25 Hz轨道电路原理与故障分析

胡晓芳

（中国铁路西安局集团有限公司西安电务段，西安 710015）

轨道电路正确反映列车运行情况是信号联锁关系正确的必备条件,由于轨道电路为室外动态运用设备,各种外界因素对其正常运行影响较大,故25 Hz轨道电路非正常红光带是易发故障，且一般故障处理时间较长，对铁路正常运输影响较大。要做到快速处理25 Hz轨道电路红光带或者闪红故障，必须熟练掌握25 Hz轨道电路的工作原理及器材构成，以及造成轨道电路红光带的可能因素，并利用信号集中监测调看分析，综合现场运用环境和电压、相位幅值变化，运用数字移频表等设备快速处置。

1 25 Hz相敏轨道电路基本工作原理

25 Hz相敏轨道电路可以简化为由4个闭合回路通过变压器耦合原理构成的四端网络，具体工作原理：由电源屏分别供出25 Hz轨道电源和局部110 V电源。轨道电源由室内电源屏供出,通过电缆供向室外,经由送电端限流开关、25 Hz轨道电源变压器、送电端限流电阻、送电端25 Hz扼流变压器、钢轨引入线、钢轨线路、受电端25 Hz扼流变压器、受电端25 Hz轨道变压器、限流开关、电缆线路送回室内，经过防雷硒堆、25 Hz防护盒给二元二位轨道继电器或者JXW-25型微电子相敏轨道电路接收器的轨道线圈供电。局部线圈的25 Hz频率110 V电源由室内供出,当轨道线圈和局部线圈所得电压满足规定的相位和频率要求时,二元二位轨道继电器吸起或者JXW-25型微电子相敏轨道电路接收器输出24 V电压，轨道电路处于调整状态，带动相应的轨道继电器吸起。反之二元二位继电器落下或者JXW-25型微电子相敏轨道电路接收器无24 V输出,轨道电路处于分路状态。

2 25 Hz相敏轨道电路故障分析与处置

2.1 故障分析方法与仪表选用

目前，信号集中监测作为信号设备运用监测设备已大量上道使用，可以实时监测信号设备的运行情况，对于分析和指导25 Hz轨道电路红光带故障处置有重要意义。轨道电路故障后，一是要利用信号集中监测设备进行分析，结合原理和运用场景，初步分析可能的故障原因。二是选用正确的仪表，对于处置轨道电路红光带故障往往能达到事半功倍的效果。由于目前信号设备的更新换代，现场一般运用25 Hz轨道电路叠加电码化，所以选用具有频率区分的电压电流测试仪表尤为重要。因为传统的MF-14万用表无法判断所测电压的频率，往往在故障处置中容易导致误判，同时在处置中使用MF-14万用表时需在室内关闭该区段的发送器或者在送（受）端甩开相应的发码电缆，不利于25 Hz轨道电路故障快速高效处置，且在作业中易导致关错发送器或者甩错电缆引发误判。

2.2 25 Hz轨道电路故障分析及处理方法

25 Hz轨道电路非正常红光带故障通过调看信号集中监测轨道电压曲线，可以根据故障时段运用环境及电压曲线进行初步分析。如仅有一个区段红光带故障，相邻区段的电压均正常无波动，则重点检查该区段的道岔极性绝缘，该区段的相关抗流线、塞钉线及相关器材特性等；如相邻两个轨道电路区段同时红光带，且电压同时下降，一般为轨道分界绝缘短路或者半短路造成轨道电路故障，此时要重点对该两个区段的两处分界绝缘进行检查测试；如一个咽喉红光带，此时一般为25 Hz电源屏向该咽喉送电的轨道电源故障；如相邻区段列车通过时，本区段出现轨道电路瞬间闪红的现象，一般为牵引回流不畅造成或者瞬间分路不良造成；实际应用中导致轨道电路非正常红光带故障的因素较多，涉及轨道电路本身器材、配线、室外引接线、结合部等诸多方面，要根据调看分析情况进行具体的测试和处理，有的放矢的处置故障。

