轮轨接触电阻测试装置及其应用.pdf

第42卷第4期
铁道技术监督
研究与交流
Vol42 No 4
RAIL WAY QUALITY CONTROT
SI'UIY ANI)(MMUNICAATIOVS
轮轨接触电阻測试装置及其应用
蔺盺
西安铁路局科学技术研究所,映西西安710054)
摘要:分析轨道电路的工作原理和发生分路不良的主要原因,说明轮轨接触电阻的形成及其对轨道
电路的影响。设计轮轨接触电阻测測试装登,装置由压力加载机构和主机测试系统组成,在故障处理中加入
轮轨接触电阻测量,为轨道电路的日常检测和维护提供科学依据。
关键词:轨道电路;接触电阻;设计方案;故障处理
中图分类号:U284.2
文献标识码:B文章编号:1006-9178(2014)04-0035-03
1轨道电路
密贴,接触电阻很小。实际运营中,由于轮轨接触
表面存在各种复杂的薄膜,轮轨接触电阻变化很大。
1.1轨道电路工作原理
如钢轨在露天状态下,吸附的水分在钢轨表面发生
轨道电路的工作原理是,利用2条钢轨做传化学反应形成的薄膜氧化层,以及装卸粉尘散落在
输线路,检査轨道区段是否被占用。当列车驶人该轨面上经列车车轮碾轧后在轨面形成的绝缘层,都
区段,轮对与2条钢轨接触使区段信号传输回路短会在轮对与轨面间产生较大的接触电阻。陇海线罗
路,受端继电器落下,指示区段处于占用状态;当敷车间轨道电路分路不良区段处理前后测试数据见
列车驶离时,受端继电器吸起,指示区段处于空闲状表
态
表1陇海线罗敷车间轨道电路分路不良区段处理前后测试数据
轨道电路分路不良时,对成区段的轨
道继电器会产生误动作,相应的信号灯和车站
区」
路除锈前分路残乐Ⅳ除锈后分路残乐
及条件类型送端分路受端分路送端分路受端分路
控制台会错误显示,轨道电路失去对轨道
莲花寺13DC
1.3.2
0.5
5
区段占用状态的检査功能。为保障轨道电
莲花寺1DC
10.9
路分路特性良好,电务部门必须选用正确
相敏
华县
21DG1
的测试方法和适合的仪器设备定期检测轨华县224D2
16.4
5.4
4.7
道电路。
2轨道电路分路不良原因
从表1可以看出,莲花寺车站13DC除锈前后送
(1)由于钢轨表面生锈、污染和氧化等在接触端分路残压差为7.5V,华县车站21DC1除锈前后受
面产生的薄膜引起轮轨接触电阻增大。
端分路残压差达13.6V。由此可见,轨道电路分路
(2)轨道电路轨面电压调整不当,导致轨道继残压值与轮轨接触电阻值密切相关,残乐值随轮轨
电器不能可靠落下。
接触电阻值的増大而增大。根据《铁路信号维护规
国际铁路联盟研究试验所研究表明,分路障碍则》,当轨道电路分路残压值超过规定值时,即可
的主要问题是轮轨接触不良。
判定轨道电路分路不良。因此,轮轨接触电阻的变
化直接影响轨道电路分路状态。
2轮轨接触电阻測试
2.2轮轨接触电阻测试装置设计
2.1轮轨接触电阻的产生与影响
为保障轨道电路日常维护质量,出现轨面隐患
理想状态下,由于列车自重较大,车轮与钢轨时能够及时排除,有必要研究设计轮轨接触电阻测
收稿日期:2013-10-29
试装置。
作者简介:盺,工程师
由于轨道电路结构比较复杂,应充分考虑车轮
2014年4月(总第330期)
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研究与交流
轮轨接触电削測试装置及其用
