电化区段下信号设备保护措施与故障分析

文/吴健 王广

一、前言

电气化铁路作为运载量最大的交通工具，其安全运行质量必须保障，安全是快速的基础和前提。铁路信号是铁路运输的耳目，是保证行车安全和提高运输效率的最有效工具。如果出现问题，小则导致铁路运输陷于瘫痪，大则出现无法预估的安全事故。如何确保电化区段下信号设备稳定运行及找到保护信号设备安全运行的科学有效的方法，是长期的研究目标。

二、基本情况概述

独山子石化铁路运输公司交接站是企业铁路与国铁的交汇点，原有的运输及交接方式已无法满足大运量的要求。为达到路企直通，自2014年以来，交接站便逐步开始进行电气化铁路的适应性改造工程，以满足第十四个五年计划高速发展的要求。2019年6月电气化铁路正式投用。本次调查，重点了解每一次发生轨道电路故障的具体情况，通过结果分析，基本存在的主要问题如下：

（一）外网电压变化

因交接站两路电源均源于奎屯电业局外网供电，两路外线上农业用电用户较多，一到夏季用电高峰期时，大型用电设施经常在晚上使用，导致交接站两路电源极不稳定，偶发电网波动和跳闸的情况，导致站内所有用电设施不同程度的出现问题。在掌握基本情况的基础上，对此进行了深入研究和分析，认为在保障信号设备质量的前提下，业务人员一定要随时关注外网电压变化情况，并且定期对信号设备电气特性进行测试。否则必然对信号设备的正常使用造成极大影响，给列车、调车的正常运行带来不可忽视的安全隐患。

（二）自然及外力因素引发的电路故障

电气化区段因外界因素造成的设备故障，多数是施工安装设备时，未按施工工艺操作，将吸上线和扼流变压器箱中心连接板以及继电器箱外皮、引入电缆钢带、防雷地线与人身防护地线连成了一体，严重的将导致起火事故、烧毁轨道信号设备等。对于类似这样的因为人为因素，操作错误导致的恶果，应该加强施工管理。因为来源于大自然的雷电灾害我们无法准确预防，所以，严格按照正规安装程序进行施工，避免一切来源于雷电及其他自然因素的损坏。

针对电气化铁路信号施工及安全保障的各种维修规则要求，地线一定要单独设置，线间应最少保持20M以上的距离，并且一定要使用性能良好的有效绝缘器材，一次性完善加固防护隔离措施，避免今后由于自然和人为因素导致绝缘失效，应引起高度重视。

（三）牵引电流造成的轨道电路故障

在现场回检的过程中，主要对轨道电路的几大重点环节设施部分进行了检验，首先对保险管、硒堆与防雷元件的性能与安装程序进行了检查，特别对电压提升器和防雷元件烧毁的故障进行了彻底处理。发现故障主要原因是牵引电流在两条钢轨中运行失衡，同时有可能因为对雷电等自然因素的防护措施不当，这两方面因素共同导致的。从铁路设备信号维修的角度分析，导致钢轨间牵引电流失衡的主要原因有两条，一是信号设备施工质量不过关；二是由人为原因导致的。

另外则是在初期施工时为了方便，施工人员直接把铁路沿线杆塔地线与轨道电路一侧的钢轨连接，这样势必导致与吸上线设置的位置不当，造成电气化铁路沿线轨道电流的不平衡，从而产生轨道电路故障。

三、影响铁路信号设备的主要因素分析

导致铁路信号设备故障的另一个关键因素是由于牵引电流不平衡造成的。如果兰新线的牵引电流出现不平衡现象时，轨道附件的变压器铁芯中的磁通就完全不能抵消，信号线圈上自然出现高电压，这极容易导致铁路信号设备的烧毁。另外，大部分轨道电路钢轨接头采用的是双接续线，由于在室外布置，破损的可能性极大。其次，由于扼流变压器引接线产生断线或其他自然损坏因素，使引接线端子松动，电压出现非正常故障，影响信号设备的正常使用。有时因为扼流变压器两个牵引线圈之间的距离不恰当，或者是引接线之间距离太近， 出现阻抗差异很大的现象，这对信号设备的功能是一种严重破坏。特别是在换轨的时候，如防护工作不到位，当车列在临线通过时只有一根钢轨有牵引电流流过，严重造成电流的不平衡，这种情况下最容易烧毁信号设备。此外，因为两条钢轨之间的绝缘材料出现自然破坏， 从而导致电路短路，使两根钢轨的牵引电流严重失衡，最终引发信号设备损害的不良后果也偶有发生。

在铁路信号设备工作使用过程中，要特别注意检查架空塔杆与地面铁轨连接线的安全，避免出现因天气等自然因素引发的两轨接地电阻不等，造成牵引回流分配不平衡现象，从而导致信号设备的烧毁。

四、采取的相关应对措施

1.根据施工现场情况，对于路径在桥上或其他比较潮湿的地方，以及地面存放大量金属物的处所，必须采用架空地线的方法将杆塔地线连接，并且采取有效绝缘防护措施进行保护。

2.形成严格的规章制度，提高工作人员的技术水平。信号设备务必做到随时检查，以相关制度进行约束。在重点区段加强信号设备的保护和安全检查，确保沿线钢轨间接续线的正常布置和无破损；轨道附件扼流适配器箱的连接线必须换成带裸扣的等阻引接线；吸上线严禁采用裸露的扁钢，不仅泄露很大，而且存在人员触电的风险，应采用电力电缆，且使用高性能防松紧固件来将其固定。

3.重点加强轨道电路的安全防护工作。按照铁路部门的相关规定， 根据当地实际情况，认真做好铁路区段轨道电路的定期和实时巡检工作， 确保任何区段的钢轨接续线、抗流引接线和跳线的完好无损， 加强高质量的绝缘防护工作，把区段钢轨的底部与地面金属物隔离并且采取有效绝缘措施。

4.在注重技术保障的同时一定要加强内部管理。独山子铁路运输公司制定的电化区段下“九严禁”管理措施，将各类注意事项有效融合，能够很好地适用于现场。

五、结语

加强电气化铁路信号设备的实时保护，针对实际情况，采取有效措施进行合理布置，以精细化的原则消除一切安全隐患，把由于信号设备故障导致的事故和风险排除在外。