客专轨道电路扼流变压器常见故障分析与维护初探

刘彦男

摘 要：客专轨道电路扼流变压器由于安装简便且维护工作量较小、抗干扰效果强，可靠性高等优势被广泛应用于客专轨道电路中。但由于受到轨道电路设备故障及牵引回流等外界因素的影响，常常引发扼流变压器出现隐患。本文通过对常见扼流变压器隐患为例，通过对客专轨道电路扼流变压器常见故障分析提出维护建议，希望本文可以为相关技术人员提供参考价值。

关键词：客专轨道;轨道电路;扼流变压器;故障隐患;扼流变压器维护

多见于铁路系统的轨道电路上安装有扼流变压器，为了实现其平衡轨道电路内的牵引电流，为保证铁路轨道系统内电流及电压的稳定，扼流变压器通常被安装在高速铁路两侧铁轨的上、下轨道电路内。而在扼流变压器内增加相应适配装置，可以有效抵抗牵引回流干扰，降低电流不平衡的影响，其效果较为显著。而随着高容量扼流变压器以及防雷轨道变压器等促进轨道电路技术发展的设备应用，极大提升了抗电气脉冲电流干扰能力。

1 扼流变压器主要原理及技术指标

客专轨道电路普遍采用扼流适配变压器，可以有效减少牵引回流干扰，增强设备抗磁化能力。同时也可以搭配适配器，以此来提高轨道电路信号传输的优势。通常情况下根据客专轨道电路的载频区分原理，随着近年来有关扼流变压器的技术创新以及对其功能性的革新，其中一种方式就是在扼流变压器内增加铁芯间隙。通过这种改变铁芯间隙的方式，可以增加扼流变压器通过的饱和电流峰值。需要注意的是，针对电流峰值进行改变，可以对牵引线圈的激磁电感应降低。而激磁电感的降低会产生较大的不平衡电气化脉冲牵引电流时，抗阻抗干扰效果一般不会下降50赫兹，而铁芯保持磁饱和状态。从而使不平衡电流在电路实现消耗，有效改善了电信传输信号及相关的匹配功能，提高信干比。额定电流与电压合适的型扼流适配变压器，其不平衡系数应不高于0.5%;且经过频率为50Hz的电流磁化后，其抗阻不低于17Ω。

2 扼流变压器低阻抗原因分析及维护措施

2.1 原因分析

对于配备了适配器的扼流变压器，如牵引电流50赫兹信号呈现较低阻抗时，且扼流变压器电压不高于2.4V，必须确认不平衡牵引电流条件下扼流变压器产生的电压数值。同时也要测量阻抗是否低于17Ω。当适配器阻值下降并引发牵引电流不平衡时，其移频信号的输出特性发生较大变化，产生不规则的电压波动，因此导致链接扼流变压器的阻线电流相应增大。

2.2 维护措施

针对扼流变压器低阻抗故障的问题，应在日常维护巡检过程中对客专轨道电路与区间移频轨道区段电信特性进行测试，并绘制相应轨道电路通道内电压测试曲线。通过曲线查找隐患，并对相应故障进行处理。需要注意的是，在查找隐患并处理故障时，要关注输出电流的变化与日常轨道电路运行数据进行比较。而针对扼流变压器Ⅰ、Ⅱ次绝缘进行测试，为了验证其绝缘性能是否符合标准要求。对部分高压不对称区段，可以利用扼流变压器，而在线圈间隔处。位置添加绝缘介质，同时进行隔离。这种方法可以有效的降低线圈间绝缘不良导致短路故障的发生。

3 扼流变压器磁饱和电压干扰原因分析及维护措施

3.1 原因分析

在电气化区段牵引回流路径较为复杂，两侧钢轨综合阻抗值不同或由于外界因素干扰，导致电流不平衡。由此引发牵引线圈电流差值的干扰电压传递到信号线圈。不同于前文介绍的通过增加扼流变压器铁芯间隙的方法，增加激磁电感，普通的扼流变压器内的铁芯并没有间隙，因此也就不会产生额外的激磁电感。但由于电流差值的干扰电压传递到信号线圈内，引发了两端不平衡电流在磁路中的数值突然增高，因此出现了由于磁性增加而逐步达到磁饱和状态。对整个轨道电路内的信号传输产生严重影响。

