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[电务学刊] 25Hz相敏轨道电路技术指标测试中的常见误区辨析

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电务斑竹

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25Hz相敏轨道电路技术指标测试中的常见误区辨析

摘要:25Hz相敏轨道电路是站内轨道区段占用检查的基础设备,其技术指标的测试与调整直接关系到联锁条件的正确性和行车安全。现场测试中,围绕允许失调角、有效电压换算、分路残压判定、极性交叉检查以及电码化区段入口电流等环节,长期存在若干理解偏差与操作误区。本文以25Hz相敏轨道电路的工作原理为出发点,系统梳理主要技术指标的物理含义与测试标准,重点辨析有效电压与测试电压的关系、失调角允许范围的边界理解、分路状态测试的条件控制、冬季与雨季不利条件下的调整逻辑等常见误区,并结合典型故障现象分析误区形成的技术根源。研究表明,多数测试误区的本质在于将静态额定参数等同于动态工作条件,或将单一测试值脱离相位关系与外界环境进行孤立判断。文章据此提出规范测试流程、强化相位观念、注重季节条件差异等改进建议,供现场测试与职工培训参考。

关键词:25Hz相敏轨道电路;允许失调角;有效电压;分路测试;极性交叉;误区辨析

一、引言

25Hz相敏轨道电路广泛应用于铁路站内轨道区段,用以检查列车占用、传递车列位置信息,并为联锁系统提供轨道占用与空闲的判定依据。与工频轨道电路相比,25Hz相敏轨道电路采用局部电源与轨道电源分开供电的方式,依靠相位鉴别原理工作,具有较强的抗牵引电流干扰能力和稳定的分路特性,因此在电气化区段车站得到普遍采用。

然而,正是由于25Hz相敏轨道电路引入了相位这一特殊工作维度,其技术指标的测试与调整比普通轨道电路更为复杂。现场测试人员不仅要测量电压幅值,还要关注局部电压与轨道电压之间的相位关系;不仅要掌握调整状态的各项指标,还要理解分路状态、不利季节条件下的变化规律。在实际作业中,由于对相位关系理解不透、对有效电压换算概念模糊、对分路测试条件控制不严,常常出现误判设备状态、错误调整参数甚至掩盖真实隐患的情况。

本文以25Hz相敏轨道电路的主要技术指标为研究对象,围绕测试与调整中的常见误区展开辨析。分析范围限于轨道继电器(或微电子接收器)端电压测试、失调角调整、分路残压测试、极性交叉检查、电码化区段入口电流测试以及不同季节条件下的调整逻辑。文中涉及的设备型号、技术参数和测试方法,均以现有学习资料为依据,部分内容标注为待核验状态,现场执行时应以现行有效规章为准。

二、25Hz相敏轨道电路的工作原理与主要技术指标体系

(一)相位鉴别原理

25Hz相敏轨道电路的核心特征在于其相敏工作方式。轨道继电器JRJC1-70/240或微电子接收器JXW-25同时接收两个电源的驱动:一是局部电源,二是由轨道电源经送电端设备送至钢轨、再经受电端传输回来的轨道电压。继电器(或接收器)内部对这两个电压进行相位比较,只有当局部电压与轨道电压满足规定的相位关系时,设备才能正常工作。

根据学习资料,局部电压应导前轨道电压90°±30°。这一相位关系是25Hz相敏轨道电路设计的基础,也是现场测试与调整的核心依据。所谓允许失调角,即指实际工作中轨道电压相位偏离理想90°关系时仍能保证设备正常工作的最大角度范围,该范围为±30°。

(二)主要技术指标构成

25Hz相敏轨道电路的技术指标可从调整状态和分路状态两个维度来把握。调整状态指标反映轨道区段空闲时设备应达到的正常工作条件,包括轨道继电器端电压、相位关系、电源屏输出电压等;分路状态指标则反映列车占用时设备应可靠落下(或接收器应可靠停止工作)的条件,核心是分路残压的限值要求。

此外,接线电阻、电缆电阻、限流电阻等参数虽不属于直接测量的工作电压指标,但它们通过影响轨道电路的传输效率和分路灵敏度,间接决定各项电压指标能否满足要求,因此也属于技术指标体系的重要组成部分。

(三)有效电压的概念及其在指标体系中的位置

25Hz相敏轨道电路测试中的一个关键概念是有效电压。由于轨道继电器(或接收器)实际反映的是局部电压与轨道电压相互作用后的有效结果,而现场电压表直接读出的测试电压并不等于这一有效值,两者之间需要通过失调角的余弦进行换算。这一换算关系构成理解25Hz相敏轨道电路测试指标的重要桥梁,也是现场诸多误区的集中发生点。

三、测试标准中的常见误区辨析

(一)误区一:将测试电压直接等同于有效电压

现场测试中最常见的一个误区,是将万用表或电压表直接读出的轨道继电器端电压值,不加换算地当作判断设备工作状态是否合格的依据。这一做法忽略了25Hz相敏轨道电路区别于普通轨道电路的根本特征——相位因素对设备工作的影响。

