轨道电路分路不良的原因及解决方案

浅谈轨道电路分路不良

据不完全统计，当前全国铁路存在约3．6万段分路不良区段。这种区段由于无法完成列车占用检查，会引发进路提前错误解锁，引起道岔中途转换，造成挤岔、脱线事故或列车侧面冲突等事故，给铁路运营带来了安全隐患，严重影响了铁路运输效率，已成为全路亟待解决的重大安全技术问题。

1 产生轨道电路分路不良的原因

所谓轨道电路分路不良就是俗称的“压不死”、“丢车”、或“白光带”，即：当列车进入某一轨道区段时，对应区段的轨道继电器却仍处在吸起状态或时吸时落状态，此时相应的信号灯和控制台上会错误的显示绿灯和白灯，表明该轨道电路已失去了对轨道区段占用状态检查的功能。当发生这样情况时，列车司机和车站调度人员就会误认为该区段内无车占用，进行行车和办理进路操作，从而造成列车冲撞、挤拈、脱轨等严重的行车事故。造成这一现象的原因主要与以下因素有关。

1．1 钢轨面生锈及污染

钢轨是轨道电路的重要组成部分，列车分路就是通过作用于钢轨来实现的。钢轨在露天状态下，其表面灰尘吸附水分在钢轨表面会发生化学反应，形成Fe(OH)3 ，薄膜氧化层。在—些货场，装卸粉尘散落在轨面或被机车车辆轮对带到轨面上，再经列

车轮碾轧，轨面形成绝缘层，其效果同生锈的氧化层一样，当列车分路时使轮对与轨面的接触电阻变大，从而使轨道电路出现分路不良。按锈蚀程度，分路不良区段可分为轻度、中度和重度3种。

1．2 车流量

钢轨在自然状态下，生锈是比较缓慢的。列车在高速行进中轮对与钢轨间会产生摩擦，摩擦过程中就能清除掉轨面上的锈和污染。消除生锈和污染的程度取决于车流大小、车速高低。正线几乎没有生锈区段就是因为车流大、车速高的缘故，而在很少走车的侧线或斜股便会产生大量分路不良区段。

1．3 钢轨轨面电压

钢轨轨面的氧化层及污染层(简称“小良导电层”)在恒定压力条件下，呈现为“类放电管”击穿效应，即：当轨面电压升高到—定程度，便会击穿不良导电层，使轨道电路得以分路，从而达到解决轨道电路分路不良的目的。经过大量试验及现场测试，吸取国外经验，结合当前轨道电路现状，划定了站内轨道电路最小轨面电压等级为3 V、20 V和80 V 3个档级。

1．4 分路电流

钢轨表面的不良导电层在电压击穿前表现为很高的阻抗，数欧姆、数百欧姆甚至上千欧姆。电压达到击穿值后，电流瞬间增加，分路电阻降低，电流越大，电阻越小。当分路电阻小于标准分路电阻，轨道电路能可靠分路；分路电阻大于标准分路电阻，就会分路不良。此时就必须增大分路电流，继续烧结分路电阻，使其小于标准分路电阻，从而到达分路的目的。

2 解决轨道电路分路不良的具体措施

轨道电路分路不良是一个世界性的问题，各国根据自己的国情都采用了不同的方法，主要分“轨道电路方式”和“非轨道电路方式”2种。非轨道电路方式主要包括有计轴式、堆焊及喷涂等；轨道电路方式包括脉冲式、3 v化等。

针对我同站内电气化区段以25 Hz相敏轨道电路为主，非电气化区段以480轨道电路为主的情况，主要介绍采用基于轨道电路解决分路不良的具体措施方法。

1．提高送、受电端的阻抗。通过在送、受电端增加谐振电路，提高送、受电端的阻抗，最终达到提高轨面电压的目的，即利用高电压击穿钢轨的不良导电层。

2．提高轨道电路系统的功率。在提高轨面电压的同时，必须保证分路电阻上的电流满足设计要求，这样才能保证接触电阻小于标准分路电阻。

3．采用高返还系统的电子接收器。进一步降低整个轨道电路系统的功率，实现对室外防护盒电容漏电、内部断线、外部连接线断线、钢轨接续线接触不良、钢丝绳引接线接触不良等所有导致轨面电压降低后，不能击穿不良导电层故障的防护。

4．采用脉冲式轨道电路。通过周期性的触发储能电容放电，形成周期不对称脉冲信号，占空比约100:1，钢轨上瞬间功率最大能够达到近万瓦(100V、100A)，利用其瞬间功率达到击穿不良导电层的目的，从而解决轨道电路分路不良。

3 具有解决分路不良功能的轨道电路系统

结合国情，借鉴国内外在解决轨道电路分路小良问题上的经验，研制开发了具有解决分路不良功能的轨道电路系统：25 Hz 相敏轨道电路(UI型)和多特征脉冲轨道电路系统。其中25 Hz 相敏轨道电路(UI型)主要适用于轻度腐蚀的分路不良区段，其钢轨轨面电压为3 v档；多特征脉冲轨道电路适用于中度和重度腐蚀的分路不良区段，其钢轨轨面电压为20 V档和80 V档。

3.1 25Hz相敏轨道电路(UI型)

25 Hz相敏轨道电路(UI型)，是针对既有存在分路不良的25 Hz相敏轨道电路区段，且适用于轻度污染的区段。该系统充分体现出技术有效、易于实施、改造经济的特点。

3．1．1 技术条件

1．轨道电路长度：电气化区段，700 m(0．6Ω•km)、1000m(1．0Ω•km)；非电气化区段，800m(0．6Ω•km)、1000 m(1．0Ω•km)

2．轨面最小电压≥3V，受端轨面3 v对应室内接收器落下门限

3．最小短路电流≥4 A

4．分路灵敏度0．25Ω

5．最大消耗功率165 W( ≤1200 m)

3．1．2 技术特点

1．具备大电流和高电压输出能力，符合解决分路不良的技术条件。

2．具备高分路灵敏度，分路灵敏度按照0．25 n设计。

3．通过接收端的调整配置，使接收器落下门限与钢轨接收端3V对应，能够实现对钢轨最小电压的检查防护，提高了系统的安全性，能够解决包括钢轨接续线接触不良、引接线接触不良、谐振设备电容漏电、谐振设备断线等，所有可能导致轨面电压下降到3 V以下而丧失击穿能力的故障防护。

4．轨道电路设汁中考虑了对钢轨断轨的检查，能够实现双端扼流均有外部连接条件下的断轨检查功能。

5．利用既有系统设备构成，便于实施改造。

3．1．3 系统构成

1．非电化区段，主要设备包括：25Hz相敏轨道电路接收器(GX•J-25A／B／C)、通用轨道变压器(CZ•BGT)、调整电阻等。

2．电化区段，主要设备包括：25 Hz相敏轨道电路接收器(GX•J-25A／B／C)、通用轨道变压器(GZ．BGT)、扼流变压器(BEI(UI))、室外相敏防护盒(HFW-1)、调整电阻、可调电阻等。

3．1．4 主要设备

1．25 Hz相敏轨道接收器。采用高可靠数字处理技术，可同时处理2路轨道信号，对2段轨道区段进行占用、空闲状态检查。设备采用双机互为冗余的方式。根据现场设备结构特点，可分为如下3种(见表1)。

2．HFW-1型相敏室外防护盒。用于电化区段，与扼流变压器的信号侧并联，构成在失谐条件下的高阻抗，提高工作频点25 Hz的阻抗。