万树勋

【摘 要】随着社会经济的快速发展，科学技术为促进我国各项事业的发展逐步奠定基础，电气化铁路工程建设就是为适应时代发展要求而实施运用的。电气化铁路的投入使用有利于列车高速、重载，也更加有利于提高列车大密度的行车组织运行。列车的快速运行，在方便了人们生活、推动经济发展的同时，也给铁路信号设备带来了极大的压力。如果没有世界一流的有效的抗干扰能力和相应的现代化的防护措施，随着列车的高速运行，机车牵引电流会迅速增大，导致电气化铁路信号设备受干扰程度加大，信号设备被损坏的情况越来越严重。本文以神朔线为例，经过多次现场的调研与测试，收集了相应数量的有效数据与一线资料，对有关信号设备的各种故障，有目标有针对地进行了对比分析与和反复论证，找出了产生故障的各种原因，这里提出一些相应措施，期望与同行共勉。

【关键词】电气化铁路；信号设备；保护措施；故障分析

中图分类号： U228 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）26-0057-003

Protection Measures and Fault Analysis of Electrified Railway Signal Equipment

WAN Shu-xun

（Shenhua， China Shenhua Railway Branch， Yulin， Shaanxi Province 719316，China）

【Abstract】With the rapid social and economic development， science and technology have gradually laid the foundation for the development of various undertakings in our country. The construction of electrified railway projects is implemented to meet the requirements of the development of the times. The electrified railway put into use is conducive to high-speed train， heavy load， but also more conducive to the train to increase the density of the driving organization. The rapid operation of trains， in the convenience of people's lives， promote economic development， but also to rail signaling equipment has brought tremendous pressure. Without world-class and effective anti-interference ability and corresponding modern protection measures， as the train runs at high speed， locomotive traction current will rapidly increase， resulting in increased interference with the electrified railway signal equipment and signal equipment being damaged getting more serious. Taking the Shen-shuo line as an example， after a number of field investigations and tests， we collected a corresponding amount of valid data and first-line data， and conducted contrastive analyzes and repeated demonstrations on various faults related to signal equipment ， To find out the causes of failure， put forward some measures here， I hope counterparts encourage each other.

【Key words】Electrified railway； Signal equipment； Protection measures； Failure analysis

0 前言

隨着我国社会经济等各项指标的快速发展，与国际接轨的现代化程度越来越明显，建设社会主义强国的民族伟大复兴的理想正在逐步实现。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，铁路是国民经济的大动脉、全国沟通联系的纽带、国民经济建设的先行行业。与其它运输方式相比，铁路运输具有运量大、成本低、速度快、安全可靠、能全天候运输等众多优势。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有力工具。如果出现问题，铁路运输将陷于瘫痪，整个国民经济将遭受严重损失。在认真分析研究和对各种数据做精细化处理的过程中，严格按照铁道部的相关安全管理规定一一对照，在技术比对研讨的基础上，找到保护信号设备安全的科学有效的决策依据，所以，加强铁路系统信号设备的保护，运用有效措施排除一切故障和安全隐患，将风险降为零是当务之急，也是最终目标。

1 出现故障的基本情况综述endprint

神朔线自陕西的大柳塔止于山西的朔州西，与神延铁路、包神铁路、同蒲铁路、朔黄铁路五大铁路网连线贯通，是西煤东运复线的重点工程建设项目之一。本次调查自神朔线2002年开通以来，重点了解从我段每一次发生轨道电路故障的具体情况及统计结果分析来看，基本存在的主要问题如下：

