HF4-25防护盒应用探讨

2011-07-30赵亮

铁道通信信号 2011年10期

赵亮

*北京全路通铁路专用器材工厂助理工程师，101105 北京

目前现场基本采用HF4-25型防护盒代替原来的HF2-25、HF3-25型防护盒。由于25 Hz相敏轨道电路使用环境各有不同，钢轨阻抗、道床参数的变化，以及各种轨道电路器材参数离散性的影响等，使25Hz防护盒对不同衰耗、相移的补偿差异增大。因此，对于补偿不好的轨道区段，通过改变HF2-25、HF3-25型防护盒中的电感和电容值，研制出了HF4-25型防护盒，以减少电气化牵引的干扰。HF4-25型防护盒在现场的大量使用，给轨道电路的正常工作带来了好处，但同时也出现了一些问题。由于盲目追求理想相位角，避开了防护盒50 Hz谐振槽路进行调试，影响了25 Hz防护盒所具有的防护电气化干扰的主要功能，对轨道电路稳定工作也极为不利。

1 问题提出

在配合现场开通的过程中，发现很多站在调整轨道电路相位角时，未按照《铁路信号维护规则》中HF4-25型防护盒给出的连接方式进行调整。例如正确跨线应是A11-5、A6-12，而调试可能是用A11-5、A4-12或者是 A11-5、A8-12去满足《维规》中二元二位轨道继电器要求的87°±8°，而实际上87°±8°不是轨道电路要求的理想相位角，而是继电器的指标。这样调试破坏了HF4-25型防护盒内部的50 Hz谐振槽路，有可能造成以下危害。

1.忽略了器材本身所具有的功能，防护盒的主要作用是防护50 Hz牵引电流的干扰，减少JRJC型轨道继电器上50 Hz牵引电流的干扰电压。

2.如果轨道线圈流入近50 Hz左右的电流，且流入的电流突然大幅度减少甚至停止，当其中产生的磁能不能保持，回路内多余或原存的能量将通过“轨道线圈—防护盒”的闭合回路进行释放，并呈现快速衰减，那么这种电流和局部线圈中流入的25 Hz电流将产生大小不同、方向不定的转矩。当该振荡电流的初相角导前局部电流的初相角时，产生使继电器翼片向下的转矩，如果幅值较大时，轨道继电器将可能瞬间落下，更加危险的是，在分路状态下，50 Hz谐振槽路中多余的能量将作衰减振荡。此时若局部的25 Hz电流产生向上的转矩时，则有可能使轨道继电器瞬间吸起。

2 防护盒的工作原理

要解决问题必须要了解防护盒的工作原理。因为轨道电路中的扼流变压器、轨道变压器、钢轨传输等皆为感性负载，为了使二元二位继电器 (或微电子接收器)得到较好的相位角，可通过轨道线圈处并联电容器的方法加以补偿，使二元二位继电器得到最大转矩。HF4-25型防护盒原理图如图1所示。

图1 HF4-25型防护盒原理

在轨道电路长度为800 m时，使用旧器材时得到理想角的电容为15.6 μF。当不平衡电流达7A以上，轨道线圈上50 Hz的干扰电压大于15 V时，继电器扇翼就开始摆振，虽然扇翼摆振不会导致继电器前接点闭合，但会使继电器工作条件变坏，测量困难。

要对50 Hz牵引电流及其谐波进行防护，采用了LC串联谐振的方法，其电感为0.845 H，电容为12μF，谐振频率为 50 Hz。通过计算，对于25 Hz来说，LC串联相当于一个16 μF电容，这个值与最佳电容15.6μF很接近，可以使25 Hz轨道电路得到良好的补偿。对50 Hz干扰电压来说，串联谐振时50 Hz的阻抗为20 Ω左右。

HF4-25型防护盒就是在此基础上，通过改变电感、电容量组合的5种谐振槽路，并保持50 Hz串联谐振来补偿相位角，具有调整范围宽的特点。具体调整方法如表1所示。