不对称高压脉冲轨道电路与25Hz相敏轨道电路相邻存在的问题及解决

陈玉泉

不对称高压脉冲轨道电路采用不对称脉冲信号，轨面峰值电压可达100V，对钢轨表面的锈蚀可以起到很好的击穿作用，能在一定程度上有效解决轨道电路分路不良问题，减少行车安全隐患。目前，不对称高压脉冲轨道电路与25Hz相敏轨道电路相邻的情况较为普遍。由于25Hz相敏轨道电路接收端有频率和相位选择特性，即使出现绝缘破损的情况，不对称高压脉冲信号也不会导致25Hz轨道继电器误动；同样不对称高压脉冲轨道电路接收端对25Hz相敏轨道电路及其他轨道电路信号也具有很好的防护性能，不会引起误动。但是，经过多年的应用后，发现在一些特殊的情况下，不对称高压脉冲轨道电路与25Hz相敏轨道电路相邻时，却会出现漏解锁的现象。

1 问题提出

京广线某站在部分分路不良区段采用不对称高压脉冲轨道电路，运营过程中发现有2种场景会出现漏解锁现象。

场景一：单机高速由25Hz轨道区段进入不对称高压脉冲轨道区段时，在25Hz轨道区段红光带消失后，相邻的不对称高压脉冲轨道区段才出现红光带。由于没有2个轨道区段同时红光带的时刻，就没有完成 “三点检查”，因此出现漏解锁。

场景二：单机高速由不对称高压脉冲轨道区段进入短小25Hz轨道区段时，不对称高压脉冲轨道区段先出现红光带，25Hz轨道区段占用后也出现红光带。但是25Hz轨道区段的红光带消失以后，不对称高压脉冲轨道区段的红光带才消失，同样无法完成 “三点检查”，因此出现漏解锁。

2 原因分析

根据场景回放初步分析，出现漏解锁的原因跟2种制式轨道电路的时间特性有关。

根据 “不对称高压脉冲轨道电路暂行技术条件”规定，不对称高压脉冲轨道电路接收设备的吸起时间为2～2．5s，落下时间为1～1．5s。按最不利条件计算，吸起时间取2．5s，落下时间取1．5s。

对于25Hz相敏轨道电路，则有2种时间特性：①接收端采用二元二位继电器时，后级轨道继电器为JWXC－H310型继电器，缓吸时间为 （0．4±0．1）s，缓放时间为 （0．8±0．1）s，加上二元二位继电器的动作时间约0．1s，则25Hz相敏轨道电路吸起时间约 （0．5±0．1）s，落下时间为（0．9±0．1）s；②接收端采用微电子相敏接收器时，其应变时间为0．3～0．5s，加上最后执行继电器 （JWXC－1700型）的动作时间，25Hz相敏轨道电路吸起和落下时间均为0．4～0．6s。

由此可知，无论接收端采用二元二位继电器还是微电子相敏接收器，吸起时间基本一致，均为0．4～0．6s。计算时按最不利因素考虑，取0．4s。

根据以上2种轨道电路的时间特性，结合2种场景进行如下分析。

1．如图1所示，回放场景一，可以说明25Hz相敏轨道电路的恢复时间要比不对称高压脉冲轨道电路的延时落下时间短。影响因素主要为不对称高压脉冲轨道电路接收端的落下时间、25Hz相敏轨道电路接收端的吸起时间和单机轴距。目前铁路使用的机车参数，最小轴距为11m。不对称高压脉冲轨道电路接收端的落下时间取1．5s，25Hz相敏轨道电路接收端吸起时间取0．4s；两者时间差为1．1s。若机车前后轮对通过绝缘节的时间小于1．1s时，就会出现不对称高压脉冲轨道继电器未落下，而25Hz轨道继电器却已吸起的情况，从而导致漏解锁。

图1 场景一机车运行示意图

据此可计算导致漏解锁的单台机车运行速度

V ＝L1／t＝ （11／1．1）＝10m／s＝36km／h。

式中L1为机车最小轴距；t为通过绝缘节的时间。因此，当单台机车以大于36km／h的速度，由25Hz相敏轨道区段进入不对称高压脉冲轨道区段时，就可能出现漏解锁的现象。

2．如图2所示，回放场景二，说明在不对称高压脉冲轨道电路的延时恢复时间内，单机已经出清下一个短小25Hz轨道区段。影响因素主要为不对称高压脉冲轨道电路接收端的吸起时间、25Hz相敏轨道电路接收端的吸起时间、单机轴距和25Hz轨道电路长度。