根据资料提供的换算关系,轨道继电器(或接收器)的有效电压UJ(有效)与测试电压UJ(测试)之间的关系为:UJ(有效)=UJ(测试)×cosβ,其中β为失调角。当失调角为0°时,cosβ等于1,有效电压等于测试电压;但当失调角增大到30°时,cos30°约为0.866,有效电压仅为测试电压的86.6%左右。

举例而言,若现场测得轨道继电器端电压为21V,当失调角为0°时,有效电压为21V;当失调角为20°时,有效电压约为19.74V;当失调角达到30°时,有效电压降至约18.19V。如果作业人员只记录测试电压而不进行换算,就可能在高失调角条件下误认为设备工作正常,而实际有效电压可能已接近或低于设备可靠工作所需的下限值。

这一误区的技术根源在于将轨道继电器简单理解为普通电压型继电器,忽视了其相敏特性。正确做法是在读取测试电压的同时测量失调角,并按上述公式换算出有效电压,以有效电压作为判断设备工作状态的基本依据。

(二)误区二:对允许失调角范围的绝对化理解

与有效电压换算误区相关联的另一个常见问题,是对允许失调角±30°范围的绝对化理解。部分人员认为,只要失调角在±30°以内,设备就必然处于良好工作状态,无需进行调整;反之,一旦超出±30°,就立即判定设备不合格。

这种理解忽视了失调角对有效电压的衰减作用。允许失调角±30°描述的是设备能够维持正常工作的最大相位偏差范围,而非设备处于最佳工作状态的范围。事实上,失调角越大,有效电压损失越多,设备工作的安全裕度就越小。即使失调角尚未超出允许范围,如果有效电压已接近下限,设备仍可能处于临界工作状态,一旦外界条件稍有变化(如电源电压波动、道床漏泄增大),就可能发生继电器错误落下或错误吸起。

因此,正确的理解应当是:失调角在±30°以内是设备正常工作的必要条件,而非充分条件。现场调整时,应尽量将失调角调整到接近0°的理想状态,而不是满足于“不超限”。同时,判断设备是否合格,必须将失调角与有效电压结合起来综合评估,不能仅凭失调角一项指标下结论。

(三)误区三:分路状态测试忽视标准分路线的使用条件

分路测试是验证轨道电路占用检查功能的关键手段。其基本方法是在轨道区段的适当位置接入标准分路电阻线,模拟列车轮对的分路作用,检查轨道继电器(或接收器)能否可靠落下(或停止工作)。

资料明确给出的标准分路电阻线阻值为0.06Ω。这一数值是模拟最不利分路条件的基础参数。现场测试中的一个常见误区,是使用阻值不符合要求的自制分路线,或对分路线的连接状态不加检查,导致分路测试结果失真。

具体而言,如果分路线阻值偏大,模拟出的分路效果偏弱,轨道继电器可能仍然保持吸起,造成“分路不良”的假象;如果分路线接触不良,测试时实际接入的阻值远大于标称值,同样无法真实反映轨道电路在最不利条件下的分路性能。反之,如果分路线阻值偏小或连接过于良好,测试条件比实际最不利条件更为严苛,则可能掩盖轨道电路在真实分路条件下的隐患。

正确的测试方法应当使用经过校验的0.06Ω标准分路电阻线,并确保分路线与钢轨的接触良好、连接可靠。测试时还应注意分路线的接入位置,通常应在轨道区段的分路最不利处所进行测试,以检验轨道电路在最不利条件下的分路可靠性。

(四)误区四:忽视季节条件对调整指标的影响

25Hz相敏轨道电路的工作状态受道床漏泄电阻和钢轨阻抗的影响显著,而这两者又随季节和天气条件发生明显变化。资料中列举的雨季红光带和冬季晴天分路不良两类典型现象,集中反映了季节条件对轨道电路调整的深刻影响。

雨季条件下,道床漏泄增大,实际道碴电阻可能小于标准值。此时轨道电路的传输损耗增加,轨道继电器端电压趋于下降。如果调整时未考虑雨季最不利条件,将轨道电压调整在恰好满足正常天气要求的下限附近,则进入雨季后轨道继电器可能因电压不足而错误落下,造成轨道区段红光带。

冬季晴天条件下,情况则相反。道碴电阻达到最大值,钢轨电阻处于最小值,轨道电路的传输条件最为有利,轨道继电器端电压趋于升高。此时如果调整不当,轨道继电器端电压可能超过调整表规定的最大值,反而导致分路时残压过高、继电器不能可靠落下,形成分路不良隐患。

现场调整中的一个常见误区,是仅在测试当天当时的天气条件下进行一次性调整,而不考虑季节变化带来的最不利条件。正确的做法应当是在雨季最不利条件下,将轨道继电器端电压调整到不低于其可靠吸起所需的下限值,同时检查继电器能够可靠吸起;在冬季晴天最不利条件下,将端电压调整到不超过规定最大值,并用标准分路线进行分路测试,确认分路后残压满足要求。换言之,调整工作应当在最不利条件下进行校核,而非仅在测试当时的条件下进行。