1.1 沿线站点轨道的电压变化内因

通过对神朔铁路沿线几个重点车站轨道的多次巡查检验，我们发现由于站点内电压的变化，继而产生的轨道信号电路故障随时可能发生，这也是导致站点轨道电路不明原因的关键所在。笔者在掌握基本情况的基础上对此进行了深入研究和分析，觉得沿途站点应该在保障信号设备质量的前提下，一定要随时关注电压变化情况，并且定期对站点内外电气特性进行测试。在对沿线站点的多次检查中发现，站点电压突然升高，不明原因而且难以一下控制住，有时甚至超过60V，经查看很难一下找到故障发生的主要原因，这必然对信号设备的正常使用照成极大影响，给列车的正常运行带来不可忽视的安全隐患。笔者经过多次现场勘察，在细致了解情况和认真对比分析后，发现了主要原因是由于牵引电流非正常串入轨道电路造成的，在初步确定原因的基础上，查找了产生这种故障现象的相关历史资料。经过和沿线相关供电部门的协商，决定在上一站的送电端解决这一问题，办法是将扼流变压器中心连接端子增加一组吸上线，这时再对发生故障的站点轨道设备进行测试，所有数据都显示正常，信号设备运行情况属于良好常态。

1.2 自然及外力因素引发的电路故障

笔者对神朔线电气化铁路开通以来发生的信号设备电路故障进行调查，对一些来源于自然天气变化、雷电干扰等外力破坏因素特别作了详细了解。对于我段发生的一些因为雷电袭击造成铁路信号设备损害的故障进行比对分析，发现其主要原因是当年施工安装设备时，由于种种原因误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，导致严重起火事故，直接烧毁轨道信号设备，影响列车正常运行。对于类似这样的因为人为因素，操作错误导致的恶果，应该加强整治。因为来源于大自然的雷电灾害我们无法准确及时防止，为消除和防止直击雷袭击对信号设备及电路的破坏，主要应加强管理，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它自然因素的损坏。但仔细分析产生这类故障的原因，笔者认为对这些区段的信号设备影响不算太大，往往给人们形成无破坏可能的假象，但在实施电气化运行的铁路区段就极其鲜明地会产生因雷电外因引发的严重起火及其它并发故障。所以，针对电气化铁路信号施工及安全保障的各种《维修规则》要求地线一定要单设，线与线之间应最少保持20M以上的距离，并且一定要使用性能良好的有效绝缘物资，一次性完善加固防护隔离措施，避免今后由于自然或人为的因素导致绝缘失效，应引起高度重视。

1.3 牵引电流造成的軌道电路故障

在这次的调查处理实践过程中，主要针对沿线各站点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电缆烧毁的故障进行了彻底处理，以及对这一系列事故现象的分析，我们发现，其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。仔细研究分析，笔者认为发生这类故障的根本原因是对电气化铁路安全运行的基本原理认识不清导致的。从铁路设备信号维修的角度分析，导致沿线站点钢轨间牵引电流失衡的主要原因有两条，一是信号设备质量不过关；二是由人为原因导致的。在当初施工时为了方便，供电部门的工作人员直接把铁路沿线站点的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。

2 影响铁路信号设备的主要因素分析

通过这次调查与分析，笔者认为导致铁路信号设备故障的最关键因素是由于牵引电流不平衡造成的。如果沿线站点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，因为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，丢失或因为种种原因被破损的可能性极大。其次，由于沿线站点的扼流变压器引接线产生断线或其它自然损坏因素，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。特别是在急需要工务换轨的时候，因为人力及其它因素，来不及细致做好防护工作，在列车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。有时候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。在铁路信号设备工作使用过程中，要特别注意检查沿线站点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。

3 采取的相关应对措施

笔者通过这次调查，在总结相关信息和数据的基础上，认真分析了电气化铁路信号设备产生故障的各种因素，在研究比对，与同行反复论证后，坚持理论联系实际的原则，经过对工务及供电等相关部门的详细调查了解，多次反复研讨后，制定了一些有利于保护铁路信号设备安全的防护措施。这一系列应对措施是在理论学习与实践调研的基础上形成的比较符合实际的安全防护方案，并在实践运行过程中结合问题实时进行了检验。

（1）首先对原设计的吸上线设置方案进行验校，使用固定的专用线路对杆塔的地线进行连接，同时一定要与相关供电部门进行协商，在回流线上找出最恰当的位置将其统一接；

（2）根据施工现场情况，对于路径在桥上或其它比较潮湿的地方，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；endprint

