轨道电路原理及故障分析毕业论文(7)

第三章 轨道电路故障案例分析

1、电气化区段有的轨道电路区段在断轨时其轨道继电器仍保持吸起不落下，失去了断轨保护功能的原因

电气化区段的回流线和吸上线是为了减少其牵引电流对外界的干扰而设置的。但若吸上线设置不当，则会影响到信号轨道电路的可靠性，在断轨时（或扼流变压器的钢轨引接线一根断线）发生轨道继电器仍保持吸起不落下的情况，有饽于故障导向安全的技术原则。

京广线（北）京郑（州）段黄梁梦车站的站内为25HZ相敏轨道电路，区间为UM71无绝缘轨道电路。站内轨道电路在断轨时经吸上线串流使轨道继电器仍保持吸起不落下，见下图(3-1)

1.5km 吸上线 X A 扼流变压器 回流线 IG B ×

图 3-1 断轨时信号电流构通的状况

其原因分析如下：

当钢轨（B）断轨时，轨道电路（IG）已无法正常工作，轨道继电器本应失磁落下，但由扼流变压器的半边线圈——吸上线——回流线——吸上线——道岔区段扼流变压器的半边线圈，构成串流电路，如图中绿线所示。串流电路的线路阻抗已不同于正常状况，IJ与IG已达不到理想角160°±8°但轨道继电器（JRJC——66/345）的轨道线圈端子上有残压，使（IG）轨道继电器保持吸起不落下。IG分路时，轨道继电器落下，轨道电路恢复至调整状态时，轨道继电器不再吸起。IG出现红光带，不能办理发车进路。区间UM71轨道电路在上、下行正线线

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路上通过各自的空心线圈（SVA）中性点连接的等位线，是为平衡两线间的牵引电流回流，以及轨道电路的防雷和改善干扰状况而设置的，但若设置地点距进站信号机的距离较近，也可能与站内的横向连接线或吸上线构成串流电路，在断轨时使轨道继电器保持吸起不落下。黄梁梦站还在对3G、IIBG、IBG进行了故障试验。试验时断开扼流变压器的钢轨引接线一根，使轨道电路处于故障状态（相当于一根钢轨断轨），试验结果如下表

表3-1试验结果

轨道区段 3G IBG IIAG 轨道线圈残压 11 8.5 7 轨道线圈正常工作值 轨道继电器状态 保持吸起未落下 保持吸起未落下 翼片刚离开上滚轮,前接点仍闭合 21 20.5 19.5 注：二元二位轨道继电器（JRJRC——66/345）工作电气特性为： 理想角：（IJ与IG）：160°±8° 工作频率:25HZ

工作值:局部线圈电压 110V 电流表 ≤0.08A 轨道线圈电压 ≤15V

电流 ≤0.038A

释放值:局部线圈电压 110V

轨道线圈电压 7.5≥

继电器的返还系数为0.5是符合技术要求的，但IIAG的轨道线圈电压在7V的情况下继电器仍未完全释放，应在制造工艺上予以改进。1997年10月经铁道部技术鉴定后生产的二元二位轨道继电器（JRJC1——70/240）的技术技术特性已优化、改进，基返系数由原来的0.5增加到0.55,电气化区段25HZ相敏轨道电路的可靠性有了明显的提高。

2、电气化区段双轨条轨道电路的不平衡电流的产生原因

电力牵引段是通过扼流变压器中性点，经过两个半边的线圈，两根钢轨而回归牵引变电所的。扼流变压器的两个半线圈匝数相等（即阻抗相等），两根钢轨的长度相等（钢轨阻抗相等），故从基本原理上讲两根钢轨上通过的牵引电流应是相等的（每根钢轨均通过50%的牵引电流回流）。但实际上通过两根钢轨的牵

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引电流是不平衡的。产生不平衡电流的原因有以下几个方面的因素：

①轨道电路处于弯道上，曲线线路的外轨长而内轨短，形成两根钢轨的钢轨阻抗不相等。

②钢轨接头电阻是由塞钉连接线、轨端焊接线、连接夹板三方面组成的并联电阻，每个钢轨接头电阻不可能完全一致，由各个钢轨接头电阻组成的整个长钢轨阻抗与另一侧的钢轨阻抗就存在差异。