2.2.1 室内外故障的区分及判断方法

分线盘是室内外故障的分界点，选用数字移频表交流25 Hz电压档位在分线盘端子测量有无交流电压，25 Hz电流档位在分线盘端子测量测试对比故障时受端电缆电压及电流。如电压正常,电流变化不大，可判断为室内设备故障，可能为二元二位继电器局部线圈侧故障或电子接收器自身故障；如分线盘端子测量电压高于正常值时,电流降低，可判定为室内设备故障,故障性质为分线盘受端端子到室内二元二位继电器（或电子接受器）、防护盒间配线开路；如分线盘端子测量电压为0 V或低于正常值时,电流值较正常值增大，则为室内侧设备短路故障，可能因为防雷硒堆等击穿短路造成；如分线盘端子测量电压为0 V或低于正常值时,电流值为0 V或者明显降低，则为室外侧设备短路故障；也可甩开分线盘电缆端子，在室外送回的电缆端子上测试电压，如果有35 V左右电压值,则是室内设备故障。如室外送回的电缆端子上测试电压偏低,挂上软线后电压低导致轨道继电器不吸起,说明室外故障;如室外送回的电缆端子上测试电压为0 V时,先测量室内送端端子的电压是否送出。如果送出电压正常，则为室外设备故障。如未送出,进一步查找送电电源。

2.2.2 室内故障的判断及处理方法

在分线盘区分判断为室内开路故障后,用数字移频表交流电压25 Hz档位测量二元二位继电器轨道线圈电压或者电子接收器73-83端电压。如电压低于正常值,一般为轨道线圈虚焊造成;如轨道线圈电压或者电子接收器73-83端电压为交流10 V左右,一般为室内防护盒或者电容开路故障造成;如轨道线圈电压近似于正常值的三分之一,一般为防雷硒堆半击穿故障(一般是由打雷或者机车牵引电流不畅造成);如轨道线圈交流电压或者电子接收器73-83端电压正常,测量局部线圈有110 V电压,说明轨道继电器局部线圈开路故障或二元二位继电器、电子接收器本身故障;如轨道线圈或者电子接收器73-83端无电压,可判断为分线盘二元二位继电器线圈间配线有断线或者室内器材配线间有短路故障，应采用电压法逐步查找，短路故障一般为防护盒或者硒堆短路（故障处理时可拔掉硒堆，采用甩线法逐步排查可以找到故障点）。

在分线盘区分判断为室内短路故障,用数字移频表交流电压25 Hz档位测量分线盘端子，若电压小于正常值，电流较正常值增大，进一步甩开分线盘电缆端子后，在分线盘电缆端子上测量有40 V电压,可以判断故障为室内短路故障；此时应采用数字移频表电流钳型夹测试电流，利用短路点前级电流增大，短路点后级电流减小的方法找出短路点，确定短路回路点后利用甩线测试电压的方法进行逐步查找，即可找到故障点予以处置。

2.2.3 室外故障的判断及处理方法

结合信号集中监测调看分析，在分线盘端子利用数字移频表交流电压25 Hz档位测试，若室外送回的电缆端子上测试电压偏低,挂上软线加载室内负载后电压低导致轨道继电器不吸起,说明室外故障;若测试电压为0 V，甩开端子，在电缆端子测试电压为0 V，则为室外轨道电路设备故障；应综合利用数字移频表交流电压（电流）25 Hz档测试，电流法和电压法结合运用，对查找轨道电路短路故障效果显著。

1）室外故障判断方法

利用数字移频表测试故障区段送端轨面电压，若轨面电压值升高，则说明送电端设备正常，轨道电路故障为开路故障，故障在钢轨通道及受电端。若轨面电压低于正常值，再利用数字移频表钳型夹测试钢轨25 Hz电流，若电流较正常值升高，则说明测试点后级钢轨通道及受电端有短路或者半短路故障。若电流值明显小于正常值，则说明轨道电路送电端至测试点前级有短路或者半短路故障。若电流为0，则说明轨道电路故障为送电端短路或者开路故障。关键是测试时要采用数字移频表25 Hz电压档、电流档，防止测试频率不对导致电码化电压加载后误判断。若现场无数字移频表时，采用测试送电端电阻电压的方法判断轨道电路故障性质为短路还是开路故障。若送电端电阻电压较正常值升高，则为短路或者半短路故障。若送电端电阻电压较正常值降低时，则为轨道电路开路或者半开路故障。但是在测试电压时，发码区段需甩开发码电缆或者关闭对应区段的发送器。

