摘 要：近年来，随着城市化进程的加快，轨道交通业也迎来了更大的发展空间。由于我国轨道交通广泛使用的是1500V直流牵引，所以，其中的钢轨不但是轨道交通电路信号的传输媒介，还是牵引回流的有效通道。本文以南宁地铁1号线单轨条50Hz相敏轨道为例，对其运行原理以及在应用中需要注意的几个问题进行了详细的探讨。
关键词：城市轨道；50Hz；单轨条相敏；轨道电路；应用；分析
中图分类号：U284.2 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）17-0172-02
在城市轨道交通中，单轨条50Hz相敏轨道电路设备的结构极其简单，其不但维护起来比较方便，并且还具有极强的抗干扰能力。近些年来，随着城市的快速发展，轨道交通也得到了更大的发展空间，而单轨条50Hz相敏轨道电路在直流牵引区段的车辆段、停车场以及正线道岔区段均得到了广泛的应用。由于城市地铁以及轻轨车辆段内的列车没有机车的信号显示，所以，对于轨道电路的功能一般也只有列车的占用检查。南宁地铁1号线屯里车辆段内的电力机车也使用的是1500V直流牵引，并且其单条钢轨也是牵引回流的有效通道，因此，50Hz交流连续式轨道电路中就需要增加一种防护设备，即滤波器，但是当轨道电路中的滤波器发生故障后，轨道电路的安全性也就没有了保障，因此，为了更好的保证轨道电路的安全性，就需要采用单轨条回流方式的50Hz相敏轨道电路。下面就针对单轨条回流方式的50Hz相敏轨道电路的技术原理进行了详细的分析。
1 单轨条回流方式的50Hz相敏轨道电路运行原理
在轨道电路中，其之所以被称为单轨条轨道电路，是因为其电路中只有一根钢轨作为牵引回流的电路通道。具体如图1所示。其在运行中，为了使相邻的轨道电路中的绝缘节处将牵引回流电路导通，就需要采用极性交叉的方式将绝缘节处相对的钢轨用电缆连接起来。在本次单轨条50Hz相敏轨道电路的轨道接收器中，采用了二元二位继电器，即50Hz微电子相敏接收器。由于其能够有效提高返还系数，对轨道电路调整有着极其积极的意义，除此之外，还与二元二位继电器有着相同的接受阻抗和灵敏度。因此，在最近几年所设计的工程中，大都采用了此种形式的微电子接收器。南宁地铁1号线单轨条50Hz相敏轨道电路采用了微电子接收器，所以说，其轨道继电器采用了JWXC-1700型继电器。
图1中，BG5表示送电端的电源变压器，BZ表示受电端的中继变压器，JNQ表示节能器，R1和R2表示送电端和受电端的防护电阻，RD1和RD2表示送电端和受电端的熔断器，WXJ50表示50Hz微电子相敏接收器。
此种轨道电路不但具有良好的频率特性，此種特性能够保证微电子接收器在接收到直流牵引的电流干扰时，对继电器进行保护，使其不会出现误动作，但是在此接收器的局部电源上如果加上50Hz的交流电压，并且此接收器在接收到了以钢轨为通道的轨道信息后，轨道电路的频率也会转变成50Hz，此时，还需要达到与接收器合适的相位时，轨道电路才会正常工作。除此以外，此种轨道电路还具有相位选择的特性，这种特性的作用就是，当轨道端的绝缘出现破损时，其能够对轨道电路的安全性做好保证。
在设置轨道电路的基本参数时，将其中的钢轨阻抗设置为0.8∠60°Ω/km，将倒闸电阻设置为1Ω·km～∞，并且还要保证50Hz电源电压的范围在220V±606V，4根牵引轨道并联在一起作为股道，当电路中的分路电阻为0.15Ω时，其电路的极限长度为300m。
2 单轨条回流方式的50Hz相敏轨道电路在应用中需要注意的事项
2.1 电路的供电情况
