论文部分内容阅读
[摘要] 轨道交通系统作具有运输能力大、单车装载量大、车速较高、受气候和自然条件影响较小等特点，深受广大人民群众欢迎，其安全性也直接关系到广大乘客的生命安全，7.23温州动车追尾事故带来的惨痛教训更让我们清醒认识到信号系统在轨道交通系统中有着举足轻重的地位，其能否正常工作直接影响列车的安全运行。目前在电气化铁路上有90％的车站采用25Hz轨道电路信号，该制式成为电气化铁路站内轨道电路信号的首选。25 Hz轨道电路故障已成为一个影响铁路运输效率的严重问题。笔者从科学技术发展的角度探讨了，对于潜在的危险和故障进行分析并提出相应处理方法。
[关键词] 轨道交通；列车安全；25Hz轨道电路信号；处理方法
0 前言
国家发改委《关于2010年国民经济和社会发展计划执行情况与2011年国民经济和社会发展计划草案的报告》提出要加快建设重要通道和综合交通枢纽，重点支持客运专线铁路、西部干线铁路等建设。2011年年底，全国铁路营业里程达9.9万公里，比2010年9.1万公里增加了4986公里。而2012年,中国铁路营业里程将达到11万公里。作为保证列车安全、正点、快捷、舒适、高密度不间断运行的重要技术装备的25 Hz轨道电路信号具有工作稳定可靠，维修简单和故障率低的优点，具有很高的抗干扰能力，并延长了轨道电路的极限长度（可达1500m），深受现场欢迎，其正常工作必须得到保证。
1 25Hz轨道电路的组成及工作原理
1.1 25Hz轨道电路的组成
送电端设备构成：送电扼流变压器BE25、轨道变压器BG25、电阻R0、保险RD1、保险RD2。受电端设备构成：受电扼流变压器BE25、轨道变压器BG25、电阻R0、保险RD1、防雷FB、防护盒FH、25HZ轨道继电器GJ（JRJC1-70/240）。
另外25HZ轨道电路的轨道电源和局部电源分别由独立的轨道分频器和局部分频器给轨道继电器的轨道线圈和局部线圈供电。
1.2 25Hz轨道电路的工作原理
25Hz轨道电路的信号电源25Hz交流电由铁磁分频器供给，以区分50Hz牵引电流，接受器采用二元二位轨道继电器，该继电器的轨道线圈由送电端25Hz轨道电源经轨道传输后供电，局部线圈则由25Hz局部分频器电源供電。轨道继电器工作时，从轨道电路取得较少的功率而大部分功率是通过局部线圈取自局部电源，因而轨道电路的控制距离可以延长，且只有轨道继电器上的轨道线圈电压Ug和局部线圈电压Uj之间的相位角接近或等于90°时，转矩最大，是翼片绕轴旋转，带动接点动作，否则，翼片不能旋转，不能带动接点动作。所以，25Hz轨道电路既有对频率的选择性（区别开电力牵引电流）又有相位的选择性。当轨道线圈和局部线圈电源电压满足规定的相位要求时，GJ吸起，轨道电路处于调整状态，即表示轨道电路空闲。当列车占用时，轨道电路被分路，GJ落下。若频率、相位不对时，GJ也落下。
2 25Hz轨道电路信号的常见故障
2.1故障现象一
轨道区段红光带，而该区段接收器红、绿指示灯均点亮。此类故障接收器的局部电源、轨道接收电压均为正常，而直流电源或直流输出部分不正常，故障部位在室内。信号维修人员应首先在轨道测试盘处进行测试（轨道测试盘接收器交流输入电压取自轨道架组合侧面端子，接收器直流输出电压取自轨道执行继电器所在组合侧面端子），然后再做进一步的分析和判断。
2.1.1 接收器直流输出电压偏高（比正常值高4V～6V）为断线故障
①执行继电器至组合侧面端子间断线。
②执行继电器插座1、4或2、3插片接触不良。
③执行继电器插座2、3跨线断线。
④执行继电器线圈断线。
2.1.2 接收器直流输出电压偏低（小于16.8V）或为0，再测接收器插座端子32、42电压
①若有电压且偏高（比正常值高4V～6V），则为接收器至执行继电器组合侧面端子间断线。
②若无电压或偏低（小于16.8V），再将执行继电器拔下：若直流电压升高（比正常值高4V～6V），说明执行继电器线圈混线或接收器输出部分电路带负载能力降低；若直流输出电压仍无大的变化、或输出电压幅值不够，有以下4种情况：接收器输出部分电路故障；接收器插座32、42插片接触不良；接收器至执行继电器间混线（包括组合侧面端子）；接收器插座72、82插片接触不良造成接收器直流电源电压低于20.4V，或者由于其它原因而导致的直流电源电压降低，致使接收器直流输出电压远小于执行继电器（JWXC-1700）的工作电压，但接收器的红、绿指示灯还是依然点亮的。
