电气化区段轨道电路红光带的分析与对策

张代平 上海铁路局合肥电务段

轨道电路空闲红光带是信号设备的常见多发故障，也是影响行车安全的主要故障之一。多年来，路局电务、工务部门为减少这类故障做了不懈的努力，如采用和推广高强度绝缘和粘接式绝缘轨距杆等。铁道部还下发了《铁道线路养修工电配合》等书籍，这些针对设备本身及管理方面存在的薄弱环节，以提高其可靠性的措施是十分必要的。但轨道电路露天动态运用，各种综合因素对其影响较大，若想达到减少和消除轨道电路空闲红光带的目的，还需各方继续努力。为此，建议做好以下几方面工作。

1 消除误区，达成共识，联合整治

轨道电路是车站集中联锁的重要组成部分，轨道电路不仅仅能反映列车占用和出清，它已成为铁路运输行车指挥和自动化必不可少的基础设备。在提高区间通过能力、编组站编组能力、铁路运输效率、保证行车安全中起着越来越重要的作用。目前我们已能在控制台上及时看出轨道电路自身故障和由于异常状况产生的故障现象。但由于轨道电路受综合因素影响较大，任何一方出现问题，都将影响轨道电路正常运用。从我们历年信号故障统计数据来看，轨道电路故障约占整个信号系统故障的30%～40%，频繁的轨道电路故障降低了整个信号联锁系统的可靠性，影响了运输生产的安全和效率，增加了维修工作和维修费用。从我们多年的维修实践来看，仅仅依靠电务来减少和消除空闲红光带是不可能的，从信号系统内部来看，是一个不易彻底解决的老问题。重新认识造成轨道电路空闲红光带的诸多因素、消除误区、达成共识。组织工务、电务、供电、机务等各部门通力协作，联合行动，共同整治，并在财力上给予一定的支持，这是减少和消除空闲红光带，保证安全的有效途径。

2 轨道电路“红光带”的原因及分析

对近几年来管内轨道电路故障原因进行了统计分析。主要表现在：

（1）钢轨锁定不良，昼夜温差、季节温差造成窜轨严重，轨端绝缘顶死，管垫拉破。绝缘接头处应为窄扣件却安装了一般扣件或水泥枕固定盘条，螺母松动盘条及其扣件碰鱼尾板。

（2）连接杆、轨距杆绝缘材料质量较差，依靠拧紧螺母来调整和固定轨距，造成粘接式轨距杆绝缘拉出，连接杆绝缘破损。

（3）普通绝缘轨距杆性能差，绝缘部分易损坏，采用的尼龙绝缘性能差，夏天不耐高温，冬天发脆易碎。高强度绝缘断面稍高出轨面就被撞碎，绝缘螺栓失效严重，绝缘老化。

（4）道岔尖轨与基本轨爬行，使安装装置绝缘拉碎和单向磨损，复式交分道岔第一、二块滑床板工务固定困难，造成中心滑床板窜动与道岔角钢连接杆相碰形成短路，交分道岔连接杆开口销顶部与钢轨底部相碰造成短路。

（5）牵引电流中的冲击电流和回流不畅易造成“闪红”和烧坏轨道电路电气设备。

（6）工务在岔区基本轨一侧多处用霸王桩（有些不加绝缘，京九线问题较多）与钢轨相连；供电部门有些杆塔地线不经火花间隙直接与钢轨相连，火花间隙失效或绝缘子漏泄电流超标等，造成两条钢轨牵引电流不平衡，出现“闪红”。

（7）各部门在轨道电路区段整治，施工中的撬棍、铁板、铁丝、机具以及在站场内检破烂者拉的废旧铁丝、易拉罐等拉动和稍不注意，就会造成瞬间“红光带”，使信号关闭，甚至造成机车冒进信号。

（8）设备被盗及“自然灾害”。

（9）经常换轨作业导致纯塞钉钢包铜线和钢轨眼接触不良，甚至出现松动也会出现轨道电路红光带现象。

3 减少轨道电路空闲红光带的对策

3.1 工、电联合整治各部绝缘

（1）组织专门的整治队伍，在每年高温和寒冷季节到来之前，对正线所有轨端绝缘整治一遍、对胶结绝缘进行全面认真测试（也可结合轨道电路专项整治和设备秋鉴进行）。

（2）整治内容主要有：工务钢轨绝缘鱼尾板螺栓更换为高强度螺栓；对绝缘易破损处所，在轨端绝缘钢轨底部两枕木间加一段小枕木，使轨端绝缘下部不再悬空，这样可减少钢轨两轨头动态上下错位造成的绝缘破损；为避免轨道绝缘处两轨头肥边毛刺造成的短路，对所有绝缘接头处的轨头进行防塌面斜切打磨，处理绝缘和道岔处作用不良的防爬器、道钉等。电务将接头处绝缘更换为稍低于两轨头面的高强度绝缘或在两轨缝间夹一片尼纶绝缘和一片高强度绝缘，并满足轨缝要求，达到硬、软搭配，增大韧性以增加使用寿命，并在年度集中修和工电联合整治中对所有绝缘进行分解检查，处理固定不良的箱盒引接线等。