正常轧道的实际接触情况和在线测试时轨道电路的滤除高频脉动信号。因此,施加在钢轨上的信号不
安全。为此将轮轨接触电阻测试装置分为压力加载会给轨道电路信号带来危害,从而保障轨道电路安
机构和主机测试系统2部分,测试装置原理如图1全运行,实现在线测试。
所示。
主机测试系统在发送信号的同时采集两端信
号,通过操作键盘实施测量,CPU控制转换电路,
接触信号
斜轨与压力加載机构接触电阻
16
数据存储器
经前端信号调理电路调整后送入高速A/D转换器,
位
转换为数字信号。高速存储电路再对A/D转换器
压力信号
程序存储器」输出的数字信号进行缓存,存储在数据存储器中,
锅轨
压力加载机构
键盘
通过DSP处理电路,进行T变换分析,分离出能
够表征接触电阻变化的有效信号分量,通过分析信
高频信号源
昆示屏
号在钢轨和接触踏面上产生的阻抗,直接在液品屏
上显示出接触电阻值。
图1轮轨接触电阻測试装置原理
主机测试系统通过存储器实现对测试数据的存
2.2.1压力加载机构
储,记录所测区段钢轨位置、测试日期、天气状况
压力加载机构包括定压强分路夹具和测力传感等数据,以便测量数据的保存比较。
器2部分,压力加载机构模型如图2所示。
2.2.3技术指标
轮轨接触电阻测试装置的测量范为(0-10)Q2,
最大允许误差为±1.0%,显示分辨力为0.0012
使用环境温度为(-20~70)℃,使用环境相刈湿度
小于85%。
3轮轨接触电阻测试应用
图2压力加載机构模型
通常,铁路局基本按“轨面污染”、“轨面生锈
压力加载机构由加力螺杆、夹紧机构、接触“调整不当”对轨道电路分路不良故障进行分类分析
踏面和测力传感器组成。测试时,将左右卡勾卡在处理。
钢轨上紧固,采用人工旋转螺纹加压模式,加力螺
以西安铁路局为例,为了对故障原因作出迅速
杆向构架内的测力传感器加力或减力。测力传感器判断,各电务段集中检修中每年对轨道电路测试2
通过接触踏面将力传到钢轨,使轨道接触面承受次,轨道电路分路不良区段每月检查测试1次。发
245kN的压力。测力传感器将所受压力转换为电信生轨道电路分路不良时,电务段通常采取2种处理
号,传递给主机测试系统。
方式,一种是先联系车务、工务部『门轧道除锈或
为避免其他电阻的引入,保证轮轨接触电阻测人工除锈,同时检查自身设备,如除锈后故障仍未
试装置所测数据能真实反映实际接触电阻值,应将排除,则集中精力査找自身设备故障;另一种是先
信号输入线固定在夹具的接触踏面上,并在踏面上初步检査自身设备,再联系车务、工务部门除锈,
方设置绝缘层与卡钩绝缘。
若除锈后仍然分路不良,再次查找设备故障。显然,
加力机构理论上可设计为液压加力,比较省力。这样的故障处理方式存在反复性和盲目性。如果在
但现场实际使用表明,采用人工加力模式更加方便故障处理中加人轮轨接触电阻的测量,则会形成完
快捷。
善科学的故障处理流程。
2.2.,2主机测试系统
根据轨道电路信号传输的特性,发生轨道电路
主机测试系统发送高频脉动信号,经功率放大分路不良时,可采取以下处理流程:①测试轮轨接
后,通过单向隔离单元发送到被测钢轨和接触踏面触电阻值,若数据异常,则处理轨道表面;②轮轨
两端。单向隔离单元可防止钢轨上轨道电路信号进接触电阻值正常,检査发送端设备及钢轨传输性能
人主机内部,加上输人信号频率远大于轨道电路信③发送端设备正常、发送准确,检査轨道接受端
号频率,轨道电路本身带有窄带滤波器,能够完全设备;④轨道接受端