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25Hz相敏轨道电路的探究摘要 ：轨道电路是铁路信号系统的基础设备，是反映列车占用进路情况的基础环节，是实现信号设备电气化、自动化、现代化的重要基础设施，在铁路这里有着比较重要的地位。维护好轨道电路，是保证铁路信号系统正常高效运行的首要条件。因此应该要掌握好轨道电路原理、维护要领、电气性能及故障处理是现场设备维修人员的必备技能。本文的主讲内容是：供电电路的设计（轨道电路作用及构成；轨道电路的原理；轨道电路分类；轨道电路的工作状态；25Hz相敏轨道电路概述）；25Hz相敏轨道电路维护（维护标准；维护要理）；25Hz相敏轨道电路故障处理（故障处理的基本方法；故障处理基本程序；故障的判断与分析；故障案例）。在日常的设备巡视及检修工程中,工区人员应以认真负责的态度,认真仔细地做好设备的迅速检修工作,避免此类故障的再次发生。关键词25HZ相敏轨道电路 维护 故障处理第一章 轨道电路的概况1.1轨道电路的概况一、轨道电路作用及构成轨道电路是铁路信号自动控制的基础设备。利用轨道电路可以自动检测列车、车辆的位置，控制信号机的显示；通过轨道电路可以将地面信号传递给机车，从而可以控制列车运行。轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，两端加以电气绝缘或电气分割，并接上送电和受电设备构成的电路。二、轨道电路的原理当两根钢轨完整，且无车占用，即轨道电路空闲时，电流通过两根钢轨和轨道继电器，使轨道继电器吸起，前接点闭合，信号开放。当列车占用轨道电路时，电流通过机车车辆轮对，轨道电路被分路。由于轮对电阻比轨道继电器电阻小得多，使电源输出电流显著加大，限流电阻上的压降随之增加，两根钢轨间的电压降低，流经轨道继电器的电流减少到它的落下值，使轨道继电器落下，后接点闭合，信号关闭。同时，当轨道电路发生断轨、断线时，同样会使轨道继电器落下。 三、轨道电路分类1、按轨道电路的工作方式分为开路式和闭路式轨道电路。闭路式轨道电路能够检查轨道电路的完整性，所以目前信号设备中多采用闭路式轨道电路。2、按牵引电流通过方式分为单轨调和双轨条轨道电路。双轨条轨道电路工作比单轨条轨道电路稳定可靠，极限长度基本上可以满足闭塞分区长度的要求，但成本高。电气化区段多采用双轨条轨道电路。3、按相邻钢轨线路的分割方法分绝缘节式和无绝缘节式轨道电路。4、按信号电流性质分直流、和交流；连续式和脉冲式供电等几种。我国目前应用的有：50Hz轨道电路、25Hz相敏轨道电路、微电子交流计数轨道电路和移频轨道电路（有4信息、8信息、18信息和UM71、ZPW2000）。四、轨道电路的工作状态根据轨道电路的基本要求，在设计、计算和研究时，应分析以下三个状态：1、调整状态是轨道电路空闲、线路完整，受电端正常工作时的轨道电路状态；其最不利条件是参数的变化是通过轨道继电器的电流最小，即电源电压最小，钢轨阻抗最大而道渣电阻最小。2、分路状态是两条钢轨间被列车车轮对或其他导体连接，使轨道电路受电端设备能反映轨道被占用的轨道电路状态；其最不利条件是参数的变化是通过轨道继电器的电流最大，即电源电压最大，钢轨阻抗最小而道渣电阻最大。3、断轨状态是轨道电路的钢轨被折断时，轨道电路受电端设备能反映钢轨断轨的轨道电路状态；其最不利条件是参数的变化是通过轨道继电器的电流最大，除了与电源电压最大，钢轨阻抗最小有关系外，还与断轨地点和道渣电阻大小有关。1.2 25Hz相敏轨道电路的概况1、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。2、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。二、25Hz相敏轨道电路的特点1、25Hz轨道电路由于采用了二元二位继电器，其具有可靠的相位选择性和频率选择性，因而对轨端绝缘破损和外界牵引电流或其他频率电流的干扰能可靠的进行防护。