高速铁路轨道电路绝缘防烧损技术
完成单位:中铁通信信号勘测设计(北京)有限公司
获奖情况:2013年度中国铁道学会科技进步三等奖
成果水平:国内领先
简要技术说明:
本项目属铁路通信信号工程、高速铁路建设技术领域,以解决困扰中国铁路的实际问题出发,实用性强。总体思路符合铁路发展趋势,体现现场实际与项目需求有机结合的创新理念。
本项目研究了高速铁路轨道电路绝缘节烧损的情况,分析形成的原因;研究不同牵引制式下牵引电流的分布及变化情况、不同牵引回流切断点设置情况下对绝缘节烧损的变化情况、横向连接线和电气化吸上线对轨道电路特性的影响、接地体对轨道电路绝缘节烧损影响。按照现场切断点的实际环境,设计和构建室内模拟测试方案,建立Cassie和Mayr交流电弧模型,利用计算机数字信号处理技术复现绝缘烧损现象,根据现场调研、测试数据和现象与典型电弧波形特征对比分析,分析引起烧损的原因,确认电弧高温造成绝缘节和钢轨烧损,为制定针对性的防护措施提供了定量的依据。通过现场试验测试验证后,提出了绝缘节烧损的防护措施:高速铁路站内轨道电路的布置要满足回流畅通的要求,尽量减少牵引回流的切断点,在保障轨道电路正常工作的情况下,在绝缘节处应以扼流变压器中间连接板的方式沟通牵引回流;车站咽喉区梯形道岔处的绝缘节不应设置牵引回流切断点,应在梯形道岔上的绝缘节两端设置扼流变压器,导通牵引电流的回路;牵引回流切断点尽量设置在钢轨中牵引回流较小的位置,应将牵引回流的断点由发车进路移至接车进路,可以有效减少列车经过绝缘节处的拉弧现象;合理布置轨道电路横向连接线,以保障牵引电流的平衡。
项目最终形成成果:
(1)《高速铁路轨道电路绝缘防烧损研究报告》,可用于针对绝缘节烧损的现场整改和工程实施技术方案。
(2)《电气牵引有关设备建议设计原则》,可用于进一步规范包括牵引回流切断点、横向连接线、吸上线、减少不平衡电流等有关电气牵引设备的设置原则。
保障安全是铁路工作的重中之重,项目提出的解决高速铁路轨道电路绝缘节防烧损的关键技术,提高了铁路信号系统及列车运行的安全可靠性。课题成果显著,首次全面系统的研究了高速铁路轨道电路绝缘节烧损的问题并提出防护措施,属国内首次公开的高速铁路轨道电路绝缘节防烧损技术研究的文献。该成果通过了中国科学技术信息研究所的科技查新报告。该技术创新成果,填补了国内高速铁路轨道电路绝缘节防烧损技术的空白。由于该技术创新的公开,促进了我国铁路建设技术水平的提高,促进了铁路行业的技术进步。技术创新达到国内领先水平。
推广应用情况:
2012年12月9日,技术成果首先在上海局京沪高铁无锡东站进行应用后,有效的解决了轨道电路绝缘节烧损问题,且效果明显,经多次观测,列车经过该绝缘时再未出现拉弧现象,绝缘节未见灼伤。提高了铁路信号系统及列车运行的安全可靠性,保证铁路信号设备的正常工作,保障行车安全。成果的应用大大减少设备维护费用,减少更换钢轨和绝缘节的次数;大大减轻了现场维护人员的劳动强度和工作压力;在人、料、机成本方面创造的直接经济效益显著;在保障安全运输方面,创造的间接经济效益、社会效益巨大。
2013年7月1日,中国铁路总公司运输局下发《关于开展高铁信号工程重点整治工作的通知》(运电高信电[2013]1534号),确定本成果经过现场试验验证、专家评审,可应用于全路高速铁路轨道电路整治,并对各铁路局高铁车站绝缘烧损问题提出了整治要求,同时抄送各设计、管理单位,进行全路推广。国民经济效益显著。