田澤方

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京，102600）

1 軌道區(qū)段占用丟失概況

2019年10月，多次列車運(yùn)行至秦沈線遼中站附近時(shí)，發(fā)生軌道區(qū)段占用丟失情況，涉及區(qū)域包括中繼17站至中繼21站，如圖1所示。該現(xiàn)象為偶發(fā)現(xiàn)象，并不是每一趟列車通過都會(huì)發(fā)生分路不良（占用丟失）。

圖1 占用丟失區(qū)域示圖

2 故障分析

引起軌道電路分路不良（占用丟失）情況出現(xiàn)的原因有很多，最常見的原因是軌道電路分路電阻（主要指輪緣與鋼軌的接觸電阻）異常。本文針對(duì)軌道電路分路電阻異常這一特定原因引起的軌道電路分路不良進(jìn)行詳細(xì)分析，根據(jù)其特征來逐個(gè)進(jìn)行排查確認(rèn)。現(xiàn)場(chǎng)因素導(dǎo)致列車占用丟失，通常表現(xiàn)為軌道電路分路電阻增大[3]。當(dāng)列車占用該區(qū)段時(shí)，軌道電路接收設(shè)備本應(yīng)因列車輪對(duì)分路而可靠停止工作，但分路電阻增大，引起接收設(shè)備中電流增大，進(jìn)而轉(zhuǎn)為工作狀態(tài)，導(dǎo)致軌道電路無法正常反映占用狀態(tài)信息。

是否發(fā)生了分路不良可以通過軌道電路系統(tǒng)參數(shù)特征來確定。軌道電路處于分路狀態(tài)時(shí)，若存在分路不良情況，分路殘壓（即接收端電壓）、功出電流和小軌出電壓均會(huì)有異于常值的變化。分析這些參數(shù)的變化趨勢(shì)，即可做出研判。

針對(duì)出現(xiàn)分路不良（占用丟失）現(xiàn)象的軌道電路調(diào)整狀態(tài)下參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，各參數(shù)均正常，可以排除軌道電路設(shè)備本身故障原因，可以初步判斷該區(qū)段為正常調(diào)整，但分路狀態(tài)時(shí)出現(xiàn)分路不良（占用丟失）情況。

由于本區(qū)段的軌道區(qū)段的分路不良（占用丟失）現(xiàn)象為偶發(fā)情況，初步可以判斷為因外界原因?qū)е萝壍离娐贩致冯娮璩霈F(xiàn)間歇性或偶發(fā)性異常增大。

2.1 軌道電路監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

微機(jī)監(jiān)測(cè)對(duì)區(qū)間軌道電路采集點(diǎn)較多，發(fā)送端、模擬電纜側(cè)、衰耗器軌入、軌出等處均有采集。同時(shí)，微機(jī)監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目不僅限于電壓值，同時(shí)對(duì)電流、載頻、低頻等信息均有監(jiān)測(cè)，這些都有利于在設(shè)備出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)詳細(xì)分析，判定問題范圍。

軌道電路監(jiān)測(cè)曲線可以直觀反映系統(tǒng)參數(shù)的連續(xù)變化，通過分析對(duì)比，即可判斷是否存在異常。以上述方法為指導(dǎo)，調(diào)取占用丟失區(qū)段的軌道電路監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2.1.1 分路電壓曲線

正常情況下，分路電阻足夠小，可近似看作接收端設(shè)備被短路，軌道電路的分路殘壓會(huì)很低。而分路不良時(shí)，分路電阻增大，短路效應(yīng)降低，分路殘壓較正常值會(huì)有明顯升高的現(xiàn)象。根據(jù)此項(xiàng)驗(yàn)證原則，以下行列車軌道電路分路曲線為例進(jìn)行分析。圖2所示為下行線出現(xiàn)分路不良（占用丟失）情況軌道電路特定時(shí)間段內(nèi)的分路電壓曲線（縱軸為電壓（mV），橫軸為時(shí)間），虛線框中為出現(xiàn)分路不良（占用丟失）情況時(shí)的分路殘壓，其他為正常情況時(shí)的分路殘壓。根據(jù)觀察得出，正常情況時(shí)分路殘壓值很小，趨向于零，而出現(xiàn)分路不良（占用丟失）時(shí)的分路殘壓明顯高于正常情況，最大存在約200mV的殘壓。