2、25Hz轨道电路采用25Hz频率后，与其它工频连续式轨道电路比较，在相同条件下，受道床电阻变化影响小，因而改善了传输特性。 3、25Hz电源是运用分频的原理构成的，由于50Hz工频稳定，所以它也有频率稳定的特性，其频率衡定在50Hz的一半。 4、由于25Hz分频器的固定特性，当两个分频器的输入端反向连接时，则其输出电压相差90，易于做成局部电源电压恒定超前轨道源电电压90，因而可以采用其中调相方式。 5、25Hz分频器具有不可逆性，虽然50Hz不平衡牵引电流通过扼流变、轨道变压器流入轨道分频器的输出回路，但在其输入端不可能有100Hz电流。同时室内轨道继电器的局部线圈是由局部电源单独供电，他不与钢轨或轨道分频器的输出相连，又不经过室外电缆线路，不受接触网电流产生的50Hz干扰电压的影响，保证了轨道继电器不致受牵引电流干扰而错误吸起。 6、“田”字型分频器的两线圈呈90位置放置，输入线圈的交流产生的刺痛不与谐振线圈完全相交，因而原则上排除了在输入线圈间有局部断路时输入线圈50Hz电流向分频器输出电路的变化，大大降低25Hz输出回路中50Hz成分。 7、分频器具有稳定特性，当输入的50Hz电源电压在220V（+33，-44），负载由空载至满载的范围变化时，分频器的输出电压在220（+6.6，-6.6）V范围变化，因而提高了轨道电路工作的稳定性。 8、25Hz相敏轨道电路由于采用了连续式供电方式，就可对整个轨道电路的技术性能和指标用一般的原理和数学方法进行理论分析或计算，从而较为方便的找出其工作的最不利条件和极限指标，更便于通过实验手段对理论计算加以验证。三、25Hz相敏轨道电路工作原理25Hz轨道电路的信号电源是由铁磁分频器供给25Hz交流电，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局部分频器电源供电。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。因而，其抗干扰性能较强，广泛应用于交流电力牵引区段。25Hz相敏轨道电路的原理图如下所示：1810A1A10AGJBEBER25Hz110vUj25Hz220vUG轨道分频器局部分频器50Hz220V在图中，25Hz电源屏（轨道分频器和局部分频器）由室内分别供给出25Hz轨道电源和局部电源。轨道电源由室内供出，通过电缆供何室外，经由送电端25Hz轨道电源变压器（BG25）.送电端限流电阻（RX），送电端25Hz扼流变压器（BE25）钢轨线路.受电端25Hz扼流变压器（BE25），受电端25Hz轨道中继变压器（BG25）电缆线路，送回室内，经过防雷硒堆（Z），25Hz防护盒（HF）给二元二位继电器（GJ）的轨道线圈供电。局部线圈的25Hz电源由室内供出，当轨道线圈所得电源满足规定的相位要求时，二元二位继电器JRJC170/240吸起，轨道电路处于工作状态，仅之二元二位继电器JRJC70/240落下，轨道电路处于不工作状态。第二章 25Hz相敏轨道电路的维护2.1 维护通则一、维护通则一 、检修工具及安全防护用品，必须经常保持完好，发现不良的，应立即停用。检修人员每次工作前，必须检查一次；信号工区工长（中修队长）每月检查一次；电务段每年三月前检查试验（包括绝缘工具）一次。二 、铁路分局每半年对风压、液压设备的安全阀组织检查一次，发现不良的，禁止使用。三 、基层工区、班组应备有急救药箱、每一工作人员应具有触电及外伤处理常识。四 、禁止扒乘行驶中机车和列车，禁止从行驶中的机车和列车上跳上或跳下。五 、在站内、区间作业时：1、在站内要时时注意了望列车的运行，根据站场线路布置建立作业安全岛。在大站和驼峰场岔群处、以及了难以了望处作业，须设专人防护。2、在区间行走时，应走路肩；在道床上行走或工作时，应不断前后了望；在复线区间应逆列车运行方向行走，禁止在邻线和两线中间躲避列车。