2.2 故障现象二
轨道区段红光带，而接收器红指示灯正常点亮、绿指示灯灭灯。此类故障接收器的直流电源、局部电源电压均为正常，而轨道接收电压或直流输出部分不正常。处理此类故障，同样要先判断故障在室内还是在室外、是断线还是混线，分析、判断方法如下：
①若测试接收器轨道接收电压正常，而无直流输出电压时，则为室内故障，而且是接收器本身故障（如直流稳压9V或5V电源故障、压控振荡器故障或晶体振荡器故障等）。
②若测试接收器轨道接收电压偏低（小于10V）或为0且无直流输出电压时，则需再测试分线盘处轨道接收电压，有以下几种情况：
⑴ 若轨道接收电压仍偏低或为0，则需甩开室外电缆，测试电缆侧空载电压：若电压远大于30V（无扼流变压器区段远大于50V），则故障在室内，主要有以下5种情况：分线盘至接收器间混线（包括分线盘至轨道架组合侧面端子间、组合侧面端子至防护盒间、防护盒至接收器间混线）；接收器插座73、83插片接触不良；防护盒至接收器间断线；接收器输入变压器T1一次侧断线；防护盒内部断线。若甩线后，电缆侧轨道电压仍偏低或为0，则故障在室外（电码化区段还要检查DGFJ是否吸起，轨道220V电源是否送出）。故障性质有可能是混线（包括钢轨绝缘破损，此时有可能造成绝缘节两侧相邻区段同时故障或相邻区段接收器轨道接收电压明显降低），或断线（包括接触不良）。室外故障的查找方法与原25Hz相敏轨道电路相同。
⑵ 若轨道接收电压远大于30V（无扼流变区段远大于50V），说明是室内故障，而且是分线盘至轨道架组合侧面端子间断线。
⑶若测试接收器轨道接收电压远大于30V（无扼流变压器区段远大于50V），说明是室内故障，而且是轨道架组合侧面端子至防护盒间断线。
2.3 故障现象三
轨道区段红光带，而接收器红指示灯点亮、绿指示灯闪光。此类故障接收器的直流电源、轨道接收电压均为正常，而主要原因是110V局部电源电压过低或断线所致。通常有以下几种情况：
①接收器插座51、61无交流110V电压，则为局部电源断线。
②接收器插座51、61交流110V电压正常，则为接收器插座51、61插片接触不良或接收器内部110V局部电源电路断线。
2.4 故障现象四
轨道区段红光带，且接收器红、绿指示灯均灭灯。此类故障一般为接收器直流24V电源故障，而接收器的局部电源、轨道接收电压均为正常。主要有以下几种情况：
①接收器插座72、82无直流24V电压，则为直流电源断线。
②接收器插座72、82直流24V电压正常，则有可能有一下情况：是接收器1A熔断器接触不良或断路；接收器插座72、82插片接触不良；接收器内部集成稳压器7809输入回路断路。
3 上述故障的处理方法
发生红光带后，首先到行车室确认故障现象。1.全站红光带或某一咽喉全部区段红光带，检查电源屏输出保险；2.某咽喉不规则红光带，检查组合架保险或发送输出电缆；3.相邻两区段红光带，检查室外绝缘；4.排路后正线区段红光带，可先按压发码复原按钮。5.单独一轨道电路红光带，以检查本区段设备为主。
以单独一区段红光带处理故障方法举例。首先区分故障是室内还是室外。因为25HZ相敏轨道电路是集中供电，所以单独一区段红光带说明其室内发送到室外发送端是正常的，要到分线盘测试接收端电压，如有电压，说明是室内开路故障；无电压，甩线再测，有了电压，是室内短路故障；仍无电压，是室外故障。（此时无法区分是开路还是短路）。到达现场，到发送端测试限流电阻电压，与正常值相比，低了，是开路故障；高了，是短路故障。（一般情况，有特殊的几个点故障时与上述不符，在此不作赘述。）查找方法不再详谈。
如电压已上了发送端钢丝绳，使用轨道测试仪25HZ电流档沿着钢轨向接收端前进，电流突变点即为故障点。（25HZ相敏轨道电路轨面电压极低，无法使用电压法查找故障点）。
4 结论