2）开路(半开路)故障的分析处理方法

送电端开路故障处置方法。先初步观察钢轨引接线连接是否可靠,再测量送电端电缆端子,是否有220 V交流电压，若无电压，则为分线盘至送端电缆间有断线，及时倒换备用芯线予以处置；若有交流220 V电压，再测量轨道变压器Ⅰ次侧,若无电则为送端保险或配线开路,如有220 V电压则测试轨道变压器Ⅱ次侧；若无输出,则为变压器故障或线头松动或I、Ⅱ次连接端子封连线开路；若Ⅱ次输出正常,则检查Ⅱ次10 A限流开关、限流电阻及相关配线；再依次测量扼流变压器信号圈电压,若无电压则为XB箱至扼流变压器电缆间开路；若有电压再测量扼流变牵引圈,无输出则为扼流变压器故障,依次按照图纸顺序查找即可找到故障点。

钢轨通道故障处置方法。从送电端沿钢轨逐段测量轨面电压,电压值突变点即是开路点或者半开路点；当测到某处电压突然下降时,可判定该处有开路现象；重点是查找钢轨有无断轨、接续线断股、跳线是否折断、塞钉有无虚接松动、脱落现象。

受电端开路故障处置方法。用数字移频表25 Hz档位测量受电端轨面电压，电压升高时，应先检查受电端钢轨引接线、道岔跳线、塞钉头是否松动、折断现象，再测量扼流变的牵引圈、信号圈电压；若牵引圈与轨面电压相同,信号圈无电压输出,则为扼流变压器内部断线故障；若信号圈正常,再检查受电端电缆、熔断器,测量轨道变压器的Ⅱ次侧,无电压则为10 A限流开关或内部配线开路；若有电压再测量轨道变压器Ⅰ次侧，若无电时则再检查变压器Ⅰ、Ⅱ次封线或者配线有无松动、内部断线情况，若连接线良好则为轨道变压器自身故障；若有电则测量受电端回送电缆端子有无电压,依次按照图纸顺序查找即可找到故障点。

3）短路(半短路)故障的分析处理方法

送端短路故障的处置方法。先初步检查钢轨引接线与轨底和中性连接板是否有破皮相碰等造成的短路现象,再利用数字移频表25 Hz档钳流夹测量钢轨引接线有无电流；若电流高于正常值，则为钢轨引接线靠近钢轨侧及后级有短路或者半短路现象；若无电流,则利用数字移频表25 Hz档钳流夹测量扼流变压器信号圈的端子配线电流，若电流高于正常值,则说明故障点在扼流变压器信号圈至钢轨引接线之间，则甩开扼流变压器信号圈的端子配线，采用电压法测试电压即可查找到故障点；若无电流，则利用数字移频表25 Hz档钳流夹测量轨道变压器Ⅱ次侧端子配线电流，若电流高于正常值,则说明故障点在轨道变压器Ⅱ次侧至扼流变压器信号圈之间，则甩开轨道变压器Ⅱ次侧端子配线，采用电压法测试电压即可查找到故障点。

钢轨通道短路故障处置方法。利用数字移频表25 Hz档钳流夹沿钢轨由送端向受端逐段测量钢轨电流，当测到电流突然变化点即为故障短路点；若此处有轨距杆、道岔安装装置绝缘、轨道跳线等，应检查各部轨道道岔岔芯跳线是否有破皮相碰造成的短路现象，若无再利用电压法测试轨距杆、道岔安装装置绝缘，检查是否由于绝缘短路造成钢轨通道短路，逐步查找即可查找到故障点。

受电端短路故障查找方法同送电端。采用电流法结合电压法可较快地找到故障点，这里不再赘述。

3 结束语

引起25 Hz相敏轨道电路非正常红光带故障因素很多，尤其是造成轨道电路瞬间闪红光带的故障难以抓住故障时的具体电特性数据，不易查找处置，涉及配合部门多、隐蔽性强、钢轨通道复杂等特点。只有熟练掌握轨道电路工作原理和工作特性，合理选用具有频率、相位等区分功能的数字仪表，采用测试轨道电路各个回路电流及电压相结合的方法，依据原理进行对比分析，方能做到快速处理轨道电路红光带故障点，进行有效处置，保证列车运行安全，提高运输效率。