不对称高压脉冲轨道电路接收端的吸起时间取2．5s，25Hz相敏轨道电路接收端吸起时间取0．4s；两者时间差为2．1s。若机车通过25Hz轨道区段的时间小于2．1s时，就会出现不对称高压脉冲轨道继电器仍未吸起，而25Hz轨道继电器却已吸起的情况，从而导致漏解锁。

图2 场景二机车运行示意图

据此可计算不同速度等级下，与不对称高压脉冲轨道电路相邻的25Hz相敏轨道电路的最小长度。

当机车最高运行速度V为160km／h时，机车通过25Hz轨道区段时的走行距离L＝L1＋L2＝Vt。式中t为机车通过25Hz轨道区段的时间；L1为机车最小轴距；L2为25Hz轨道区段的最小长度。

所以，L2＝L－L1＝Vt－L1＝82．3m。

同理可算出不同速度等级下，与不对称高压脉冲轨道电路相邻的25Hz相敏轨道电路的最小长度，如表1所示。

表1 不同速度等级下25Hz相敏轨道电路的最小长度

3 解决措施

根据以上的分析和计算，出现漏解锁的原因是2种不同类型轨道电路的时间特性差异，因此，从根本上解决问题的最好措施是全站采用同一制式的轨道电路。在新建车站或车站联锁设备大修时，建议全站采用同一制式的轨道电路。

但是，短期内难以实现全站轨道电路制式的统一，而且出现漏解锁的情况也是在一些特殊的条件下，因此，可根据线路实际运营情况，采取必要的特定措施。

由于不对称高压脉冲信号是不连续的脉冲信号，频率一般为3～4Hz，为防止误动和轻车跳动，接收设备设计时一般会在收到2个或2个以上的相同脉冲信号后，才会允许轨道继电器动作。由于，不对称高压脉冲轨道电路的时间特性是不可改变的。而改变25Hz相敏轨道电路的时间特性必须考虑不能影响前一个区段的解锁，同时不得影响电码化的上码时间。因此，需要根据车站允许单机通过的最高速度和最短单机轴距，计算25Hz相敏轨道电路的延时吸起时间范围。

以最高速度120km／h （33．33m／s）和最短轴距11m为例，分别计算25Hz相敏轨道延时吸起时间。

1．由25Hz相敏轨道区段进入不对称高压脉冲轨道区段时，单机通过绝缘节时间t1＝L1／V＝11／33．33＝0．33s。

因此，当最短轴距11m的单机以最高速度120km／h （33．33m／s）通过绝缘节时，前一轨道电路接收端的吸起时间与后一轨道电路接收端的落下时间差值不应大于0．3s。可将25Hz相敏轨道电路的轨道继电器励磁电路增加电阻和电容，使之延时吸起1．2～1．3s，延时落下时间不变。

2．由不对称高压脉冲轨道区段进入25Hz相敏轨道区段，假设25Hz轨道区段长度为40m时，最短轴距11m的单机以最高速度120km／h的通过时间：t2＝L／V ＝ （L1＋L2）／V ＝ （11＋40）／33．33＝1．53s。

因此，当由不对称高压脉冲轨道区段进入25Hz相敏轨道区段时，前一轨道电路接收端的落下时间与后一轨道电路接收端的吸起时间差值不应大于1s。可将25Hz相敏轨道电路的轨道继电器励磁电路增加电阻和电容，使之延时吸起1～1．2s，延时落下时间不变。25Hz相敏轨道电路吸起延时时间不应大于1．5s，否则当下一个区段为25Hz轨道区段时，又将出现场景一的漏解锁现象。

根据以上计算结果可知，采取改变25Hz相敏轨道电路的时间特性，来解决不对称高压脉冲轨道电路与25Hz相敏轨道电路相邻的问题，需计算适合的延时时间。这种解决方法只能是权宜之计，不建议作为常规做法。

4 结束语

由于人为改变25Hz轨道电路时间特性解决不对称高压脉冲轨道电路与25Hz相敏轨道电路相邻时出现漏解锁问题，有可能会导致其他问题；同时需要根据现场的实际情况来计算25Hz轨道电路延时时间，可操作性不强，不宜大范围应用。因此，根本解决方法还是建议全站采用同一制式的轨道电路。

［1］ 中华人民共和国铁道部．铁运［2012］311号．铁道部关于印发《不对称高压脉冲轨道电路暂行技术条件》的通知［S］．2012．

［2］ 中华人民共和国铁道部．TB／T 3090－2004．25Hz相敏轨道电路微电子接收器［S］．2004．

［3］ 中国铁路通信信号总公司研究设计院．铁路工程设计技术手册——信号［S］．1993．