一、軌道電路分路不良對行車安全造成的危害

（1）調(diào)車作業(yè)時中途轉(zhuǎn)換道岔造成機車車輛擠岔。

（2）接發(fā)列車作業(yè)時錯誤判斷列車的出清狀態(tài)而轉(zhuǎn)換道岔，造成列車脫軌。

（3）錯誤判斷進路空閑狀態(tài)后開放信號，造成待接發(fā)的列車或調(diào)車機車車輛與停留車輛發(fā)生正面沖突，或者與臨線侵限的車輛發(fā)生側(cè)面沖突。

（4）進路不能完全解鎖，造成遺留白光帶。

（5）區(qū)間自閉信號直接升級。

（6）客運專線上高速列車“失蹤”，由于車速快導(dǎo)致反應(yīng)時間和制動距離過長，可能造成追尾事故。

二、軌道電路分路不良形成原因

當(dāng)列車進入相應(yīng)的軌道區(qū)段時，該區(qū)段軌道繼電器未能落下或者保持落下狀態(tài)，車站控制臺和現(xiàn)場信號燈錯誤顯示綠燈或者白燈，不能正確顯示軌道區(qū)段的占用狀態(tài)，造成以上現(xiàn)象的原因種類偏多，主要與當(dāng)?shù)貧夂?、運營內(nèi)容、專線特點、設(shè)備狀況及參數(shù)設(shè)定、站場使用等有關(guān)。

1.鋼軌軌面生銹。

目前最常見的分路不良大部分來源于鋼軌軌面生銹，在潮濕的空氣中，鋼軌表面吸附了一層薄薄的水膜，這層水膜里含有少量的H+和OH-，還溶解了氧氣，結(jié)果在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液，它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳（因鋼鐵不純）恰好形成無數(shù)微小的原電池。在這些原電池里，鐵是負(fù)極，碳是正極。鐵失去電子而被氧化，電化學(xué)腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。鐵銹層的存在導(dǎo)致列車輪對和鋼軌之間的電阻阻值加大，出現(xiàn)分路不良。

2.營運環(huán)境影響。

在輪對和鋼軌軌面之間除了鐵銹之外還有其他物質(zhì)導(dǎo)致導(dǎo)通困難，比如貨場一類容易產(chǎn)生大量粉塵的環(huán)境，粉塵落在鋼軌軌面或者由輪對裹帶至鋼軌軌面，經(jīng)輪對碾壓后形成絕緣層，導(dǎo)致分路不良，油污、沙土、鹽堿嚴(yán)重地域也會有類似效果。

3.高速輕載列車碾壓效果不良。

列車在行進中輪對和鋼軌間產(chǎn)生摩擦，可以有效清除鋼軌軌面的銹跡和其他絕緣層。在高鐵營運線路上雖然車流量不少，但是營運車輛車速快，自重輕，導(dǎo)致碾壓過程中摩擦力不足，“打磨”效果欠佳，部分線路的鋼軌軌面的光潔面積只有30%甚至更低，呈細(xì)長條靠近鋼軌內(nèi)緣，極易產(chǎn)生分路不良。相對而言在重載線路上不易出現(xiàn)分路不良現(xiàn)象。

4.車流量不足導(dǎo)致碾壓效果不良。

在站場內(nèi)一些側(cè)線區(qū)段，列車長時間占用或者使用頻率不高，造成鋼軌軌面碾壓頻率不足，不能有效清除絕緣層物質(zhì)。部分線路由于車流量偏小，類似各種專用線，線路碾壓頻率不足，都容易造成分路不良。

5.列車分路電阻大。

列車車輛進入軌道區(qū)段時，車輛輪對對軌道分路形成回路，此時車輛輪對的自身阻值、輪對和鋼軌接觸面的阻值之和為分路阻值。標(biāo)準(zhǔn)分路電阻阻值在不同制式時有區(qū)別，如25Hz 相敏軌道電路標(biāo)準(zhǔn)分路電阻值為0.06Ω，如果分路阻值大于標(biāo)準(zhǔn)，就會產(chǎn)生分路不良。

三、解決軌道電路分路不良的措施

1.25Hz相敏軌道電路UI型(3V化方式)

此種方法主要是在97型軌道電路上進行改進，通過降低受電端軌道變壓器變比來提升軌面電壓。其系統(tǒng)原理在全站25Hz相敏軌道電路室內(nèi)設(shè)備不變的基礎(chǔ)上，通過更換室外扼流變壓器和信號變壓器箱內(nèi)設(shè)備，提高軌面電壓至2～5V，用以擊穿半導(dǎo)體薄膜，實現(xiàn)軌道電路分路特性的改進，使軌道電路能夠有良好的分路。

