电力机车驶入不同制式轨道电路相邻区段时存在的问题

王崇明

(郑州铁路局 电务段， 河南 郑州 450000)

电力机车驶入不同制式轨道电路相邻区段时存在的问题

王崇明

(郑州铁路局 电务段， 河南 郑州 450000)

当电力机车进入25Hz轨道电路与高压脉冲轨道电路相邻区段时，由于两种轨道电路的设备制式、时间特性不同，会存在一些问题。本文从两种轨道电路的原理及时间特性出发，以进入相邻区段的两种方式为例，对电力机车驶入25Hz轨道电路与高压脉冲轨道电路相邻区段时存在的问题进行简要分析。

电力机车；高压脉冲；25Hz；轨道电路；掉码

轨道电路是以一段铁路线路的钢轨为导体所构成的电路，用于自动连续检测这段线路是否被机车车辆占用，也用于控制信号装置或转辙装置，以保证行车安全。轨道空闲时，轨道继电器励磁吸起；车辆占用轨道时，轨道电路就会被车轮断路，轨道继电器失磁落下。因此，通过轨道继电器的吸起或落下可以知道轨道电路的占用情况。

1 高压脉冲轨道电路工作原理及时间特性

不对称高压脉冲轨道电路如图1所示。高压脉冲电码化区段较非电码化区段送受端增加GMHPG1-ZD/N型高压脉冲隔离匹配盒，用于高压脉冲轨道电路叠加ZPW-2000电码，通过ZPW-2000信号，隔离高压脉冲信号，从而保护ZPW-2000发送设备。同时，电码化区段在室内受电端增加抑制器，起到隔离电码化的作用。轨道电路被车占用时，通过扼流变压器、电缆送回室内，经过抑制器、译码器到达二元差动继电器的电压小于二元差动继电器的释放电压(头13.5V，尾10V)，二元差动继电器GJ落下。根据《不对称高压脉冲轨道电路暂行技术条件》规定，不对称高压脉冲轨道电路接收设备吸起时间为2～2.5s，落下时间为1～1.5s。

2 25Hz轨道电路工作原理及时间特性

25Hz轨道电路如图2所示。轨道电源由室内电源屏供出，通过电缆供向室外，经送电端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、钢轨、受电端25HZ扼流变压器、25HZ轨道中继变压器(BG25)、电缆送回室内，经过室内防雷硒堆、25HZ防护盒(HF)给二元二位轨道继电器(GJ)的轨道线圈供电。当轨道电路有车占用时，通过扼流变压器、中继变压器送回室内，经过室内防雷硒堆、25HZ防护盒给二元二位轨道继电器(GJ)的电压不足以保持吸起，GJ落下；反之，当车辆出清时，通过规定频率的电流，有且只有轨道线圈和局部线圈之间相位角接近或等于90°时，二元二位继电器吸起。根据《不对称高压脉冲轨道电路暂行技术条件》规定，25Hz轨道电路接收端采用二元二位继电器(动作时间0.1s)，接收端设备吸起和落下时间均为0.4～0.6s。

3 电力机车经过两相邻区段时存在的问题

两种制式的轨道电路动作时间是有差别的，电力机车经过两相邻区段时会存在一些问题。以下分两种情况讨论。

第一种情况：电力机车由高脉区段进入25Hz区段。

不对称高压脉冲轨道电路接收设备吸起时间为2～2.5s，25Hz轨道电路接收设备吸起、落下时间均为0.4～0.6s。由于高压脉冲吸起时间大于25Hz区段落下时间，因此不会出现25Hz已经落下而高压脉冲未吸起的情况。高压脉冲轨道电路接收设备吸起时间为2～2.5s，25Hz轨道电路接收设备吸起、落下时间均为0.4～0.6s，吸起落下总时间为0.8～1.2s，从时间特性来看，存在高脉区段还未出清而25Hz区段已经出清的可能性。机车由高压脉冲区段进入25Hz区段的示意图如图3。

图1 一送一受电码化不对称高压脉冲轨道电路原理图

图2 一送一受25Hz轨道电路原理图

图3 机车由高脉区段进入25Hz区段

韶山9型电力机车(SS9)是中国铁路使用的电力机车车型之一，属于准高速干线客运机车。车低架长度为21m(实际车身长度为前后轮轴心距离，这里以车架长度为车身长度)，营运速度为170km/h。以韶山9型电力机车为例。本站3G长度为58m，这里就以3G区段长度来探讨。

机车经过的距离L为列车的长度L车与25Hz区段的长度L区段之和。

设机车速度为V1，机车通过25Hz区段的时间为T1，则V1=L/T1

(1)高脉最快吸起，25Hz最慢落下，则

T1=2s-1.2s=0.8s

(2)若高脉最慢吸起，25Hz最快落下，则

T1=2.5s-0.8s=1.7s

当0.8s

由于L=L车+L区段=21+58=79m

设T1=0.8s，则

V1=L/T1=79/0.8=98.7m/s=355km/h

设T1=1.7s，则

V1=L/T1=79/1.7=46.5m/s=167km/h

电力机车速度小于167km/h时，不会出现高脉未吸起而25Hz已经吸起的情况；当速度大于167km/h而小于355km/h时，可能会出现高脉未吸起而25Hz已经吸起的情况；当速度大于355km/h时，必然会出现高脉未吸起而25Hz已经吸起的情况。由于韶山9型电力机车营运速度为170km/h，同时已高速通过站内一区段，这种情况不太可能存在。

