摘 要：FTGS轨道电路是德国西门子公司的遥控音频无绝缘轨道电路，它广泛应用于世界各地的干线铁路和城市轨道交通，FTGS-917型轨道电路采用电气绝缘节把线路分割为多个轨道区段，检查和监督这些轨道区段是否空闲，将空闲/占用信息传给联锁系统，并且传送ATP（自动列车保护系统）的报文信息到列车上，为列车提供实时ATP防护。
关键词：轨道电路；电气节；故障处理
1 FTGS-917型轨道电路设备组成及原理
1.1 FTGS轨道电路基本概念
FTGS是德国西门子公司的遥控音频无绝缘轨道电路，运用于城市轨道交通的轨道空闲检查系统，是报文式数字轨道电路。FTGS轨道电路有FTGS-46型、FTGS-917型两类。
FTGS-917型轨道电路的作用
把轨道线路由电气绝缘节分成若干区段，发送器向钢轨发生电压，由位于区段另一端的接收器将收到的电压进行计算，当列车进入轨道区段，车轴的分路防止信号进入接收器，导致输出指示为“轨道区段占用”，从而完成检查和监督轨道区段的状态和功能，将空闲/占用信息传给联锁系统，并传送列车运行保护系统产生的报文信息。
1.2 FTGS轨道电路室外设备组成及其工作原理
1.2.1 电气节
电气节，即电气绝缘节，它区别于一般的机械绝缘节，是划分FTGS轨道区段的重要设备。它由短路棒和轨旁盒内的调谐单元共同组成。除道岔本身和终端棒必须采用机械绝缘节外，其它轨道电路都采用电气绝缘分割。
（1）S棒
大多数的轨道区段（主要是正线区间的轨道电路）采用S棒电气节，以S棒的中心线作为轨道区段的物理划分。S棒长度为7米左右，模糊区段长度≤3.5米。
（2）终端棒
该电气节由终端短路棒和一个机械绝缘节共同组成。它主要应用在双轨条牵引回流区段。棒长约3.5米，距机械绝缘节0.3～0.6米。
（3）8字棒
也称中间馈电棒，用于中间馈电式轨道区段的中央。
1.2.2 电气节工作原理
相邻两个轨道区段之间采用S棒、8字棒和终端棒四种电气绝缘节分割。下面以S棒为例说明电气绝缘节原理：
接收器的谐振回路由电容C1（调谐单元上电路的等效电容）、钢轨区段ab和电缆am等组成，发送器的谐振回路由电容C2、钢轨区段cd和电缆dm等组成。
在正常状态下，钢轨ab的电感、电缆am的电感以及它们之间的互感与电容C1构成并联谐振（利用调谐单元可以将其调到谐振点），因此电容C1两端呈现高阻抗，与电容C1两端d1d轨间有较高的电压，接收到从右端输入的载频信号。钢轨cd的电感、电缆dm的电感以及它们之间的互感与电容C2构成并联谐振，因此电容C2两端呈现高阻抗，与电容C2两端a1a轨间有较高的f1电压，此电压可以向左传输。
S棒长度为7米左右，其中S棒的1/4到3/4处（约3.5米）为分路感应的模糊区段，在此区段内有车占用左右两边的区段都允许显示占用，而无法精确判断列车占用的区段。
1.2.3 轨旁盒
轨旁盒是连接电气节与室内设备的中间设备，是轨道电路室外的发送、接收设备。每个轨旁盒有一根电缆与室内设备连接，有四根电缆与电气节相连，另有一根地线。轨旁盒主要有两种不同的结构：一种是S棒结构；另一种是双轨条牵引回流区段的终端棒结构。
轨旁盒内一般可分为左右两部分，对称结构布置。每部分都由一个调谐单元（S棒和调整短路棒使用的调谐单元型号不同）和一个转换单元组成；一部分作为一个区段的发送端时，则另一部分作为相邻另一个区段的接收端。每一部分的调谐单元接电气节，转换单元接室内设备。
1.2.4室外单元的工作原理
FTGS轨道电路的轨旁盒内一般安装相邻区段的调谐单元和转换单元。
（1）转换单元
带防雷功能的转换模块，根据XK1、XK2端的电压及频率决定调谐单元是接收模式还是发送模式。其判断依据为XK1、XK2端电压的高低，高为发送模式，低则为接收模式。
在继电器K1、K2释放状态下，Xk5、Xk6端的电压通过电阻R1传到XK1、XK2端，模块处于接收模式下。
当馈送一个发送电压到XK1、XK2端，此电压经过变压器T1送到电压比较器D1、D2（为了安全，采取双通道设计），如果两个通道都检测出高电压，继电器K1、K2吸起，并点亮V9、V10。继电器K1、K2的吸起断开了通往XK5、XK6的电路，同时也断开了通往变压器T1的电路，而接通经过变压器T2，通向XK3、XK4的电路，此时转换单元切换为发送模式。虽然通往变压器T1的电路已断开，但流过变压器T2的电流继续为比较器和继电器供电，使继电器保持吸起状态、保持发送模式。