圖2 軌道電路分路電壓曲線

2.1.2 功出電流曲線

列車占用軌道電路，等效并接分路電阻，會(huì)引起發(fā)送器功出電流發(fā)生變化。分路電阻阻值越小，等效電阻越小，電流變化幅度就越大；分路電阻阻值越大，等效電阻越大，電流變化幅度就越小。軌道電路分路不良時(shí)，由于分路電阻偏大，發(fā)送器功出電流變化幅度會(huì)明顯低于正常占用時(shí)的功出電流變化幅度。所以發(fā)送器功出電流的變化情況也可以反映區(qū)段是否存在分路不良的問題。圖3為出現(xiàn)分路不良（占用丟失）情況的軌道區(qū)段在特定時(shí)間段內(nèi)的功出電流曲線（縱軸為電流（mA），橫軸為時(shí)間），左邊虛線框內(nèi)為列車占用軌道電路正常分路狀態(tài)下的功出電流變化，右邊虛線框內(nèi)為分路不良（占用丟失）情況下的功出電流變化，根據(jù)觀察得出，分路不良（占用丟失）時(shí)的電流變化幅度明顯低于正常情況，亦即分路電阻阻值較大。

圖3 軌道電路發(fā)送器功出電流曲線

為了進(jìn)一步驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，確定分路電阻對(duì)分路殘壓和功出電流的影響，特選用不同阻值的分路電阻對(duì)出現(xiàn)分路不良（占用丟失）情況的軌道電路區(qū)段進(jìn)行分路測(cè)試。首先對(duì)調(diào)整狀態(tài)下的鋼軌軌面電壓進(jìn)行測(cè)試，送電端鋼軌軌面電壓2.65 V，受電端鋼軌軌面電壓1.59 V，符合正常調(diào)整情況，可以排除其影響。隨后，選取不同阻值分路電阻在距離送電端70m處分別進(jìn)行分路，測(cè)試分路狀態(tài)下的分路殘壓和功出電流，測(cè)試結(jié)果如表1所示。分析測(cè)試結(jié)果可以得出，隨著分路電阻阻值的增大，分路殘壓增大，功出電流也會(huì)增大。而功出電流的增大，會(huì)導(dǎo)致功出電流變化幅度偏小。試驗(yàn)結(jié)果對(duì)上述2.1.1和2.1.2中的分析起到了支持作用。

表1 不同阻值分路電阻下的分路結(jié)果

2.1.3 小軌出電壓曲線

正常情況下，列車跨壓送電端時(shí)，由于分路電阻的分路作用，小軌出電壓將會(huì)降低。分路電阻越小，小軌出電壓降低越明顯，甚至趨向于零；分路電阻越大，小軌出電壓降低幅度越不明顯。軌道電路出現(xiàn)分路不良（占用丟失）時(shí)，由于分路電阻偏大，小軌出電壓降低幅度很小，與正常情況下變化不大。圖4所示為出現(xiàn)分路不良（占用丟失）情況的軌道區(qū)段在特定時(shí)間段內(nèi)的小軌出電壓曲線（縱軸為電壓（mV），橫軸為時(shí)間）?？梢钥闯霎?dāng)發(fā)生分路不良（占用丟失）情況時(shí)，送電端被分路，前方區(qū)段接收到的小軌電壓與正常分路狀態(tài)相比較明顯偏高，表明此時(shí)小軌出電壓降低幅度不明顯，即軌道電路分路電阻偏大。

圖4 小軌電壓曲線

通過上述對(duì)出現(xiàn)分路不良（占用丟失）區(qū)段的軌道電路分路殘壓、功出電流及小軌出電壓曲線的分析，可以得出分路不良（占用丟失）情況出現(xiàn)時(shí)列車分路電阻明顯偏大，基本可以確定分路不良（占用丟失）的原因是軌道電路分路電阻（主要指輪緣與鋼軌的接觸電阻）異常。造成軌道電路分路電阻異常的因素很多，最常見的是輪軌接觸異常。由于分路不良（占用丟失）情況僅發(fā)生在特定區(qū)段，涉及的車次在后續(xù)運(yùn)行中也未再次發(fā)生分路不良（占用丟失）情況，故可推測(cè)故障原因極可能為鋼軌軌面短時(shí)出現(xiàn)異常。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

2.2.1 鋼軌軌面情況

在調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)鋼軌軌面情況時(shí)，了解到分路不良（占用丟失）故障發(fā)生前，遼中站管轄范圍內(nèi)曾有短時(shí)大風(fēng)降雨天氣，同時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)道床有落葉堆積，鋼軌表面有異物留存。

2.2.2 調(diào)取列車行車視頻

為了進(jìn)一步驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與測(cè)試結(jié)果，調(diào)取列車行車記錄視頻，發(fā)現(xiàn)在占用丟失區(qū)段的鋼軌表面有異物存在。通過進(jìn)一步調(diào)查當(dāng)晚天窗時(shí)間的記錄，確認(rèn)鋼軌上間隔性的可疑物是落葉殘骸等異物。這些殘留異物經(jīng)多次碾壓后緊密附著在鋼軌表面，形成了不良導(dǎo)電層。