（3）达到的标准：通过对绝缘接头的联合整治，使道岔基本轨、尖轨和轨道区段绝缘接头处前后钢轨锁定良好，不爬行，不移动，安装轨端绝缘的轨缝在钢轨温度最高时不应小于6mm，平时保持最大轨缝不大于12mm，绝缘接头处螺栓扭矩力满足600N·m至900N·m，保持螺栓紧固，防止钢轨窜动损坏绝缘管垫，在轨端绝缘处无道钉、扣件、盘条碰鱼尾板等。

3.2 对轨距杆进行联合整治

（1）在领导支持财力允许的条件下，将全咽喉区绝缘轨距杆更换为粘接式绝缘轨距杆。

（2）每年必须对所有轨距杆连接杆进行全面测试，检查，发现绝缘不良、老化、破损及时通知工务部门配合处理。经测试、检查良好的轨距杆打上编号定期测试。

（3）工务部门应在支距杆绝缘处加高强度绝缘垫片，以防螺母拧得太紧损坏绝缘，在安装新轨距杆前应通知电务测试、打号。

（4）工务在钢轨上焊接时，要提醒工作人员地线必须接在同一根钢轨上，否则易烧坏轨道电路熔断器或元器件。

3.3 采用抗干扰设备

25Hz相敏轨道电路优点很多，但也存在严重的缺陷，抗不平衡脉冲电流干扰的能力较差，尤其是短的道岔区段，二元二位继电器经常发生误动。多数情况表现为没有被列车占用的轨道区段，二元二位轨道继电器受牵引电流的脉冲干扰瞬间落下，在控制台出现“红光带”，就是所谓的“闪红”现象。随着机车单机功率的增加，牵引电流加大，出现的概率明显增多。例如，机车满载通过换相点,接触网有冰凌造成接触不良，变电所地过流保护开关的瞬间开闭等，均会使牵引电力网中产生大的冲击电流。钢轨是牵引电流的回线、该冲击电流对25Hz相敏轨道电路的工作产生严重影响，同时也说明钢轨中的电化脉冲干扰电流是客观存在的，不是偶然现象。现有的解决办法就是采用导和堵。导是指电路阻抗小，是指串联谐振电路；堵是指电路的阻抗大，是指并联谐振电路。从滤波器来说，导和堵均是指滤波器的阻带特性，具体采用何种方式，需要根据干扰源的情况来决定。现在客运专线车站使用的带适配器的扼流变压器，应该说已大大减少了闪红现象的发生。

3.4 改善25Hz信号的传输特性

使二元二位继电器轨道线圈和局部线圈上的电压相位差在90°左右，使轨道电路尽可能的处于纯电阻状态，即最佳状态（90°正负 8°是理想状态）。

3.5 充分认识不平衡牵引电流对轨道电路的干扰

加强日常检修。因为不平衡电压是由钢轨中通过的不平衡牵引电流引起的，而牵引电流不平衡是烧损轨道电路元器件造成故障的主要原因。由于钢轨的集肤效应，轨条内外磁场形成内外电感，因钢轨本身对地阻抗不一致，钢轨连接接触电阻大小不一致，钢轨周围环境不一致，导致两根钢轨传输阻抗不一致等诸多因素，引起两根轨中牵引电流大小不一致。轨道电路设计只允许牵引电流不平衡系数为5%以下，而目前，铁路运能运量不断扩大，重载列车，多机牵引回流可达300A～400A甚至更高。因此，在维修工作中要尽量保证钢轨接续线完好，紧固扼流变压器箱中点连接线以及扼流变压器箱连接端子，使其接触良好。工务轨端鱼尾板螺栓紧固，岔区一侧钢轨连接霸王桩必须两端加装绝缘，供电接触网杆塔火花间隙良好，地线不能直接与钢轨相连，以便尽量减少轨道电路的横向不平衡，降低牵引电流不平衡对轨道电路的干扰。

3.6 在相敏轨道电路的接收端串联电阻

增加25Hz信号发送功率，并抓好标调，使室外变压器端子连接达到送受电端电压标准，且一送多受区段电压平衡，极性交叉正确，室内轨道继电器端电压不超标。

3.7 加大新技术、新材料的投入

在取得上级部门理解和一定的财力支持下，将变电所所在地以及"闪红"区段设法更换大容量的BES抗干扰适配器；将轨道电路送受电端10A熔丝更设为限流装置，在该装置上同时并接一个1A熔丝，当非正常红光带时用1A熔丝是否熔断区分是设备故障造成还是不平衡电流造成（限流装置是为了压缩非工区所在地熔丝熔断时的红光带故障延时）；在联锁区钢轨接头处采用一软一硬接续线，使轨端接续线达到冗余设置，防止偷盗。采用带塞钉防松螺丝一体化或者采用涨钉式钢包铜线并且冗余设置，防止出现单断导致红光带故障。

4 结束语

电气化区段轨道电路红光带整治是铁路各部门必须联手才能解决的问题。由电务段派技术人员对工务等施工部门人员进行防止轨道电路空闲出现红光带的知识培训，请各施工部门在轨道电路区段作业时，加强登记和防护。信号开放后，应立即停止作业，防止出现瞬间闪红光带导致信号跳起；工电双方在高温和寒冷季节应加强绝缘接头轨缝和设置绝缘处所巡视，发现不良，立即联合整治，电务人员还应加强对复式交分道岔连接销和开口销是否与钢轨相碰的巡视检查。防止出现轨道电路出现电气短路红光带故障。