌道絕緣處兩軌頭肥邊毛刺造成的短路, 對所有絕緣接頭處的軌頭 進行防塌面斜切打磨,處理絕緣和道岔處作用不良的防爬器、道釘?shù)取?電務(wù)將接頭處絕緣更換為稍低于兩軌頭面的高強度絕緣或在兩軌縫間 夾一片尼綸絕緣和一片高強度絕緣, 并滿足軌縫要求, 達到硬、軟搭配, 增大韌性以增加使用壽命, 并在年度集中修和工電
7、聯(lián)合整治中對所有絕 緣進行分解檢查,處理固定不良的箱盒引接線等。達到的標(biāo)準(zhǔn):通 過對絕緣接頭的聯(lián)合整治,使道岔基本軌、尖軌和軌道區(qū)段絕緣接頭處 前后鋼軌鎖定良好,不爬行,不移動,安裝軌端絕緣的軌縫在鋼軌溫度最高時不應(yīng)小于6mm平時保持最大軌縫不大于12mm絕緣接頭處螺栓 扭矩力滿足600N?m至900N?m保持螺栓緊固,防止鋼軌竄動損壞絕緣 管墊,在軌端絕緣處無道釘、扣件、盤條碰魚尾板等。3.2 對軌距桿進行聯(lián)合整治。 在領(lǐng)導(dǎo)支持財力允許的條件下,將全咽喉區(qū)絕緣軌距桿更換為粘接式絕緣軌距桿。電務(wù)部門每年必須對所有軌距桿支距桿進行全面測試,檢查,發(fā)現(xiàn)絕緣不良、 老化、破損及時通知工務(wù)部門配合處理
8、。經(jīng)測試、檢查良好的軌距桿打 上年度檢查號。工務(wù)部門應(yīng)在支距桿絕緣處加高強度絕緣墊片,以 防螺母擰得太緊損壞絕緣,在安裝新軌距桿前應(yīng)通知電務(wù)測試、打號。3.3 工務(wù)在鋼軌上焊接時,要提醒工作人員地線必須接 在同一根鋼軌上,否則易燒壞軌道電路熔斷器或元器件。3.4采用抗干擾設(shè)備。25Hz相敏軌道電路優(yōu)點很多,但 也存在嚴(yán)重的缺陷, 抗不平衡脈沖電流干擾的能力較差,尤其是短的道 岔區(qū)段, 二元二位繼電器經(jīng)常發(fā)生誤動。 多數(shù)情況表現(xiàn)為沒有被列車占 用的軌道區(qū)段,二元二位軌道繼電器受牽引電流的脈沖干擾瞬間落下, 在控制臺出現(xiàn)“紅光帶”,就是所謂的“閃紅”現(xiàn)象。 隨著機車單機功 率的增加,牽引電流加大,
9、出現(xiàn)的概率明顯增多。例如,機車滿載通過 換相點(俗稱闖換相) , 接觸網(wǎng)有冰凌造成接觸不良,變電所地過流保 護開關(guān)的瞬間開閉等,均會使?fàn)恳娏W(wǎng)中產(chǎn)生大的沖擊電流。鋼軌是 牽引電流的回線、該沖擊電流對 25Hz相敏軌道電路的工作產(chǎn)生嚴(yán)重影 響,同時也說明鋼軌中的電化脈沖干擾電流是客觀存在的, 不是偶然現(xiàn) 象?,F(xiàn)有的解決辦法就是采用導(dǎo)和堵。導(dǎo)是指電路阻抗小,是指串聯(lián)諧 振電路;堵是指電路的阻抗大,是指并聯(lián)諧振電路。從濾波器來說,導(dǎo) 和堵均是指濾波器的阻帶特性,具體采用何種方式,需要根據(jù)干擾源的 情況來決定。銀川分局現(xiàn)在部分車站更換的 BES適配器,大大減少了閃 紅現(xiàn)象的發(fā)生。3.5改善25Hz信
10、號的傳輸特性,使二元二位繼電器軌道 線圈和局部線圈上的電壓相位差在 90°左右,使軌道電路處于純電阻狀 態(tài),即最佳狀態(tài)( 90°正負(fù) 8°是理想狀態(tài))。3.6 充分認(rèn)識不平衡牽引電流對軌道電路的干擾,加強 日常檢修。因為不平衡電壓是由鋼軌中通過的不平衡牽引電流引起的, 而牽引電流不平衡是燒損軌道電路元器件造成故障的主要原因。 由于鋼 軌的集膚效應(yīng),軌條內(nèi)外磁場形成內(nèi)外電感, 因鋼軌本身對地阻抗不一 致,鋼軌連接接觸電阻大小不一致,鋼軌周圍環(huán)境不一致,導(dǎo)致兩根鋼 軌傳輸阻抗不一致等諸多因素,引起兩根軌中牽引電流大小不一致。軌 道電路設(shè)計只允許牽引電流不平衡系數(shù)為5%
11、以下,而目前,鐵路運能運量不斷擴大,重載列車,多機牽引回流可達300400A甚至更高。因此, 在維修工作中要盡量保證鋼軌接續(xù)線完好,緊固扼 流箱中點連接線以 及扼流箱連接端子,使其接觸良好。工務(wù)軌端魚尾板螺栓緊固,岔區(qū)一 側(cè)鋼軌連接栽在地中半截鋼軌的軌距桿必須絕緣, 供電接觸網(wǎng)桿塔火花 間隙良好,地線不能直接與鋼軌相連, 以便盡量減少軌道電路的橫向不 平衡,降低牽引電流不平衡對軌道電路的干擾。3.7 在相敏軌道電路的接收端串聯(lián)電阻, 增加 25Hz 信號發(fā) 送功率,并抓好標(biāo)調(diào),使室外變壓器端子連接達到送受電端電壓標(biāo)準(zhǔn), 且一送多受區(qū)段電壓平衡,極性交叉正確,室內(nèi)軌道繼電器端電壓不超 標(biāo)。3.8
12、 加大新技術(shù)、新材料的投入。在取得上級部門理解和 一定的財力支持下, 將變電所所在地以及“閃紅”區(qū)段設(shè)法更換大容量 的BES抗干擾適配器;將軌道電路送受電端 10A熔絲更設(shè)為限流裝置, 在該裝置上同時并接一個1A熔絲,當(dāng)非正常紅光帶時用1A熔絲是否熔 斷區(qū)分是設(shè)備故障造成還是不平衡電流造成 (限流裝置是為了壓縮非工 區(qū)所在地熔絲熔斷時的紅光帶故障延時) ;在聯(lián)鎖區(qū)鋼軌接頭處軌底外 側(cè)加焊 U 型鋼絲繩接續(xù)線,使軌端達到一塞一焊接續(xù)線,防止偷盜。在 電氣集中改造時,建議采用 UM71型無絕緣軌道電路,從根本上克服傳 統(tǒng)軌道電路受外界條件影響大, 故障率高, 調(diào)整頻繁, 維修量大等缺點, 免除了信號基建和更新改造工程中的軌道絕緣方面 (如軌端絕緣, 絕
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