为了准确的发送信号，发送信号要经过三路窄频带通滤波器后进行幅值的检查。当发送信息不正确或切换为接收端，此时通过滤波器后的电压不足以驱动继电器的吸起，继电器落下，同时断开通向XK3、XK4的电路，接通通往XK5、XK6的电路，此时切换为接收模式。
2 FTGS-917轨道电路常见故障及处理
2.1 FTGS-917轨道电路故障处理的基本步骤
2.1.1 观察故障现象
查看LOW机显示，记录故障信息；观察轨道电路各模块上的标示灯；询问操作员具体情况：如故障出现时列车位置。
2.1.2 测量数据
测量输入、输出关键点电压，判断故障点在室内还是在室外。如果在室外，条件允许的情况下可以先通过倒方向测量判断故障点在哪一端，再到室外故障端区查找；如果在室内，沿信息传递路径查找。
2.1.3 故障恢复
根据查找情况进行故障修复、设备更换、临时应付等处理。
2.2 FTGS-917轨道电路故障处理常用方法
2.2.1 电压法
在通电状态下，按轨道电路发送——接收电路逐渐测量各关键点电压，与参考值进行比较来判断故障点。此方法比较常用，特别是在运营期间，能在不影响行车的情况下进行故障判断。
2.2.2 电阻法
通过使用电阻档测量判断线路的通断，当接线过长而无法测量时，可以在线的一端与另一条线短接，形成一个回路，再进行测量。
注意：一定要在断电状态下进行测试。
2.2.3 开路法
断开后边级联电路，测量前段输出电压，如果电压正常，说明前级设备正常；如果电压不正常，说明前级设备有故障。
注意：断开后级电路会造成负载变化，影响前级电压，易造成故障点的误判。
2.2.4 替代法
当无法确定具体哪块模块故障时，用已知完好的模块替换怀疑故障的模块。可以使用备用模块替换；也可以与正在使用的模块对调。
注意：
（1）更换、对调是要注意模块的型号、插塞、开关、跳线是否一致。
（2）更换、对调后要测量各关键点电压，是否在合理范围。
（3）更换、对调与频率相关的模块，一定要重新进行调谐，分路试验，并更新该驱动的数据表。
2.2.5 比较法。对某模块工作电器参数不熟悉情况下，测量另一个正常的相同设备同样工作状态下的电器参数作为参考数值，来判断模块是否工作正常。
2.2.6 合理利用监测设备
2.3 FTGS-917轨道电路常见故障类型及处理
2.3.1 FTGS-917轨道电路常见故障类型（如FTGS-917轨道电路常见故障框图）
2.3.2 FTGS-917轨道电路常见故障
（1）板卡故障
电气设备有一定的使用寿命，而且各部件的材质、做工质量，都会直接影响其使用情况。因此，板卡故障是FTGS-917轨道电路比较常见故障之一。FTGS-917轨道电路的板卡上有各种指示灯，根据各指示灯的显示可以大致判定故障范围，但是不能仅凭灯的显示就判定某块板卡故障，还要根据所测量的关键电压值，最终确定故障板卡。
（2）棒线故障
FTGS-917轨道电路室外与钢轨使用棒线连接，各连接棒线与钢轨以及轨旁单元构成一个回路，使轨道电路正常工作。若棒线断裂，回路不通，轨道电路接收端收不到电压，轨道电路不能正常工作。若棒线破皮，且与其他导体接触，影响轨道电路的绝缘性能，轨道电路接收端接收电压较低，轨道电路不能正常工作。
（3）道岔绝缘不良
对于有道岔的轨道电路区段，道岔绝缘的性能直接影响到轨道电路的性能。若道岔绝缘性能下降，漏流较大，轨道电路接收端的接受电压较低，轨道电路不能正常工作。
（4）接线松脱
FTGS-917轨道电路室内室外都有接线，室内接线主要是在分线架和终端架，以及每个区段匹配电阻的跨接线；室外接线主要是在轨旁盒内。查找这类故障，必须清楚发送和接收的线路走向，室外不同方向的发送端和接收端线路是不一样的。再结合测量不同方向的发送和接收电压值，可以迅速判断出故障点。
（5）电气参数变化
轨道电路的电气特性主要受三个因素的影响，分别是电源电压、钢轨阻抗、道碴电阻。当轨道电路占用时，电源电压越高、钢轨阻抗越小、道碴电阻越大，对轨道电路工作最不利。
另一方面轨道电路各板卡性能的变化也会导致电气参数变化，某些板卡由于材质的原因，工作一段时间后，某些元器件受损，从而导致板卡的工作性能下降，造成轨道电路电气参数变化。处理这类故障，需要对轨道电路重新进行电气参数调整。
3 结束语
城市轨道交通FTGS轨道电路是城轨信号系统的重要设备，通过对FTGS轨道电路的工作原理和故障处理的学习和分析，需要在今后的实际使用中不断的探索，加强学习，充分利用微机监测设备进行调阅，发现问题及时采取措施加以克服，进一步提高设备的使用质量和稳定性，确保城轨运营安全。
作者简介：曾丽芬（1973，10-）女，汉族，广西荔浦人，柳州铁道职业技术学院，实验师，城市轨道交通运营管理专业教师。