25hz轨道电路故障产生的主要原因是由不平衡牵引脉冲电流引起，使扼流短时出现饱和所致。因此预防轨道电路故障应主要从加强强电和弱电结合部的抗干扰能力上做文章,提高抗干扰能力、信号传输特性等指标。本文主要研究的故障类型是基现实中经常出现的故障，以及处理方法，至于具体的其他处理方法，还有待继续在实践中探索和总结。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
[关键词] 轨道交通；列车安全；25Hz轨道电路信号；处理方法
0 前言
国家发改委《关于2010年国民经济和社会发展计划执行情况与2011年国民经济和社会发展计划草案的报告》提出要加快建设重要通道和综合交通枢纽，重点支持客运专线铁路、西部干线铁路等建设。2011年年底，全国铁路营业里程达9.9万公里，比2010年9.1万公里增加了4986公里。而2012年,中国铁路营业里程将达到11万公里。作为保证列车安全、正点、快捷、舒适、高密度不间断运行的重要技术装备的25 Hz轨道电路信号具有工作稳定可靠，维修简单和故障率低的优点，具有很高的抗干扰能力，并延长了轨道电路的极限长度（可达1500m），深受现场欢迎，其正常工作必须得到保证。
1 25Hz轨道电路的组成及工作原理
1.1 25Hz轨道电路的组成
送电端设备构成：送电扼流变压器BE25、轨道变压器BG25、电阻R0、保险RD1、保险RD2。受电端设备构成：受电扼流变压器BE25、轨道变压器BG25、电阻R0、保险RD1、防雷FB、防护盒FH、25HZ轨道继电器GJ（JRJC1-70/240）。
另外25HZ轨道电路的轨道电源和局部电源分别由独立的轨道分频器和局部分频器给轨道继电器的轨道线圈和局部线圈供电。
1.2 25Hz轨道电路的工作原理
25Hz轨道电路的信号电源25Hz交流电由铁磁分频器供给，以区分50Hz牵引电流，接受器采用二元二位轨道继电器，该继电器的轨道线圈由送电端25Hz轨道电源经轨道传输后供电，局部线圈则由25Hz局部分频器电源供電。轨道继电器工作时，从轨道电路取得较少的功率而大部分功率是通过局部线圈取自局部电源，因而轨道电路的控制距离可以延长，且只有轨道继电器上的轨道线圈电压Ug和局部线圈电压Uj之间的相位角接近或等于90°时，转矩最大，是翼片绕轴旋转，带动接点动作，否则，翼片不能旋转，不能带动接点动作。所以，25Hz轨道电路既有对频率的选择性（区别开电力牵引电流）又有相位的选择性。当轨道线圈和局部线圈电源电压满足规定的相位要求时，GJ吸起，轨道电路处于调整状态，即表示轨道电路空闲。当列车占用时，轨道电路被分路，GJ落下。若频率、相位不对时，GJ也落下。
2 25Hz轨道电路信号的常见故障
2.1故障现象一
轨道区段红光带，而该区段接收器红、绿指示灯均点亮。此类故障接收器的局部电源、轨道接收电压均为正常，而直流电源或直流输出部分不正常，故障部位在室内。信号维修人员应首先在轨道测试盘处进行测试（轨道测试盘接收器交流输入电压取自轨道架组合侧面端子，接收器直流输出电压取自轨道执行继电器所在组合侧面端子），然后再做进一步的分析和判断。
2.1.1 接收器直流输出电压偏高（比正常值高4V～6V）为断线故障
①执行继电器至组合侧面端子间断线。
②执行继电器插座1、4或2、3插片接触不良。
③执行继电器插座2、3跨线断线。
④执行继电器线圈断线。
2.1.2 接收器直流输出电压偏低（小于16.8V）或为0，再测接收器插座端子32、42电压
①若有电压且偏高（比正常值高4V～6V），则为接收器至执行继电器组合侧面端子间断线。
②若无电压或偏低（小于16.8V），再将执行继电器拔下：若直流电压升高（比正常值高4V～6V），说明执行继电器线圈混线或接收器输出部分电路带负载能力降低；若直流输出电压仍无大的变化、或输出电压幅值不够，有以下4种情况：接收器输出部分电路故障；接收器插座32、42插片接触不良；接收器至执行继电器间混线（包括组合侧面端子）；接收器插座72、82插片接触不良造成接收器直流电源电压低于20.4V，或者由于其它原因而导致的直流电源电压降低，致使接收器直流输出电压远小于执行继电器（JWXC-1700）的工作电压，但接收器的红、绿指示灯还是依然点亮的。
2.2 故障现象二