3、横越线路时，须执行“一站、二看、三通过”制度。禁止从车辆下部或车钩处通过。在停留列车、车辆前部或尾部通过时，应与其保持五米以上距离。4、禁止在机车行驶中检修机车外部的电务设备，机车入库或在车站停车检修机车外部的电务设备时，应挂红色信号旗或红灯防护，并在操纵手柄上悬挂红色“禁止操纵牌”。5、禁止在钢轨、枕木上和车辆下部休息。6、雷雨或暴风时，禁止在信号机及电杆上作业；正在打雷时，禁止修理避雷器、地线。7、冬季室外作业时，要戴有耳孔的防寒帽。8、检修电动（电空）转撤机作业时，应打开遮断器。9、分解检修双导线调整器及更换钢丝绳时，必须将调整器绑牢固后，方准进行工作。10、挖坑、沟时，应了解地下设备情况，土质松软处所应设防护和加固措施，以防坍塌，坑、沟一般不过夜，不得已时，须采取防护措施。11、扛抬笨重物品时，每人负重量一般不得超过50公斤。六 ：在信号机上作业时：1、离开梯子或站在梯子架外侧及在电杆上工作，须使用安全带；禁止上、下同时作业；不得将工具、材料放在信号机上；不准上下抛递工具、材料；列车通过时，禁止在该股道两侧信号机上停留。2、不准人扛，手提笨重物品攀登信号机。3、在单导线信号机上作业，应随时注意信号机的开放与关闭，以防臂扳或重锤砸伤。七 ：对带有220及其以上电压的信号设备进行工作时，一般应切断电源或双人作业。设备停电作业时，须指派专人负责断电，并须在电源开头处悬挂停电作业牌。对高于36电压的信号设备进行带电作业时：1、使用带绝缘的工具，空绝缘胶鞋（室内应站在绝缘板上）。2、不得同时接触导电和接地部分。3、未脱离导电部分时，不得与站在地面的人员接触或相互传递工具、材料。八 ：检修整流、变流及磁饱和设备时：1、电压高于220的设备应关闭电源，并将电容器上的电能采取人工放电后，方可开始工作。2、电源屏的电流互感器二次线圈，不准开路使用，以免产生高电压击穿设备和危及人身安全。九 ：检修蓄电池时：1、穿戴耐酸防腐工作服、口罩、手套、绝缘胶鞋。2、配制酸性电解液时，必须先注入蒸镏水，再缓缓注入硫酸，以玻璃棒随注随搅。3、极板的焊接应尽量在蓄电池室外进行，如在室内焊接时，须停止充电，排净氢氧混合气体后方可进行。4、在保管酸和配制电解液的地点，应备有净水、药棉、肥皂及2的苏打水，以备遇硫酸沾染皮肤时洗涤。十 ：信号机械室、蓄电池室等室内必须保持清洁，通风良好，禁止烟火，并须作好以下防火、灭火工作：1、室内应备有效果良好的灭火设施，并按检修周期巡视设备，发现温度升高须及时处理；2、室内不得存放易燃易爆物品，并不得用易燃油擦洗地面和设备；3、禁止在发电机室内存放燃油；4、禁止用汽油、酒精等易燃液擦洗运用中设备的电气接点。十一： 信号设备的拆除、安装、移设、搬运等施工作业的技术安全，由铁路局比照基建部门的有关规定，自行编制执行。二、25Hz相敏轨道电路的维护准则1 、调整状态下,轨道继电器线圈上的有效电压不小于15V,且不得大于调整表规定的最大值。轨道线圈电压滞后于局部电压的相位角在60到120以内。2 、用0.06标准分路电阻线在轨道区段送、受端的轨面上任意一处分路时，轨道继电器轨道线圈端电压应小于或等于7.4V，其前接点应断开。3 、轨道电路送、受端扼流变压器至钢轨应采用等阻线，接线电阻不大于0.01。4 、轨道电路送、受端轨道变压器至扼流变压器的接线电阻不大于0.3。5 、轨道电路电源屏至送点端轨道电压变压器一次侧的电缆允许压降30V，轨道继电器至轨道变压器的电缆接线电阻不大于150。6 、轨道电路送点端的限流电阻，其阻值应按参考调整表给出的数值，予以固定，不得随意调整。7 、轨道电路送、受端电阻器，其阻值应按参考调整表给出的数值进行设置。8 、在电码化区段，于机车信号入口端用0.06标准分路电阻线分路时，应满足动作机车信号最小短路电流的要求。9 、防雷补偿器应满足电容局部耐压250V,硒堆接收工作电压为90V。