（3）形成严格的规章制度，提高工作人员的技术水平。必须对信号设备随时查看，并且形成定期检查的规章制度。在铁路沿线各站点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；一定要把轨道附件扼流适配器箱的连接线换成带裸扣的等阻引接线；有的站点吸上线主要采用裸露的扁钢，这样泄露很大。应该把裸露的扁钢换成电力电缆，最好使用高性能防松紧固件来将其固定好。

（4）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视工作，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，一定要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。神朔线的各个区段站点，在设备电路正线回流比较集中的地方，增加了扼流适配器装置，通过扼流适配器的有效功能确保不会受到来自牵引电流、雷电流的干扰。

（5）在注重技术保障的同时一定要加强内部管理。在各行各业都注重管理实效的今天，内部控制理论正逐步深入人心。一个单位的管理阶层为确保能够在最短时间有效实施工作目标，在此过程中为了实现目标而制定的各种政策、措施和管理程序，称之为内部管理。而对于铁路信号安全工作实施内部管理，主要在工作过程中采取的一系列自我约束、调整、规划等的具体措施、操作方法和有效策略。我们为了在规定时间内完成既定目标，有效保障信号设备的安全运行，必须制定一系列相应的符合实际的运营规则和各种规章制度，以此来规范自己的操作行为，确保使铁路安全工作进入良性循环的运行轨道。内部控制活动一定要在结合实践的基础上实施，要从理论方面做到有章可循。大量事实证明，这种源于实践的内部管理规则当初制定的越严密细致，日后在管理实践中发生的错误就越来越少，承担的风险就越来越小，管理工作在有序的约束中更能体现出高效。

4 加强铁路信号系统的信息化建设

我国铁路运行逐渐在从传统方式转变为现代科技化、信息化、智能化的发展方向，互联网信息化技术正处于主导地位，现代铁路信息化也在趋于安全保障的重要地位。随着计算机技术的发展，特别是对可靠性和冗余容错技术的深入研究，车站信号联锁安全技术也正在不断的更新和发展。信息化技术对于交通运输安全保障发展转变起到了积极地促进作用，有效的将铁路信号设备通过信息化建设纳入安全保障范围，使先进科学技术与信息技术相结合，提高铁路信号系统的安全稳定运行质量。加强铁路系统信号设备的信息化建设，不仅能够有效提升我国交通运输安全和经济繁荣与社会稳定，还可以促进其它各行各业的现代化发展步伐。习总书记在十九大报告中明确要求党员干部要，“善于运用互联网技术和信息化手段开展工作”。为了进一步做好铁路沿线各站点信号设备的安全保障工作，为现代化铁路和列车的高速运行营造安全環境，必须增强运用科学技术和现代信息技术发展的本领，要放眼世界、紧跟时代发展步伐，以创新精神促进安全保障工作。为了保证行车安全和必要的通过能力，信号、道岔与进路之间必须以必要的技术手段保持一定的制约关系和操作顺序，称这种制约关系和操作顺序为联锁，用计算机技术来实现的系统成为计算机联锁系统。纵观国内外的发展形势，将互联网信息化技术应用在铁路系统的信息化建设中是新的发展趋势，而且对于优化资源配置、提供及时有效的安全保障信息特别有利。实施信息化建设有利于使传统铁路运行方式转变为现代化高铁运行的发展方向，促进安全与效率的提升。对于近年来铁路运行过程中信息化的逐渐渗透与转型，已经为我们带来了很大社会效益和经济效益。

5 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相关线路，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。通过在实践过程中的检验，一切排除信号系统弱电干扰的最佳方法，还应该从强电入手解决，这是治本的有效措施。在充分保障铁路信号设备安全的状况下，才能确保现代高速电气化铁路的安全运行。

【参考文献】

[1]胡小生.电气化轨道电路受干扰的原因及对策分析[J]. 科技传播.2010.12.

[2]董善堂.电化区段信号设备烧毁故障分析及防护措施[J].铁道通信信号.1998.2.

[3]齐春福.对电气化区段信号设备烧毁原因及防护措施的研讨[J].黑龙江科技信息.2016.10.endprint