轨道区段红光带，而接收器红指示灯正常点亮、绿指示灯灭灯。此类故障接收器的直流电源、局部电源电压均为正常，而轨道接收电压或直流输出部分不正常。处理此类故障，同样要先判断故障在室内还是在室外、是断线还是混线，分析、判断方法如下：
①若测试接收器轨道接收电压正常，而无直流输出电压时，则为室内故障，而且是接收器本身故障（如直流稳压9V或5V电源故障、压控振荡器故障或晶体振荡器故障等）。
②若测试接收器轨道接收电压偏低（小于10V）或为0且无直流输出电压时，则需再测试分线盘处轨道接收电压，有以下几种情况：
⑴ 若轨道接收电压仍偏低或为0，则需甩开室外电缆，测试电缆侧空载电压：若电压远大于30V（无扼流变压器区段远大于50V），则故障在室内，主要有以下5种情况：分线盘至接收器间混线（包括分线盘至轨道架组合侧面端子间、组合侧面端子至防护盒间、防护盒至接收器间混线）；接收器插座73、83插片接触不良；防护盒至接收器间断线；接收器输入变压器T1一次侧断线；防护盒内部断线。若甩线后，电缆侧轨道电压仍偏低或为0，则故障在室外（电码化区段还要检查DGFJ是否吸起，轨道220V电源是否送出）。故障性质有可能是混线（包括钢轨绝缘破损，此时有可能造成绝缘节两侧相邻区段同时故障或相邻区段接收器轨道接收电压明显降低），或断线（包括接触不良）。室外故障的查找方法与原25Hz相敏轨道电路相同。
⑵ 若轨道接收电压远大于30V（无扼流变区段远大于50V），说明是室内故障，而且是分线盘至轨道架组合侧面端子间断线。
⑶若测试接收器轨道接收电压远大于30V（无扼流变压器区段远大于50V），说明是室内故障，而且是轨道架组合侧面端子至防护盒间断线。
2.3 故障现象三
轨道区段红光带，而接收器红指示灯点亮、绿指示灯闪光。此类故障接收器的直流电源、轨道接收电压均为正常，而主要原因是110V局部电源电压过低或断线所致。通常有以下几种情况：
①接收器插座51、61无交流110V电压，则为局部电源断线。
②接收器插座51、61交流110V电压正常，则为接收器插座51、61插片接触不良或接收器内部110V局部电源电路断线。
2.4 故障现象四
轨道区段红光带，且接收器红、绿指示灯均灭灯。此类故障一般为接收器直流24V电源故障，而接收器的局部电源、轨道接收电压均为正常。主要有以下几种情况：
①接收器插座72、82无直流24V电压，则为直流电源断线。
②接收器插座72、82直流24V电压正常，则有可能有一下情况：是接收器1A熔断器接触不良或断路；接收器插座72、82插片接触不良；接收器内部集成稳压器7809输入回路断路。
3 上述故障的处理方法
发生红光带后，首先到行车室确认故障现象。1.全站红光带或某一咽喉全部区段红光带，检查电源屏输出保险；2.某咽喉不规则红光带，检查组合架保险或发送输出电缆；3.相邻两区段红光带，检查室外绝缘；4.排路后正线区段红光带，可先按压发码复原按钮。5.单独一轨道电路红光带，以检查本区段设备为主。
以单独一区段红光带处理故障方法举例。首先区分故障是室内还是室外。因为25HZ相敏轨道电路是集中供电，所以单独一区段红光带说明其室内发送到室外发送端是正常的，要到分线盘测试接收端电压，如有电压，说明是室内开路故障；无电压，甩线再测，有了电压，是室内短路故障；仍无电压，是室外故障。（此时无法区分是开路还是短路）。到达现场，到发送端测试限流电阻电压，与正常值相比，低了，是开路故障；高了，是短路故障。（一般情况，有特殊的几个点故障时与上述不符，在此不作赘述。）查找方法不再详谈。
如电压已上了发送端钢丝绳，使用轨道测试仪25HZ电流档沿着钢轨向接收端前进，电流突变点即为故障点。（25HZ相敏轨道电路轨面电压极低，无法使用电压法查找故障点）。
4 结论
25hz轨道电路故障产生的主要原因是由不平衡牵引脉冲电流引起，使扼流短时出现饱和所致。因此预防轨道电路故障应主要从加强强电和弱电结合部的抗干扰能力上做文章,提高抗干扰能力、信号传输特性等指标。本文主要研究的故障类型是基现实中经常出现的故障，以及处理方法，至于具体的其他处理方法，还有待继续在实践中探索和总结。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。