10 、25Hz电源屏输出电源：轨道电压AC220V+6.6V，局部电压AC110V+3.3V，局部电源电压超前轨道电源电压90。11 、相邻轨道区段应满足 25Hz相敏轨道电路极性交叉要求。2.2 25Hz相敏轨道电路的测试及调整一、25Hz相敏轨道电路的测试测试项目：送电端：隔离盒（WGL-U）次电压、次电压;变压器（130/25）次电压、次电压；限流电阻电压；扼流变压器次电压、次电压；轨面电压。受电端：轨面电压；扼流变压器次电压、次电压；限流电阻电压；;变压器（130/25）次电压、次电压；隔离盒（WGL-U）次电压、次电压。交流二元继电器电压:轨道电压不小于15V参数标准送电端：隔离盒（WGL-U）次电压50-220V。隔离盒（WGL-U）次电压1.3-13V。变压器（130/25）次电压50-220V。变压器（130/25）次电压044-18.48V。限流电阻电压2-6V。扼流变压器次电压0.5-1.2V。扼流变压器次电压1.5-3.5V。轨面电压0.5-1.2V。受电端：轨面电压0.5-1.1V。扼流变压器次电压0.5-1.1V。扼流变压器次电压1.5-3.3V。限流电阻电压0.1-3V。变压器（130/25）次电压0.5-1.2V。变压器（130/25）次电压1.5-3.6V。隔离盒（WGL-U）次电压1.5-3.8V。隔离盒（WGL-U）次电压0.5-1.2V。交流二元继电器轨道电压不小于15V测试方法送电端：隔离盒（WGL-U）次电压：用万用表交流250V档，将表笔分别与使用端子接触、读数。隔离盒（WGL-U）次电压：用万用表交流25V档，将表笔分别与使用端子接触、读数。变压器（130/25）次电压：用万用表交流250V档，将表笔分别与使用端子接触、读数。变压器（130/25）次电压：用万用表交流250V档，将表笔分别与使用端子接触、读数。限流电阻电压：用万用表交流10档，将表笔分别与使用端子接触、读数。扼流变压器次电压：用万用表交流2.5V档，将表笔分别与使用端子接触、读数。扼流变压器次电：用万用表交流10V档，将表笔分别与使用端子接触、读数。轨面电压：用万用表交流2.5V档，将表笔分别与使用端子接触、读数。受电端轨面电压：同送端。扼流变压器次电压：同送端。扼流变压器次电压：同送端。限流电阻电压：同送端。变压器（130/25）次电压：用万用表交流2.5V档，将表笔分别与使用端子接触、读数。变压器（130/25）次电压：用万用表交流10V档，将表笔分别与使用端子接触、读数。隔离盒（WGL-U）次电压：用万用表交流10V档，将表笔分别与使用端子接触、读数。隔离盒（WGL-U）次电压：用万用表交流2.5V档，将表笔分别与使用端子接触、读数。交流二元继电器轨道电压用万用表交流25V档，将表笔分别与交流二元继电器轨道线圈配线端子（在组合配线侧）接触、读数。二、25Hz相敏轨道电路的调整多年来现场运用情况表明：25Hz相敏轨道电路较易做到一次调整只有少数区段经历一次雨季，要将轨道继电器端电压调整到不低于其最低值，并确认励磁吸起，待晴天后再检查能否确保分路检查，即轨道继电器残压应小于7.4V和前接点分离，如分路良好，即能实现一次调整。调整注意事项： 送电端限流电阻的数值以及受电端中继变压器的变比，应按原现图的规定加以固定，若调小限流电阻，将恶化轨道电路的发路，若改变中继变压器的变比，会使受电端连接器材的阻抗和轨道电路的阻抗匹配条件遇到破坏。 25Hz相敏轨道电路具有相位选择性，在调整供电变压器电压时应注意不要将同名端接错。 一送多受的轨道区段，各分支电压应调整至相同或相近电压值。然后，根据其类型按调整表的相应类型来调整轨道电路的供电电压，此时，各轨道继电器上的端电压应在调整表给定的允许电压范围内。 应检查机车信号的入口电流是否满足机车信号的要求。在电气化区段钢轨内除信号电流外，还可能会有不平衡牵引电流，这会影响测试的准确性。因此，最好选在天窗时间内进行该项测试以确保测试的准确性。 设有空扼流变压器的轨道电路应对其轨道电路进行补偿。