第二种情况：电力机车由25Hz区段进入高压脉冲区段，示意图如图4所示。

图4 列车由25Hz区段进入不对称高压脉冲区段

如图4所示，电力机车经过时，前轮先压入不对称高压脉冲区段，不对称高压脉冲区段GJ落下，直至后轮压出25Hz轨道电路区段，25Hz轨道电路区段GJ吸起。也就是说，列车在经过这两个相邻区段时实际走了一个机车前轮轴心到后轮轴心的距离L车。

设机车前轮轴心到后轮轴心距离为L车，速度为V2，则机车前轮压入至后轮压出时间为

T2=L车/V2

(1)若25HzGJ最快吸起，高脉GJ最慢落下，则

T2=1.5s-0.4s=1.1s

(2)若25HzGJ最慢吸起，高脉GJ最快落下，则

T2=1s-0.6s=0.4s

当0.4s

设T2=0.4s，则

V2=L车/T2=21/0.4=52.5m/s=189km/h

设T2=1.1s，则

V2=L车/T2=21/1.1=19.1m/s=68.8km/h

由此可知，此电力机车速度小于68.8km/h时，不会出现25HzGJ已经吸起而高脉GJ未落下的情况；当速度大于68.8km/h而小于189km/h时，可能会出现25HzGJ已经吸起而高脉GJ未落下的情况；当速度大于189km/h时，必然会出现25HzGJ已经吸起而高脉GJ未落下的情况。

以上所得出的速度数值是以车架长度为车身长度(前后轮轴心距离)计算的，实际速度要比上述速度略小。也就是说，当电力机车高速由25Hz区段通过高脉区段时，25Hz区段GJ吸起，25Hz区段红光带消失后，相邻不对称高脉区段GJ未落下，高脉区段并未出现红光带。该情况导致无法完成三点检查，控制台不能正确反映出机车所在的位置，因此存在安全隐患。

随着铁路几次大的提速，站内电码化技术作为保证行车安全的基础设备已被广泛应用。当电码化轨道电路检测到列车已到达该区段时，该区段连续向列车传送机车信号信息，当列车到达下一个轨道区段时，该轨道区段停止发码。当电力机车高速通过25Hz轨道电路与高压脉冲轨道电路相邻区段时，由于两种轨道电路设备的电器特性不同，就有可能会出现掉码现象。该情况与上述第二种情况一致，25Hz区段GJ吸起，相邻不对称高脉区段GJ未落下。25Hz及高脉区段GJ均为吸起状态，自保电路被切断，SJFMJ落下(如图5)。每个轨道电路设一个CJ，当列车占用前一区段和本区段时CJ均吸起，向本区段发送移频信号；当列车占用下一区段时，由前一个区段的GJF后接点断开本区段的CJ励磁电路，使CJ落下，停止本区段的发码(如图6)，高压脉冲轨道电路及25Hz轨道电路GCJ相继落下,通往NGL-T的电路断开，发码通道被切断，故而出现掉码现象。

图5 SJFMJ电码化电路图

图6 GCJ电码化电路图

4 问题的解决方法

当电力机车高速通过25Hz轨道电路与高压脉冲轨道电路相邻区段时，由于两个相邻区段的设备制式、时间特性不同，会出现动作不一致的现象，从而存在安全隐患。针对上述情况，可以采取以下措施：(1)全站采用同一制式的轨道电路；(2)针对高脉及25Hz轨道电路的继电器特性进行改良，使其时间特性保持一致；(3)在站内限制电力机车车速，

降低上述情况的发生率。

[1] TB/T 3090-2004.25Hz相敏轨道电路微电子接收器[S].

[2] 王国安，杨泽举.不对称高压脉冲轨道电路技术与应用[M].北京：中国铁道出版社出版，2015.

[3] 陈玉泉.不对称高压脉冲轨道电路与25Hz相敏轨道电路相邻存在的问题及解决[J].铁道通信信号，2015(9)：37-39.

[责任编辑 吴保奎]

Problems when Electric Locomotives enter Adjacent Section between Different Standard Track Circuits

WANG Chong-ming

(Zhengzhou Railway Bureau, Zhengzhou 450000, China)

When electric locomotives enter the adjacent section between the 25Hz track circuit and the high voltage pulse track circuit, because these two kinds of track circuit equipment are different in braking and the time characteristic, problems may exist. In this paper, based on the principle of two kinds of track circuit and the time characteristic, taking the two ways of entering the adjacent section as an example, the problems existing in the electric locomotive entering 25Hz and the adjacent section of high voltage pulse are briefly analyzed.

electric locomotive; high voltage pulse; 25Hz; track circuit; code missing

2017-01-22

王崇明(1988-)，男，河南舞阳县人，助理工程师，研究方向：高压脉冲轨道电路。

10.3969/j.issn.1671-7864.2017.02.009

U284.28

A

1671-7864(2017)02-0030-04