张矛
中铁二十二局集团电气化工程有限公司哈尔滨电务工程分公司 黑龙江省哈尔滨市 150001
摘要：针对机械化驼峰JWXC-2.3型轨道电路模拟试验电路难点，设计制作驼峰轨道电路动态式模拟电路，解决以往JWXC-2.3型轨道电路模拟电路不稳定的问题，实现搭建的模拟电路安全稳定，电路原理简单、材料成本低等优点。
关键词：JWXC-2.3型轨道电路，模拟电路
近年来随着国民经济的飞速发展，铁路的货物运量迅猛增加，驼峰编组场信号设备老化的问题逐渐突出，自动化技术迫切需要不断地革新和提高，对编组场的信号集中和自动控制设备的升级转型和大修施工逐渐增加，在施工过程中为了提高驼峰信号设备安装调试效率，提高信号设备安全稳定性至关重要。
为了满足驼峰道岔快速转换的需求及驼峰溜放车辆的连续高效，峰下分路道岔区段采用驼峰轨道电路（即双区段轨道电路），其特点是：灵敏，继电器吸起及落下动作迅速，能够满足驼峰编组车辆溜放占用区段即时响应的要求，配合驼峰速动道岔快速转换。
1.驼峰轨道电路模拟试验难点
为了提高峰下分路轨道电路的灵敏度，缩短轨道继电器被分路时的释放时间，驼峰轨道电路受端采用60×60方型硒整流片（或以2CP1 型硅二极管代用）接成桥式整流电路。非电气化区段的驼峰场轨道区段适用JWXC-2.3型交流闭路式轨道电路，继电器则采用JWXC-2.3型直流继电器。因为JWXC-2.3型继电器在工作值条件上的不同（继电器线圈并联时轨道继电器的直流电流应为380～580mA，线圈串联时轨道继电器的直流电流应为230～330mA），所以难以采用并联或单纯串联的方法制作轨道电路的模拟条件。
1.1如下图：讨论JWXC-2.3型轨道电路并联模拟条件示意图
上图经过分析，由于JWXC-2.3型继电器并联在此电路中，假设变压器电压输出电压恒定，此时电路中所有GJ刚好在额定工作值范围，处在吸起状态，当模拟轨道依次占用时，开关依次断开，致使并联电路中总电阻值增大（R并=R/N，R为每台继电器线圈电阻值，N为并联继电器数量，这里将每台继电器线圈电阻值视为相等），在变压器输出电压不变的情况下，电阻增大，电流降低，当断开一定数量开关时，电路中电流将会降低到JWXC-2.3型继电器工作值以下（继电器线圈并联时，不大于110mA；线圈串联时，不大于56mA），造成所有剩余JWXC-2.3型继电器因通过各线圈电流值低于额定工作值而全部无法吸起，在试验中出现不稳定因素，因此以上模拟试验设计不能满足要求，不能采用。
1.2如下图：讨论JWXC-2.3型轨道电路串联模拟条件示意图
上图JWXC-2.3型轨道电路串联模拟条件图-1，经过分析，JWXC-2.3型继电器串联在电路中，虽然能够另通过每一台GJ线圈的电流的保持一致，但很明显当模拟轨道电路被占用时，关闭任何一个开关都将使整个GJ电路断路，造成全部串联在电路中的JWXC-2.3型继电器断电矢磁落下，因此JWXC-2.3型轨道电路串联模拟条件图-1的设计是完全行不通的。
上图JWXC-2.3型轨道电路串联模拟条件图-2，是在图-1的基础上进行改良，利用开关将GJ两端短路，使被短路的JWXC-2.3型继电器线圈没有电流流过，从而实现GJ落下的电路要求，但是当被短路的GJ逐渐增加后，整个电路的整体电阻值将逐渐减小（R串=RN，R为每台继电器线圈电阻值，N为串联继电器数量，这里将每台继电器线圈电阻值视为相等），在变压器输出电压不变的情况下，电阻值降低，电流升高。经过试验当电流升高到一定程度时电路中剩余GJ虽然被开关短路，但是仍然能够保持吸起状态（注意：此时如果持续短路GJ使电路中电流持续增大，剩余未经断路GJ有可能被过大的电流烧毁），致使轨道电路失去控制，从试验和理论分析中不难看出这样的设计也是不稳定的，无法达到驼峰溜车时对轨道电路模拟条件稳定高效的要求。
1.3串并联模拟电路
从对以上三图的分析中我们可以看到，JWXC-2.3型轨道电路模拟条件不能以单纯的并联或串联方式进行设计，通过大量的试验和理论研究，我们得到以JWXC-2.3型继电器串并联相结合的方法能够实现驼峰轨道电路趋于稳定的情况，因为电阻串并联同时存在一个电路中可以互相平衡电阻值降低和升高的情况。这种串并联电路虽然能够在常态车辆溜放试验和理论中证实是可以做到的，但在进行试验的过程中往往人为设置极限状态来测试设备使用功能安全性和稳定性，从而破坏串并联电路电阻平衡状态不能完成极限状态的试验目的，并且对于在实际施工模拟试验中也需要有经验的技术人员投入大量的精力去设计搭建这样的电路，可操作性不强，不便于提高工作效率，不能将这种方法广泛使用。