3.2 维护措施

（1）对不平衡电流及各区段的两侧铁轨对地电压进行定期测试。

（2）加强对回流线的检查，并做好电磁防护。

（3）电压波动较大的新线区段，可以运用多种手段查找干扰源。做好信号传输电缆的电磁防护工作。

（4）可以通过在两个位置安装空载的扼流变压器解决此类问题。其原理是通过对进站信号机区段的闭塞轨道电路以及站内绝缘区段下方的轨道电路分别安装空载的扼流变压器，使得两个轨道区段内，由于电压差形成的冲击电流经由空载的扼流变压器中牵引线圈的中点接地，将冲击电流导入大地，从而使两个区段内的电压差降低直至消失。通过这种安装空载扼流变压器实现减弱对信号设备干扰的目的。

需要注意的是，针对两个区段设置空载的扼流变压器，是为了消除电磁，避免扼流变压器被磁化，而非仅为平衡电压差。

4 轨道电路设备不平衡电流原因分析及维护措施

4.1 原因分析

由于发生不平衡电流冲击导致扼流变压器断路器开关断开，形成II次侧空载。当轨道电车经过钢轨时，钢轨左右牵引电流不平衡引发干扰，造成区段传输特性等参数异常并发生变化，出现电压波动或者明显下降，严重时会出现红光带。

4.2 维护措施

（1）注意轨道电路设备连接线在铁轨两侧连接方式是否相同，钢丝绳的差异是否会导致电阻值发生变化，引起牵引电流不平衡。

（2）加强轨道电路接地系统检查及相关测试功能。实现贯通地线的可靠性连接，保证各轨道电路设备接地测试符合要求。

（3）加强轨道电路日常巡检工作，及时发现问题，避免因轨道电路绝缘出或扼流变压器线圈阻抗差异较大导致轨道电路工作异常。

（4）对各部分连接线、跳线、接引线等设备的日常维护工作，应保障其检测周期。并形成完整的设备维修记录。同时也要注意设备加固，防止钉头因震动或氧化导致接触电阻变化，影响轨道电路并产生不良影响。

（5）严格执行轨道电路年度巡查及整治要求。针對两侧钢轨对地电压的测试。要形成记录。并及时上报。防止由于两侧钢轨线路环境不同。导致的电流回流差距较大。

5 故障隐患处理的注意事项

（1）在客专轨道电路中。为彻底避免扼流变，这需要将扼流变压器与两侧钢轨。之间的联系同时切断。如果从单侧切断扼流变压器与钢轨的接触。则可能。通过中心连接板。导致钢轨上电容与另一侧铁轨与扼流变压器接触端形成谐振回路，导致对区段轨道电路造成不良影响。

（2）在进行抢修过程中，要完全断开扼流变压器引接线，虽然影响牵引回流畅通。但必须按照规定设置“两横一纵”的连接线。值得一提的是，此种方法不会造成区段红光带。

（3）当故障分析判断为短路时，需要对端子逐一进行测试。可以采用就近原则判断故障范围。同时应注意载频的选择。，尤其在出现接触网跳闸等供电设备故障时，应优先对室外轨道电路设备熔断器进行检查。如设备熔断器发生断开，则需要利用备件立即抢修，缩短故障延时。

结语

综上所述，为解决牵引回流对客专轨道电路设备的影响，通过对轨道电路内的扼流变压器故障进行处置，平衡轨道区段内的牵引电流，因此对于轨道电路维护的技术人员及辅助人员提出更高的要求，在工作中密切配合，保持轨道电路设备良好运行状态。同时也要求对客专轨道电路的扼流变压器日常维护工作落实到位。在日常巡检及维护管理过程中，排除扼流变压器隐患，从而提高轨道电路抗干扰能力，保证信号稳定，行车安全。

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