由于本项目微电子接收器局部电源为交流110V/50Hz，而轨道电路的送电电源为220V/50Hz，这两个电源应该从同一个电源屏中输出，结合微电子接收器的特点要求，将两电源之间的相位角设置为0°是最为理想的。由于轨道电路具有相位选择的特性，当局部电源与轨道电路之间的相位角为0°时，应该以上面图1中所示的方式来构成轨道电路，这样能够更好的保证轨道电路的正常运行。此时，微电子接收器的73和83端子分别与轨道电路的正极和负极连接在一起，将51和61端子分别与局部电源的正极和负极相连。在对轨道电路进行调整前，需要按照图纸中的相关要求对标有同名端设备的连接情况进行详细的检查，要保证其与钢轨之间的连接符合相位的要求。
2.2 电路中防护电阻R1和R2的选择
由于轨道电路中的牵引电流需要经过轨道电路中的一根钢轨，其中牵引电流在经过钢轨时，会有一小部分流入到轨道电路中的元器件中，此时，为了将这部分电流对轨道电路造成影响降到最低，就需要在轨道电路的送电端和受电端分别装设两个防护电阻，即R1和R2。在选择电阻的规格时，可以选择R1-2.2/220型固定抽头式电阻。装设在送电端的R1电阻在电路中还起到了限流的作用。而在固定送电端的限流电阻和受电端的防护电阻的阻值时，需要以设计图中的相关规定进行，此时需要注意的是，不能将其作为调整到轨道电路的方式来进行调整。如果不注意将限流电阻调的过小，就会导致电路中直流磁化电流的增加，对轨道电路的正常运行造成严重的影响。
2.3 电路中各个设备的设置
在车辆段以及停车场内，轨道电路中的变压器箱内各电气元件应按照上面图1中所示的方式进行装设。但是在正线区段，很多工程都会将其装设在隧道内，或者是高架桥上，因此，在有限的安装空间内，要将图1中提及到的设备全部装设在室内，这样能够方便进行维护，但是需要注意的一点就是要根据实际工程中轨道电路的情况来适当的增大2个防护电阻的阻值，或者是电路电缆芯的截面积。在南宁地铁1号线工程中就采用了这种方式来增加了电路中防护电阻的阻值。
2.4 可以采用横向连接线的方式来构成轨道电路
一般情况下，在城市轨道交通的正线上采用音频无绝缘轨道电路也是非常重要的。当轨道电路的分界点为S棒时，为了对上下行线的牵引电流进行均衡，就需要在每隔1km左右的线路处将上下行线的钢轨或者S棒中的点用一条横向连接的线连接起来。并且还要在道岔的弯股以及渡线处设置单轨条50Hz相敏轨道电路，通过此种方法来对列车占用的情况进行检测，然后通过敷设机的信号环线将在ATP的信息发送出去。在工程的设计中，在构成轨道电路过程中，采用横向连接线的方式来完成（如图2所示）。而在道岔渡线处的单轨条50Hz相敏轨道电路中，也正是以正线以及均流的横向连接线来构成了轨道电路的整个回路。图2中虚线所表示的正是如此。
2.5 尤其要注意牵引回流轨所引起的电路混电问题
由于轨道电路中，牵引回流轨在变电所通过电缆将其接通，因此，在进行工程设计中，设计人员一定要处理好极性交叉、牵引回流轨、以及道岔跳线等之间的关系，以此来更好的防止电路混电问题的发生。
3 结束语
总之，50Hz单轨条相敏轨道电路在城市轨道交通中已经得到了广泛的使用，其不但结构极其简单，并且维护起来还极其方便，轨道电路中的电压也与一般线路相比，比较稳定，并且其还存在着一定的抗干扰能力。由于城市轨道交通工程中的车辆段以及停车场内没有电码化的设备，导致轨道电路在线路中只起到了列车占用的功能，因此，在城市轨道交通中，应用50Hz相敏轨道电路时需要明确电路的供电情况，合理的选择电路中防护电阻R1和R2的阻值，合理的设计电路中各个设备的布置情况，采用横向连接线的方式来构成轨道电路，注意牵引回流轨所引起的电路混电问题，能够有效保证轨道电路的正常运行。
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收稿日期：2018-5-11
作者简介：韦承宏（1988-），男，壮族，大专，主要从事地铁信号管理工作。