(五)误区五:极性交叉检查流于形式

极性交叉是25Hz相敏轨道电路防止相邻轨道区段间越区传输造成错误动作的重要措施。其基本要求是相邻轨道区段的电源极性(相位)相互交叉,使得当一个区段的轨道继电器因某种原因接收到相邻区段的信号时,由于相位关系不满足要求而不会错误动作。

现场测试中,极性交叉检查有时被简化为“看一看”“测一测”的形式化步骤,未真正理解其技术内涵。部分人员对极性交叉的测试方法掌握不准确,不知道如何通过测量相邻区段轨道电压的相位关系来判断极性交叉是否满足要求;也有部分人员认为极性交叉检查只在设备初始开通时进行,日常维护中无需重复检查。

实际上,极性交叉状态可能因轨道电路调整、设备更换、电缆接续变化等原因而发生改变。若极性交叉被破坏,相邻区段间可能形成越区传输路径,在特定条件下引发轨道继电器错误动作,构成危及行车安全的隐患。因此,极性交叉检查应作为轨道电路测试的常规项目,在设备更换、调整后以及定期检修中予以落实。

(六)误区六:电码化区段与非电码化区段调整方法不加区分

车站正线、到发线等电码化区段,轨道电路同时承担着向机车发送电码信息的任务。25Hz相敏轨道电路用于电码化区段时,需要加装电码化隔离调整变压器BMT-25等设备,以实现25Hz轨道电路与电码化发送设备之间的隔离与匹配。

资料明确指出,电码化区段与非电码化区段的调整方法存在区别。这一区别源于两类区段在功能定位上的差异:非电码化区段只需保证轨道继电器可靠工作即可;电码化区段则不仅要保证轨道继电器可靠工作,还要保证电码化信息能够有效发送至机车接收设备,同时不能因电码化发送而干扰25Hz轨道电路的正常工作。

现场测试中的一个常见误区,是对电码化区段与非电码化区段采用相同的调整方法和判定标准,忽视电码化隔离调整变压器等附加设备对轨道电路参数的影响。正确做法是区分区段性质,按照相应的调整方法和指标要求进行测试与调整,并在电码化发送状态下验证轨道电路和电码化设备均能正常工作。

四、误区形成的技术根源与典型现象分析

(一)将静态额定参数等同于动态工作条件

综观上述各类误区,一个共同的技术根源在于将25Hz相敏轨道电路的静态额定参数等同于动态工作条件。允许失调角±30°是设备在理想电源条件和标准负载条件下的额定工作范围,但实际工作中,电源电压存在波动,道床漏泄随天气变化,钢轨阻抗受温度和频率影响,这些因素共同决定了轨道继电器端电压和相位关系处于动态变化之中。

如果测试人员只掌握设备在额定条件下的参数要求,而不理解这些参数在最不利条件下的变化规律,就容易在测试中做出错误判断。例如,在正常天气条件下测得轨道继电器端电压满足要求,就认定设备状态良好,而忽视了雨季漏泄增大后电压可能降至合格线以下的风险。

(二)将单一测试值脱离相位关系进行孤立判断

25Hz相敏轨道电路区别于普通轨道电路的本质特征在于相位鉴别。轨道继电器(或接收器)能否正常工作,不仅取决于电压幅值是否足够,还取决于局部电压与轨道电压之间的相位关系是否满足要求。有效电压概念的引入,正是为了将幅值和相位两个因素统一到一个判断指标中。

然而,现场测试中常见的做法是将电压幅值作为唯一判断依据,忽视相位关系的影响。这种“只测幅值、不测相位”的做法,在失调角较小的情况下尚不致造成严重误判,但一旦失调角增大,有效电压与测试电压之间出现显著差异,就可能掩盖设备真实的工作状态。

(三)对不利季节条件的认识不足

季节条件对轨道电路工作状态的影响具有滞后性和隐蔽性。调整测试通常在当期天气条件下进行,而设备需要在全年各种天气条件下可靠工作。如果调整时未考虑季节最不利条件,设备可能在测试时表现正常,而在季节转换后出现故障。

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参考资料:
1. 25Hz相敏轨道电路主要技术指标与测试标准(知识库资料,原始文件为《02_25Hz相敏轨道电路的测试和调整.pdf》)
2. 25Hz相敏轨道电路技术标准与测试调整(知识库资料)

引用依据:
已审核知识库编号:KB-DW-CE6694CE、KB-DW-C296584F


资料使用说明:本文依据「铁道职培」APP(www.mlzp.cc)已审核知识库整理,仅供学习参考。涉及规章、技术参数和作业要求时,请务必以现行有效文件为准。本文在「铁道职培」APP论坛首轮发布,全文PDF可前往本站文库中心,按标题关键词搜索下载。
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