鉴于这种情况，我通过多次试验和理论分析，转换思维，设计出一种全新的动态式JWXC-2.3型驼峰轨道模拟电路，它的特点是电路原理简单、制作简便、材料廉价、性能稳定、可反复使用，为我们在施工中创造了很大便利，同时提高了工作效率，下面我们来一起分析下这个新型电路。
2.驼峰轨道电路动态式模拟电路
2.1如下图：轨道电路模拟图-1至4，分别为分路道岔双区段（DG1，DG）轨道电路模拟电路示意图。
以上四图分别表示含义为：图-1、3 所有GJ励磁吸起；图-2、4部分开关a-b连接的GJ矢磁落下。
以上四图设计，是在对JWXC-2.3型轨道电路串并联模拟电路的研究中得到的灵感，这个电路的特点是即使在开关转换的过程中整个电路也不会出现断路的故障，整个电路在任何情况下电阻值均趋于稳定，GJ可控性强。
2.2驼峰轨道电路动态式模拟电路分析
2.2.1驼峰轨道电路动态式模拟电路构成
如上四图所示，当GJ为双线圈串联使用时（即为DG区段，线圈串联使用），采用2个2Ω水泥电阻与GJ并联，并安装开关在如图a-b，a-c间，使上方2Ω电阻和下方GJ不同时与中间2Ω电阻并联，如图连接方法，当开关使a-b连接时，a-c断开，当开关使a-c连接时a-b断开。将数个双线圈串联使用的GJ采用以上方法与2Ω电阻同时并联在电路中形成适用于双线圈串联使用的GJ（即为DG区段）模拟电路。
当GJ为双线圈并联使用时（即为DG1区段，线圈并联使用），与串联使用时连接方法一致如图所示，但采用阻值为1Ω的水泥电阻。
2.2.2驼峰轨道电路动态式模拟电路分析
通过测试JWXC-2.3型继电器单线圈电阻值约等于1.15Ω，即在线圈串联使用时GJ双线圈串联电阻值约等于2.3Ω，线圈并联使用时GJ双线圈并联电阻值约等于0.58Ω。因此选择2Ω水泥电阻与双线圈串联使用的GJ（DG）并联，选择1Ω水泥电阻与双线圈并联使用的GJ（DG1）并联，力求在开关由GJ侧（a-c侧）切换到平衡电阻侧（a-b侧）后力求局部电路电阻变化最小，从而使整个电路电阻值保持稳定。
本电路设计思路为模拟轨道电路中电阻的动态平衡，利用开关将GJ因断开后而失去的电阻值以水泥电阻进行补偿，形成了局部电路电阻并联，整体电路电阻串联的稳定电路模型，因为本电路以局部电阻平衡，从而形成整体电路电阻平衡的原则，所以在实际施工制作中应注意一下三点：
第一，在参照本电路制作轨道模拟盘时，应注意将双线圈串联使用的GJ（DG）和双线圈并联使用的GJ（DG1）分开，分别制作模拟盘，因DG与DG1线圈在轨道电路中串并联使用方法不同，会造成整个轨道电路电阻值不平衡的问题出现。
第二，在选择为轨道模拟盘供电的变压器时，应事先计算电路中所消耗的总功率，以便选择相应的电源输出设备，防止因输出功率过大，烧毁变压器。
第三，在实际操作轨道模拟盘时，注意开关的位置一定要在a-c侧，或在a-b侧，不可放置在中间位置（a既不接触b也不接触c），如果放在中间位置，会造成局部并联电路电阻值升高，影响整个电路的稳定性。
3.结束语
驼峰轨道电路动态模拟电路在牡丹江上、下行编组场的信号大修施工中得到了实际应用，在应用的过程中其优点主要体现在搭建的模拟电路安全稳定，电路原理简单、材料成本低，制作完成的模拟电路实物可以反复使用。
参考文献：
（1）《驼峰信号》 中国铁道出版社 1996年出版 天津铁路工程学校 施庆昌 主编
（2）《自动化驼峰基础设备》 中国铁道出版社 2008年出版 包振峰 编著
（3）《铁路信号基础》 中古铁道出版社 2009年出版 琳瑜筠 主编
（4）《信号工》（驼峰信号设备维修）中国铁道出版社 2010年出版 彭开宙 主编
论文作者:张矛
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第20期
论文发表时间:2018/2/9
标签：电路论文; 轨道论文; 驼峰论文; 继电器论文; 线圈论文; 电阻论文; 串并联论文; 《建筑科技》2017年第20期论文;