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25Hz相敏轨道电路技术标准与测试调整中的关键参数控制与现场应用分析
摘要
25Hz相敏轨道电路是交流电气化牵引区段站内及预告区段的核心轨道电路制式,其技术标准与测试调整直接关系行车安全与设备可靠性。本文以25Hz相敏轨道电路的技术标准与测试调整为核心研究对象,系统梳理了该制式的基本原理、主要技术指标、测试项目与周期、调整步骤及故障处理流程。文章重点分析了轨道继电器端电压、分路残压、相位角、电源屏输出等关键参数的设定依据与控制要求,并结合设备组成与器材参数,讨论了现场调整中的注意事项与常见问题。本文旨在为铁路电务技术人员提供一份系统、准确的技术参考,帮助其在实际工作中准确把握技术标准,规范测试调整作业,提升设备运用质量。
关键词:25Hz相敏轨道电路;技术标准;测试调整;分路残压;相位角;二元二位继电器
引言
25Hz相敏轨道电路是我国交流电气化铁路站内及预告区段广泛应用的轨道电路制式。其以25Hz为工作频率,利用二元二位轨道继电器的相位选择性和频率选择性,实现对轨道占用状态的可靠检测,同时有效抵御50Hz工频牵引电流的干扰。自97型25Hz相敏轨道电路推广应用以来,其抗不平衡牵引电流能力由10A提高至20A,轨道电路极限长度由1200米延长至1500米,器材配置更加灵活,整体性能显著提升。
然而,在实际运用中,25Hz相敏轨道电路的技术标准执行是否到位、测试调整是否规范,直接影响设备的安全性与稳定性。部分现场作业人员对关键参数的理解不够深入,对调整步骤的掌握不够系统,容易导致设备状态偏离标准,甚至引发轨道电路分路不良、闪红等安全隐患。因此,系统梳理25Hz相敏轨道电路的技术标准、测试项目与调整方法,对于规范现场作业、提高设备质量具有重要意义。
本文依据《25Hz相敏轨道电路的测试和调整》及《轨道电路》两份参考资料,围绕技术标准与测试调整这一主题,从基本原理、主要技术指标、测试项目与周期、调整步骤、故障处理等方面展开论述,力求为铁路电务技术人员提供一份系统、准确的技术参考。
一、25Hz相敏轨道电路的基本原理与设备组成
1.1 基本原理
25Hz相敏轨道电路由25Hz电源屏分别提供25Hz轨道电源和局部电源。轨道电源经室内电缆、送电端轨道变压器(BG25)、限流电阻(RX)、扼流变压器(BE25)送至钢轨,再经受电端扼流变压器(BE25)、中继变压器(BG25)、电缆送回室内,经防雷盒(HF)供给二元二位继电器(GJ)的轨道线圈。局部电源则直接供给GJ的局部线圈。当GJ的轨道线圈和局部线圈所得电源满足规定的相位、频率、电压值时,GJ继电器吸起,表示轨道电路处于空闲状态。
二元二位继电器的核心特性在于其相位选择性和频率选择性。相位选择性是指继电器的两个线圈必须接入两个具有一定相位差的同频率电源才能动作。如果仅一个线圈通电,或两个线圈接入同一电源,翼板均不能产生转矩。这一特性可有效解决轨端绝缘破损问题。频率选择性则使25Hz相敏轨道电路能有效防止50Hz工频牵引电流的干扰。当不平衡牵引电流在轨道线圈上产生50Hz电压时,该电压不会使继电器错误动作。
1.2 防雷盒的作用
防雷盒(HF)由电感和电容串联构成,并联在轨道继电器轨道线圈两端。其主要作用包括:减小25Hz信号传输中的衰耗和相移;对50Hz工频干扰呈串联谐振,相当于约20欧姆电阻,有效减小干扰电压。防雷盒的正确连接与调整对于保证轨道电路正常工作至关重要。
1.3 主要设备组成
送电端设备包括:轨道电源(GJZ220、GJF220)、熔断器(RD)、轨道变压器(BG25)、限流电阻(RX)、扼流变压器(BE25)。受电端设备包括:扼流变压器(BE25)、中继变压器(BG25)、限流电阻(RS)、熔断器(RD)、防雷硒堆(Z)、防雷盒(HF)、二元二位继电器(GJ)或微电子接收器(JXW-25)、电容(C)。