③扼流变压器牵引线圈中性点两边的线圈阻抗不可能绝对相等，两侧的钢轨引接线电阻也可能有微小的差异，形成扼流变压器中性点两边的阻抗不相等；而牵引回流要经过多个扼流变压器的中性点后才能回到牵引变电所，两根钢轨由此形成的阻抗是不一致的。

④轨道电路的对地漏泄不平衡，即两根钢轨对地漏泄导纳的不相等，前述曾提及钢轨对地的接触电阻的概念应不同于轨道电路中道碴的概念。如图3-2

A

B

RA RB 图3-2 牵引电流（实线）和信号电流（虚线）经钢轨的漏泄回路

A、B——A轨、B轨；RA、RB——A、B轨的钢轨对地接触电阻

钢轨对地的接触电阻，其主要部分是由钢轨、道碴和路基的电流漏泄电阻组成的，其中接触电阻占75%——90%，而电流散入大地的电阻占很少一部分，仅仅为25%——10%。

根据国外资料介绍，一条铁路干线的两根钢轨的接触电阻阻值标称值，与道床状态有关：清洁石碴的为0.3—0.5欧母/km；污秽石碴的为0.3—0.5欧母/km ；清洁沙的为0.15—0.30欧母/km ；混有黏土的为0.1—0.15欧母/km。

水分和污秽增加时，电阻减少2/3—2/5；上冻时，增加3—10倍。 这些资料表明，铁路钢轨对地电阻的实际范围为0.1—1欧母/km。若考虑电气化区段多采用碎石道碴，此范围可缩小到0.3—1欧母/km。

电力牵引电流回流自电力机车车轮传递至钢轨起即分成两部分回流，一部分

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由钢轨回流，另一部分经大地回归牵引变电所，其电流分配的比例情况与钢轨对地的接触电阻的大小有关。如下图所示：

I(%) 100 9876543210 0.0

由上图可知，当钢轨对地的接触电阻为100欧母/km时（实际线路状况不可能如此之高），牵引电流几乎全部经由钢轨流回至牵引变电所。

上图中的R系指线路的钢轨对地接触电阻，而线路是由两根钢轨条组成的并联牵引回路电路，故R=RA2RB/RA+RB

如某一电气化区段的RA=RB=1.2欧母/km(一般情况下RA≠RB),则按上式可计算出该线路的钢轨对地接触阻值为0.6欧母/km。

电气化区段铁路两根钢轨铺设在同一轨枕上，道碴（清洁或污秽碎石）状态相同，路基为同一路基（土壤电阻率相同）。按理说图中的RA与RB应相同，但实际上并水相同，因而导致两轨间不平衡电流。其原因是：

①接触网支柱、桥栏杆等的地线直接接到轨道电路的一侧钢轨上（每一双轨条轨道电路区段只允许有一根钢轨连接此类地线，以保证轨道电路正常工作，形成两根钢轨 对地漏泄）

导纳不相等。

②东西方向的铁路，路基南部受阳光直射，雨过天晴后道床状态干湿不同，大地回春季节背阴部分的路基解冻较晚。

③线路的一侧敷设有长的金属管路或各种带金属护套的屏蔽电缆。 两轨间的不平衡电流对信号设施的影响，主要是对信号轨道电路产生的干扰。产生干扰的途径是由于两轨间的电流差值（I=IA-IB）在两轨间产生干扰电压，

0.1 0.21.10 100 R(欧

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当扼流变压器铁心不饱和时，设扼流变压器的开路阻抗为ZK，负载折算阻抗为ZL，A轨中流通的电流为IA，B轨中流通的电流为IB，可用下列公式计算轨间干扰电压U：U=1/2（IA-IB）ZK2ZL/ZK+ZL

轨间干扰电压U经扼流变压器的变化,使II次侧产生更高的干扰电压,使轨道电路的送、受电端受到干扰。信号轨道电路为了防干扰已采用各种不同志于工频（50HZ）的电流频率，但在牵引电流中含有谐波 …… 此处隐藏：2186字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……