一起站内轨道电路电压波动隐患的处理思路

唐明辉，易劲松

(中国铁路广州局集团公司怀化电务段，湖南怀化 418000)

近年来由于大量和谐系列机车的使用，产生的50 Hz牵引谐波在特定条件下可能在两根钢轨出现牵引电流不平衡导致牵引回流通道的扼流变压器的2个线圈不能抵消牵引电流，使50 Hz强电牵引谐波信号感应至室内，引发25 Hz轨道电路电压产生瞬间突变，具体情况如图1所示。此类隐患具有发生时间短、频次低的特点，因此极难用通常测试手段捕捉时机，给隐患处理带来相当的难度。近期对石门县北站一起轨道电路区段电压波动隐患处理，尝试一种新的思路和方法，可供探讨。

图1 36-38DG电压瞬间波动截图Fig.1 Snapshot of 36-38DG voltage moment fluctuation

1 概况

多年来,石门县北站站内部分轨道电路区段（42DG、44DG、48DG、36-38DG）存在电压偶尔大幅同步波动（最大波动幅度达8 V）问题如图1所示，具有发生时间短（0.5 s内）、频次低（连续阴雨天气时偶尔出现）的特点。波动的4个区段分别属于3个回流通道42DG、46DG、44DG、48DG、36-38DG，且每个回流通道的其他区段均无波动。受端电缆通道42DG、46DG、44DG、48DG为同一根干线电缆，通过G-14方向盒送回室内；36-38DG通过G-10方向盒送回室内，如图2所示。

图2 石门县北站干扰及波动区段示意图Fig.2 Schematic diagram for interference and fluctuation section of Shimen North Railway Station

2 查找处理

2.1 查找干扰源

对轨道电路日曲线、月曲线、年曲线进行大数据分析，确定了干扰源、干扰时机和干扰的设备。对11月13日36-38DG、48DG电压同步波动（3～5 V）时发现上行1、3道发车列车压入46DG，出现分路不良时发生，如图3所示。同时波动的区段还有42DG、44DG。

分析全站63个站内轨道区段2019年11月轨道电路月曲线电压调整最小值，如图4所示。发现42DG、44DG、48DG、36-38DG电压同步超过3 V电压波动有4次。均在上行1、3道发车列车压入46DG，出现分路不良时发生。

对2019年的42DG、44DG、48DG、36-38DG年曲线电压调整最小值，如图5所示。分析发现4个区段电压超3 V波动频次均在40次左右，频次基本相同，远高于其他区段10次左右的频次。

图3 46DG压车出现分路不良时,48DG、36-38DG电压波动截图Fig.3 Snapshot of 48DG and 36-38DG voltage fluctuation when 46DG has a bad shunting

用0.06 Ω短路线对46DG进行分路残压测试，分路残压在4 V左右，符合分路残压不大于7.4 V标准。出现分路不良时轨面有积沙痕迹。

图4 2019年11月36-38DG电压月曲线截图Fig.4 Snapshot of 36-38DG voltage monthly curve in 2019.11

用轨道电路在线分析仪在室外对46DG受端扼流变2次（室内侧）50 Hz信号电流，48DG、42DG受端送室内25 Hz信号进行同步在线采集如图6所示发现：46DG受端扼流变2次侧平时无50 Hz干扰电流，当出现分路不良时，电流最大可达8.5 A，在突升时导致48DG、42DG受端送室内25 Hz信号发生突降。

因此得出如下结论：在连续阴雨天，和谐机车牵引货车从1、3道发车，运行至46DG因机车撒沙出现分路不良时，50 Hz牵引谐波在两根钢轨出现牵引电流不平衡导致牵引回流通道的扼流变2个线圈不能抵消，50 Hz牵引谐波信号感应至室内使25 Hz轨道电路电压产生瞬间突变，导致42DG、44DG、48DG、36-38DG出现电压波动。46DG是“干扰源”。

图6 46DG出现分路不良时50 Hz干扰电流对48DG、42DG、25 Hz电压影响截图Fig.6 Snapshot for the influence on 25 Hz voltage of 48DG and 42D of 50 Hz interference current when 46DG has a bad shunting

2.2 查找干扰点

采用排除法（仅查48DG）排除牵引回流通道的相互干扰及干扰电压对室外电缆、室外器材的冲击。

第一步：改变48DG回流通道：切断48DG与36-38DG的回流通道，48DG通过4道向北头回流后,等待下一次波动。如4区段仍然同步波动，则排除牵引回流通道之间的干扰。

第二步：更换48DG室外器材（送、受扼流变及受端电缆通道）后，等待下一次波动。如4区段仍然波动，排除干扰来自室外器材及电缆（前2步排除室外）。

第三步：更换48DG室内器材（配线、防雷、微监采集）后，仍然波动。故判断干扰点与轨道测试盘电压采集有关。

采用替代法确定干扰点。把电压波动区段48DG与电压不波动区段50DG集中监测电压采集线对调，观察发现48DG电压（此时采集的是50DG电压）仍然波动，50DG电压（此时采集的是48DG电压）不波动。

故确认46DG在轨道测试盘对42DG、44DG、48DG、36-38DG产生干扰。

2.3 排除干扰源

对46DG 、46DG1室内轨道测试盘电压采集配线修改后，排除了干扰源。42DG、44DG、48DG、36-38DG电压无波动，恢复正常。

3 问题分析

1）查明干扰源及干扰时机，明确干扰范围是隐患处理成功的基础

此故障隐患已存在多年而未得到有效处理的主要原因是没有掌握其规律，认为是枢纽站牵引回流不畅导致的。由于此故障隐患具有发生时间短、频次低的特点，利用监测设备智能化优势，对轨道电路日曲线、月曲线、年曲线进行大数据分析才能掌握其规律，锁定干扰源和受干扰设备。

2）隐患发生的时段决定了采用排除、替代手段的查找方法

干扰的途径主要有两种方式:一是和谐机车产生的谐波干扰通过牵引回流通道干扰；二是50 Hz牵引电流谐波通过46DG电缆芯线、电缆屏蔽网、室内配线干扰电压波动的4个区段。由于此故障隐患只在特定环境下机车的特殊运行方式时才能出现，不能在天窗时段或临时停用设备部分设备进行模拟，只能天窗时段有计划的更换器材后，在列车正常运行中观察、分析。在利用“排除法”把范围基本缩小到轨道测试盘后采用“替代法”，把波动区段48DG与电压不波动区段50DG集中监测电压采集线对调，是在不影响联锁设备正常使用，同时又能进一步锁定故障范围的一次尝试。

3）查找方向、目标的确定提高了隐患处理效率

查找干扰点有两个方向，一是从干扰源入手，46DG是一送两受（46DG、46DG1）区段，在不能确定干扰是来自46DG或者是46DG1时，存在不确定性；二是从干扰设备入手，但在不影响设备正常使用的情况下同时排查4个区段（干扰点），既费时、费力，安全风险也加大，既然已确定4个区段同步波动，仅排查1个区段应该可以达到精简、安全、高效的目的，于是确定48DG为排除主要目标。

4 结束语

对具有发生时间短、频次低等特点的50 Hz强电牵引电流干扰的设备隐患，只在特定环境下机车的特殊运行方式时才能出现，无法在天窗时段或临时停用设备部分设备进行模拟，也难用通常测试手段捕捉时机，利用集中监测大数据分析确定干扰时机和干扰源，采用“排除法”查明干扰途径，用“替代法”找到干扰点的处理方法为轨道电路电压瞬间波动故障处理提供了新思路，可供处理类似信号故障、隐患时借鉴。