关键器材参数如下:二元二位继电器型号为JRJC1-70/240,轨道线圈70欧姆,局部线圈240欧姆,局部电压110V,轨道线圈工作值不小于15V。防雷盒有HF2-25、HF3-25、HF4-25等型号。扼流变压器有BE1/2-400/600/800-25等型号。轨道变压器为BG2-130/25。送电端电阻器R1-4.4/440,受电端电阻器R1-4.4/440或R1-2.2/220。
二、主要技术指标与标准要求
2.1 调整状态指标
调整状态是指轨道电路空闲时的正常工作状态。主要技术指标包括:
轨道继电器轨道线圈有效电压不小于18V(JXW-25接收器不小于16V)。相位角滞后局部电压90度正负30度。JXW-25直流输出应为20V至30V。
电源屏输出要求:轨道电压220正负6.6V,局部电压110正负3.3V,局部电压相位角恒超前轨道电压相位角90度正负1度。JXW-25直流电压应为24乘以(1正负15%)V。
2.2 分路状态指标
分路状态是指轨道区段被列车占用时的状态。用0.06欧姆标准分路电阻线在轨面任意一处短路时,轨道继电器电压不大于7.4V(JXW-25接收器电压不大于7.4V)。这一指标是判断轨道电路分路灵敏度是否合格的关键依据。
2.3 接线电阻与电缆电阻要求
送、受电端扼流变压器至钢轨的等阻线电阻不大于0.1欧姆。送、受电端轨道变压器至扼流变压器的接线电阻不大于0.3欧姆。轨道继电器至轨道变压器间的电缆电阻不大于150欧姆。这些电阻参数直接影响轨道电路的传输性能与分路特性。
2.4 限流电阻要求
送、受电端限流电阻器RX、RS,其阻值应按参考调整表固定,不得调小。限流电阻的作用是限制轨道电路在分路状态下的电流,保证分路灵敏度,同时保护设备。现场作业中严禁随意调整限流电阻值。
2.5 极性交叉与允许失调角
相邻轨道区段应满足极性交叉要求,以防止相邻区段间的相互干扰。25Hz轨道电路传输时,在局部电压导前轨道电压90度的基础上发生的相移,应控制在正负10度以内。有效电压UJ(有效)等于UJ(测试)乘以cos尾(尾为实际相位角与标准相位角的偏差角)。这一公式说明,相位偏差会导致轨道继电器端电压的有效值下降,影响设备工作的可靠性。
2.6 电码化区段指标
机车信号入口端用0.06欧姆标准分路电阻线分路时,对于ZPW-2000A型,1700Hz、2000Hz、2300Hz不小于500mA,2600Hz不小于450mA。这一指标用于验证电码化区段的机车信号入口电流是否满足要求。
三、测试项目与周期
25Hz相敏轨道电路的测试项目与周期有明确规定,现场应严格执行。
每日1次:轨道继电器(JXW-25接收端)电压(有效电压)。这是日常巡检的基本项目,用于快速判断轨道电路的工作状态。
每月1次:25Hz电源屏轨道电压、局部电压及相位角;JXW-25直流电压。电源屏参数是轨道电路工作的基础,应定期核查。
每季1次:轨道绝缘检查。轨道绝缘破损会导致轨道电路特性变化,甚至引发故障。
每半年1次:室内调整变压器电压;送、受端变压器I、II次电压;限流器电压;扼流变压器I、II次电压;送、受端轨面电压;分路残压测试;轨道电路相位角。半年度测试项目较为全面,是对轨道电路整体性能的系统检验。
每年1次:极性交叉检查;送受端BE不平衡电流测试;机车信号入口电流测试;电码化电码校验。年度测试侧重于轨道电路与信号系统的接口性能。
每3年1次:标调。标调是对轨道电路进行全面调整与校准,确保各项指标符合标准。
四、调整步骤与注意事项
4.1 调整电源屏
首先应确认25Hz电源屏输出轨道电压为220正负6.6V,局部电压为110正负3.3V,局部电压超前轨道电压90度正负1度。电源屏参数是轨道电路调整的基础,必须首先保证其正确。
4.2 选定变压器变比
按参考调整表选定送、受电端BG2-130/25变压器的变比。电码化区段变比固定,非电码化区段二次电压可微调。注意同名端不得接错。变压器变比的选择直接影响轨道电路的供电电压与传输特性。
4.3 选定限流电阻
按参考调整表选定送、受电端限流电阻RX、RS的阻值,并固定不得调整。限流电阻是保证分路灵敏度的关键元件,现场作业中严禁随意改变其阻值。
4.4 调整供电电压
调整BMT-25(电码化区段)或BG2-130/25二次侧电压(非电码化区段),使轨道继电器端电压UGJ满足技术指标。调整时应逐步进行,避免电压过高或过低。
