高速鐵路軌道電路絕緣防燒損技術


完成單位:中鐵通信信號勘測設計(北京)有限公司
獲獎情況:2013年度中國鐵道學會科技進步三等獎
成果水平:國內領先
簡要技術說明:
本項目屬鐵路通信信號工程、高速鐵路建設技術領域,以解決困擾中國鐵路的實際問題出發,實用性強?傮w思路符合鐵路發展趨勢,體現現場實際與項目需求有機結合的創新理念。
本項目研究了高速鐵路軌道電路絕緣節燒損的情況,分析形成的原因;研究不同牽引制式下牽引電流的分布及變化情況、不同牽引回流切斷點設置情況下對絕緣節燒損的變化情況、橫向連接線和電氣化吸上線對軌道電路特性的影響、接地體對軌道電路絕緣節燒損影響。按照現場切斷點的實際環境,設計和構建室內模擬測試方案,建立Cassie和Mayr交流電弧模型,利用計算機數字信號處理技術復現絕緣燒損現象,根據現場調研、測試數據和現象與典型電弧波形特征對比分析,分析引起燒損的原因,確認電弧高溫造成絕緣節和鋼軌燒損,為制定針對性的防護措施提供了定量的依據。通過現場試驗測試驗證后,提出了絕緣節燒損的防護措施:高速鐵路站內軌道電路的布置要滿足回流暢通的要求,盡量減少牽引回流的切斷點,在保障軌道電路正常工作的情況下,在絕緣節處應以扼流變壓器中間連接板的方式溝通牽引回流;車站咽喉區梯形道岔處的絕緣節不應設置牽引回流切斷點,應在梯形道岔上的絕緣節兩端設置扼流變壓器,導通牽引電流的回路;牽引回流切斷點盡量設置在鋼軌中牽引回流較小的位置,應將牽引回流的斷點由發車進路移至接車進路,可以有效減少列車經過絕緣節處的拉弧現象;合理布置軌道電路橫向連接線,以保障牽引電流的平衡。
項目最終形成成果:
(1)《高速鐵路軌道電路絕緣防燒損研究報告》,可用于針對絕緣節燒損的現場整改和工程實施技術方案。
(2)《電氣牽引有關設備建議設計原則》,可用于進一步規范包括牽引回流切斷點、橫向連接線、吸上線、減少不平衡電流等有關電氣牽引設備的設置原則。
保障安全是鐵路工作的重中之重,項目提出的解決高速鐵路軌道電路絕緣節防燒損的關鍵技術,提高了鐵路信號系統及列車運行的安全可靠性。課題成果顯著,首次全面系統的研究了高速鐵路軌道電路絕緣節燒損的問題并提出防護措施,屬國內首次公開的高速鐵路軌道電路絕緣節防燒損技術研究的文獻。該成果通過了中國科學技術信息研究所的科技查新報告。該技術創新成果,填補了國內高速鐵路軌道電路絕緣節防燒損技術的空白。由于該技術創新的公開,促進了我國鐵路建設技術水平的提高,促進了鐵路行業的技術進步。技術創新達到國內領先水平。
推廣應用情況:
2012年12月9日,技術成果首先在上海局京滬高鐵無錫東站進行應用后,有效的解決了軌道電路絕緣節燒損問題,且效果明顯,經多次觀測,列車經過該絕緣時再未出現拉弧現象,絕緣節未見灼傷。提高了鐵路信號系統及列車運行的安全可靠性,保證鐵路信號設備的正常工作,保障行車安全。成果的應用大大減少設備維護費用,減少更換鋼軌和絕緣節的次數;大大減輕了現場維護人員的勞動強度和工作壓力;在人、料、機成本方面創造的直接經濟效益顯著;在保障安全運輸方面,創造的間接經濟效益、社會效益巨大。
2013年7月1日,中國鐵路總公司運輸局下發《關于開展高鐵信號工程重點整治工作的通知》(運電高信電[2013]1534號),確定本成果經過現場試驗驗證、專家評審,可應用于全路高速鐵路軌道電路整治,并對各鐵路局高鐵車站絕緣燒損問題提出了整治要求,同時抄送各設計、管理單位,進行全路推廣。國民經濟效益顯著。