3V化軌道電路優(yōu)點如下：

(1)軌道電路分路靈敏度明顯提高，適用于輕度污染地區(qū)。

(2)保留97型軌道電路工作的穩(wěn)定性，利用計算機進行仿真計算，制定計算、模擬盤、現(xiàn)場安裝三個一致的調(diào)整表。

(3)整套系統(tǒng)在原有設(shè)備基礎(chǔ)上，只需更換室外扼流變壓器和信號變壓器箱內(nèi)設(shè)備，在不改變室內(nèi)設(shè)備情況下，即可實現(xiàn)軌道電路分路特性的改進。

(4)新器材研制采用了各種措施，明顯的改進了軌道電路的分路特性，適用于25Hz相敏軌道電路區(qū)段。

(5)在單項器材的研發(fā)上充分考慮了其利舊和通用性。

(6)采用改進型自復(fù)式保險開關(guān)做軌道電路的熔斷器。

(7)系統(tǒng)電路成熟，符合“故障-安全”原則。

(8)可以實施積木化的施工改造，根據(jù)需要逐區(qū)段改造，施工簡單易行、節(jié)省投資。

3V化軌道電路缺點如下：

(1)使軌道繼電器和防護盒與軌道電路失配。

(2)增大了電源功率。如軌道電路長度為100m，原軌道電路功率為2W，提升軌面電壓后功率為20W；軌道電路長度為1200m，原軌道電路功率為10W，提升軌面電壓后功率為100W。這樣將使既有的電源屏很難滿足要求。

(3)機車信號短路電流減少一半。

(4)對于短軌道電路分路電阻有所提高，但是對長軌道電路分路靈敏度提高不大。

2.計軸式軌道電路

計軸式軌道電路，在軌道區(qū)段的兩端安裝計軸傳感器，將計軸控制條件與既有軌道電路控制條件相結(jié)合，將計軸條件納入既有聯(lián)鎖控制條件。當(dāng)列車經(jīng)過計軸傳感器時，車輪的通過信號被傳感器記錄，經(jīng)調(diào)制轉(zhuǎn)換后傳入室內(nèi)，數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后在控制臺上給出相應(yīng)區(qū)段占用或

者空閑的狀態(tài)顯示。

計軸式軌道電路優(yōu)點：

與鋼軌軌面生銹及道床漏泄?fàn)顟B(tài)無關(guān)，不受軌道電路電氣特性影響。

計軸式軌道電路缺點：

(1)靈敏度高，一旦傳感器受到干擾就開始計軸，并立即顯示該區(qū)段列車占用紅光帶，尤其對已經(jīng)開放的信號影響嚴(yán)重。

(2)恢復(fù)清零確認(rèn)手續(xù)復(fù)雜，影響運輸效率。

(3)不能改善分路不良區(qū)段地面機車信號的傳輸。

(4)造價較高，施工復(fù)雜。

(5)計軸設(shè)備對軌道區(qū)段的檢查是非連續(xù)式，存在安全問題。

計軸式軌道電路系統(tǒng)框圖如圖1。

3.高壓不對稱脈沖軌道電路

高壓不對稱軌道電路是利用瞬間較大功率高壓脈沖來檢查軌道電路的占用或者分路情況，它能夠穿透部分生銹的鋼軌軌面，返還系數(shù)較高，在一定程度上可以改善分路不良的情況。

缺點：在一送多受區(qū)段內(nèi)發(fā)生絕緣破損的情況下，會失去列車分路效應(yīng)，此方式對既有設(shè)備進行分路不良整治時,設(shè)備更換比較多,存在一定的技術(shù)風(fēng)險。

4.多特征脈沖軌道電路。

脈沖軌道電路系統(tǒng)，是針對當(dāng)前站內(nèi)存在的銹蝕較嚴(yán)重的分路不良區(qū)段，結(jié)合我國高壓不對稱脈沖軌道電路，吸收近年來法國高壓脈沖軌道電路的經(jīng)驗而設(shè)計的一種脈沖軌道電路。系統(tǒng)安全性、可靠性有了較大的提高。該軌道電路充分利用輸出瞬間功率極高(近萬瓦，100 V，100A)的特點，完成對站內(nèi)腐蝕較嚴(yán)重軌道區(qū)段銹層、污染物的擊穿作用，從而實現(xiàn)列車的良好分路。