4.5 调整相位角
调整防雷盒(HF4-25型)的接线端子,使轨道继电器的相位角满足技术指标(允许失调角正负10度)。相位角调整是25Hz相敏轨道电路调整中的关键环节,直接影响继电器的工作可靠性。
4.6 精确调整与一次调整
反复调整电压和相位直至达标。轨道电路开通后,需经历一次雨季和冬季晴天最不利条件测试,进行“一次调整”,确保在最不利条件下指标稳定可靠。一次调整是验证调整效果的重要环节,不可省略。
4.7 调整中的注意事项
现场调整中应注意以下几点:第一,限流电阻值一经选定不得随意调整,否则会改变分路特性;第二,变压器同名端不得接错,否则会导致相位关系错误;第三,防雷盒接线端子的调整应按照设备说明书进行,避免误接;第四,调整完成后应进行分路残压测试,确认分路状态指标合格;第五,一次调整应在最不利条件下进行,确保设备在全气候条件下工作可靠。
五、故障处理流程与常见问题分析
5.1 故障定位
当轨道电路出现故障时,首先应在分线盘接收端测量有无电压。若电压正常或较高,则为室内故障;若无电压或电压低,则应甩开电缆测电缆上的电压,若无电压或电压低则为室外故障;若电压正常或稍高则为室内故障且多半为短路故障。这一故障定位流程是现场处理轨道电路故障的基本方法。
5.2 室内故障处理
97型25Hz相敏轨道电路室内采用JRJC-70/240型二元二位继电器。当1、4线圈电压为局部110V,2、3线圈电压大于15V,且相位关系正确时,继电器应可靠吸起。若继电器不吸起,应检查继电器本身是否故障,或检查防雷盒、电容等室内设备是否异常。
5.3 室外故障处理
室外故障常见原因包括:钢轨绝缘破损、扼流变压器故障、轨道变压器故障、电缆断线或接地、轨面污染导致分路不良等。处理时应按照故障定位流程逐步排查,确定故障点后再进行修复。
5.4 常见问题分析
分路不良是25Hz相敏轨道电路的常见问题。其原因包括:轨面锈蚀或污染导致轮轨接触电阻增大;限流电阻值偏大导致分路电流不足;轨道继电器端电压调整过高导致分路残压超标。处理时应从调整状态和分路状态两方面入手,确保两者兼顾。
闪红现象是指轨道电路在空闲状态下偶尔出现红光带。其原因可能包括:电源屏电压波动;相位角偏移导致继电器端电压下降至临界值;防雷盒参数变化;牵引电流干扰增大。处理时应重点检查电源屏输出、相位角及防雷盒状态。
结论与建议
25Hz相敏轨道电路的技术标准与测试调整是保证其安全可靠运行的基础。本文系统梳理了该制式的基本原理、主要技术指标、测试项目与周期、调整步骤及故障处理流程,重点分析了轨道继电器端电压、分路残压、相位角、电源屏输出等关键参数的设定依据与控制要求。
基于上述分析,提出以下建议:
第一,现场作业人员应深入理解25Hz相敏轨道电路的技术标准,准确把握各项指标的物理意义与相互关系,避免机械执行。
第二,测试调整作业应严格按照规定的项目与周期执行,不得随意减少测试项目或延长测试周期。特别是半年度测试中的分路残压测试和相位角测试,对于保证设备状态至关重要。
第三,调整过程中应特别注意限流电阻值的固定、变压器同名端的正确连接、防雷盒接线端子的正确调整等关键环节,避免因操作不当导致设备状态异常。
第四,一次调整应在最不利条件下进行,确保设备在全气候条件下工作可靠。一次调整完成后应做好记录,为后续维护提供参考。
第五,故障处理应遵循“先室内后室外、先电源后设备”的原则,按照故障定位流程逐步排查,提高故障处理效率。
第六,建议电务段定期组织25Hz相敏轨道电路技术培训,提高现场人员的理论水平和实操能力,确保技术标准得到有效执行。
参考资料
1. 25Hz相敏轨道电路的测试和调整.pdf
2. 轨道电路.pdf
引用依据:
已审核知识库编号:["KB-DW-C296584F","KB-DW-C2FBD198","KB-GW-4DCB9F3D","KB-DW-E9974F6D","KB-TX-08E107B3"]
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