当设有空扼流变压器的轨道电路实施电码化时除对轨道电路进行补偿外，还应对机车信号的电码化信息进行补偿。应机车信号信息的不同所需要的类型也不同，应根据机车信号信息来选择相应类型的补偿器，在规定了补偿器的基础上在按需要调整轨道电路供电电压。 不在空扼流变压器和无受电分割的一送一受的轨道电路在道渣电阻最高的情况下，用标准分路线在送电端及受电端分路时应有分路检查，对一送多受的轨道电路随道岔布置的不同，分路最不利的地点也不同，故检查分路除应在送电端和所有受电端进行外，尚需在岔尖及其他地点检查分路。如带有无送电分支还应在无受电分支的末端检查。一送多受时轨道电路是将所有送电端轨道继电器的前接点串连再控制轨道继电器以其接点用于信号的各电路中，因而只需保证有一个受电端符合有分路检查的要求。第三章 如何处理故障3.1 处理故障的常用方法分析法：通过控制台的各种图标、标识灯、电流表的情况，根据电路的工作原理，分析判断故障发生的大概部位。电压法：利用万用表的电压档，测量各种设备端的电压。通过对设备的电压测量，判断设备是否正常工作。断线法：采用断开电路中的某个线头，获取下某个继电器、熔断器等元件测量来缩小故障范围。代换法：用一个好的元件替代认为有故障的元器件。这种方法对查找电路中继电器两个线圈同名端接反、电容器低效、电阻器时通时断、二极管性能不良等故障尤为适用。3.2 处理故障的程序轨道电路出现故障，值班人员应迅速携带好工具、仪表和图纸赶赴车站进行处理。到达行车室后，在行车设备检查登记薄内填写到达时间并签名。向有关人员了解故障情况，并立即登记停用设备进行处理。在查找故障时，可以参照轨道电路故障处理流程图（下图）进行。如确认为结合部故障，找到原因也不要自行处理，应立即通知车站，要求管内有关单位人员赶往现场进行处理，电务积极准备抢修材料和工具进行配合，尽快处理恢复设备使用。接到故障通知后联系、登记、停用向车务了解情况向电务调度汇报确认故障，通知工务，供电部门并查找组织人员赶赴现场确认是工务、供电部门的原因时，电务部门配合电务到达现场确认是电务的原因时，由工务、供电部门配合，并与车务部门联系处理确认是电务原因并且故障较为复杂时，向电务段调度汇报工、电、供电部门共同确认故障点工务、供电部门到达现场与车间、段技术人员共同处理登记薄消记根据范围进行连锁实验故障排除故障处理3.3 故障的诊断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。a接收器直流输出电压偏高（比正常值高4V6V）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。b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4V6V），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4V6V），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。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： 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。 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。3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。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。3.4 故障案例的分析东兴站3DG红光带故障故障概况：2008年12月19日23:50东兴站3DG轨道电路红光带。20日0:24恢复。1:23再次发生，1:25登记停用下行进站允许信号，使用引导信号接车。2：56