轨道电路在铁路系统中扮演着重要角色,对其进行深入的研究具有重要意 义。首先,我们回顾下轨道电路在国内的发展历程。20 世纪 70 年代初,美国人 鲁宾逊首先提出了开路式轨道电路,并且在两年后成功研制出了闭路式轨道电 路,开启了检查列车在钢轨线路占用状态的新篇章。1873 年,铁路信号的自动 化技术在宾西法尼亚铁路得以实现,为列车运行的信号控制开启新起点。民国时 期,国内的轨道电路分布极不平衡,并且传输的信息也相对较少。到了 20 世纪 中叶,轨道电路技术在全国铁路网上得到广泛应用,使得其相关研究取得长足的 发展,为我国的铁路信号处理技术的发展奠定了基石。69631
1924 年,国内率先采用交流 50Hz 二元三位式相敏轨道电路在沈阳-苏家屯 间、大连-金州间实现自动闭塞。
京奉铁路是我国最早利用水银轨道接触器的线路,其联锁闭塞设备能够自动 控制出站信号机恢复定位。直到 1925 年,荷兰德和英国麦堪两家公司为秦皇岛 及南大寺两站提供了轨道电路器材,使得其能够率先使用直流闭路式轨道电路, 从而取代了水银轨道接触器。1952 年,上海华通、新安电机厂、新成电器厂为 衡阳站提供的仿美器材,使得其以直流闭路式为轨道电路,建成了进路操纵继电 式电气集中联锁。50 年代初,在蒸汽牵引区段的小站联锁设备中,使用了引进 苏联的 HP-2 型直流轨道电路,但由于其继电器不便于统一管理、易受干扰等特 点,未能得到广泛的应用并且逐渐被直流轨道电路代替。直流轨道电路同样具有 易受干扰、缺少对绝缘破损的防护等缺陷,从而有导致存在工作异常的隐患。1960 年,国内首条单相工频交流电气化铁路率先在宝鸡-凤州段建成。
直流脉冲轨道电路:从 1952 年开始,铁道部科学研究院设立分部重点研究 电冲轨道电路。在前期试验中主要用桥式磁系统的偏极继电器,但由于其接点弹 力的易变性、衔铁材质性能差等特点,导致工作状态的稳定性较差,因此,在后 期试验中逐渐被极性保持式轨道继电器代替。1958 年,在沈山线锦州-高台山路 段以 TY-58 型电冲轨道电路为基础,建设了 182km 的双线架空线式电冲自动闭 塞。1959 年,对电冲轨道电路进行了进一步的细分(正、负和无电冲),从而实 现极性电冲自动闭塞。这种电冲轨道电路具有结构简单、传输距离远等优点,但 同样具有极易受干扰的缺陷。60 年代,铁道部科学研究院计划研制自动闭塞与 本制式相配套的机车信号,但未取得成功。此后,交流计数电码轨道电路逐渐取代了电冲轨道电路。
从 20 世纪 50 年代初期开始,我国开始研制电冲轨道电路,并在 60 年代初 期在全国范围内得到广泛的应用。作为我国首个自行研制的自动闭塞信息传输的 轨道电路系统,为国民经济的发展起到极大推动作用。此后,国内借鉴现有的直 流脉冲轨道电路发展的经验,研发了脉冲式轨道电路,成为国内轨道电路技术变 革的重要里程碑。
1968 年初,为了进行极性频率脉冲轨道电路的研制工作,沈阳、北京等铁 路局同铁道部科学研究院成立研究团队。1972 年初,我国在不同极性频率脉冲 轨道电路方案的基础上修建了 666km 的双线自动闭塞。极性频率脉冲轨道电路 常见的问题有以下三点:①断轨检查性能差,②两线一地输电线干扰,③邻线干 扰。
为了解决这一系列的问题,提出了利用低压脉冲传输的思路。直到 1974 年, 基于各个铁路局长期实践的成熟经验,形成了一致的试验方案。主要实行了热机 备用的冗余技术,成功的解决了轨道电路三种状态(调整、分路、断轨状态)的 问题,同时克服了邻线干扰,交流侵入,高压线路接地干扰等问题。通过安装试 用后,1980 年铁道部对其进行初步鉴定并获得认证。