發(fā)送器信號增加了多種脈沖頻率，同時接收器在我國具有在高壓不對稱脈沖軌道電路的解凋方式基礎(chǔ)上，增加了對脈沖頻率，脈沖波形等特征的判斷。電化傳輸環(huán)節(jié)增加了防干擾設(shè)計，在扼流二次側(cè)增加室外補償器，減少了牽引電流對系統(tǒng)的干擾，增加了系統(tǒng)抗電氣化干擾的性能。通過專門設(shè)計的電碼化隔離電路，徹底解決了高壓脈沖軌道電路和移頻信號難以疊加的難題，保證了機車信號的連續(xù)性。

根據(jù)接收軌面電壓的不同，多特征高壓脈沖軌道電路分為兩種類型：一般分路不良區(qū)段采用最低電壓20V，最小電流20A，分路電阻0.15Ω；在嚴(yán)重的分路不良區(qū)段或常年走車少的短軌道區(qū)段采用最低電壓80V，最小電流20A，分路電阻0.5Ω。

扼流變壓器不利舊時，系統(tǒng)構(gòu)成見圖2（以脈沖室內(nèi)發(fā)送為例）。

扼流變壓器利舊時，系統(tǒng)構(gòu)成見圖3（以脈沖室外發(fā)送為例）。

多特征脈沖電路技術(shù)特點：

（1）軌面瞬間功率最大能夠達到近萬瓦，符合解決分路不良的技術(shù)條件。

（2）功耗低。每個軌道電路平均消耗功率80w。軌道電路采用脈沖信號作為傳輸信號，其占空比僅為1％，因而軌道電路功率消耗較低。

（3）軌道電路的功率消耗與列車占用與否、軌道電路負(fù)載變化無關(guān)，僅取決于其脈沖發(fā)送器內(nèi)部儲能電容器的儲能大小。

（4）脈沖信號的“不對稱”特性，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。正脈沖(峰頭)的電壓幅值遠(yuǎn)大于負(fù)脈沖(峰尾)，同時正脈沖的寬度遠(yuǎn)小于負(fù)脈沖的寬度，因而系統(tǒng)對于牽引電流、移頻信號及絕緣破損等有很強的防護能力。

（5）系統(tǒng)采用了4種脈沖頻率，增加了軌道電路的特征信息量。

（6）充分考慮現(xiàn)場供電方式的多樣性(室內(nèi)供電、室外25 Hz、50 Hz供電)，能夠適應(yīng)各種環(huán)境，方便現(xiàn)場改造。

5.受電端并聯(lián)防護盒方式

提高二元二位軌道繼電器落下值可以提高其返還系數(shù)。為了提高落下值，可以在二元二位繼電器線圈輸入端并聯(lián)接人電子監(jiān)控裝置，采集軌道電路電壓。當(dāng)監(jiān)測開關(guān)的輸入電壓高于一定數(shù)值時，此時監(jiān)測開關(guān)并不影響軌道電路調(diào)整狀態(tài)下的工作特性。當(dāng)軌道電路處于分路狀態(tài)時，監(jiān)測開關(guān)的輸入電壓低于該值時，監(jiān)測開關(guān)立即切斷二元二位繼電器的局部電源，迫使其落下。由于軌道電路并聯(lián)接入電子監(jiān)測開關(guān)，這樣既保留了二元二位繼電器存調(diào)整狀態(tài)原有的頻率、相位和電壓等工作特性，又可在列車分路軌道電路時有效提高二元二位繼電器的落下電壓。通過調(diào)整防護盒的參數(shù)來調(diào)整軌道電路的相位角，進一步提高軌道繼電器的可靠工作性能。

缺點：

(1)分路靈敏度過高會導(dǎo)致軌道電路工作不穩(wěn)定和影響軌道電路的動作時間。

(2)并聯(lián)在防護盒的取樣線斷線后,返還系數(shù)恢復(fù)原樣。

6.數(shù)字接收

采用多路數(shù)字接收器，利用現(xiàn)代電子技術(shù)，大幅度地提高系統(tǒng)的抗干擾性能，擴充的通信接口能夠與連鎖系統(tǒng)通信連接，可構(gòu)成無接點全電子化系統(tǒng)，同時減少了設(shè)備的成本。通過數(shù)字接收器，需要參考的電源能量少，確保電源屏能量主要用在軌道電路上，提高了電源屏實際有效利用率，進一步降低了整個軌道電路的功率，實現(xiàn)對室外防護和電容漏電、內(nèi)部短線、外部連接線斷線、鋼軌接續(xù)線接觸不良、鋼絲繩引接線接觸不良等所有導(dǎo)致軌面電壓降低后，不能擊穿不良導(dǎo)電層故障的防護。

來源：電務(wù)車間