断轨是铁路线路的常见故障之一,对行车安全具有很大威胁,特别是对于高速铁路来说,高速运行下的列车不仅因其对钢轨的巨大冲击力而更容易造成断轨,而且如果其因断轨而引发事故,后果也将更加严重,所以作为我国高速铁路的重要断轨检测设备之一,无绝缘轨道电路的检测性能至关重要。但从目前的研究情况来看,有关无绝缘轨道电路断轨状态的研究还存在很多不足,而原有的机械绝缘轨道电路断轨状态的研究结论并不能完全适用于当前的无绝缘轨道电路,因此,从理论层面系统研究无绝缘轨道电路对断轨状态的防护能力是非常必要和迫切的。本文的研究结构如下：1.基于断轨状态下无绝缘轨道电路的实际结构,对其轨道电路信号的传输过程进行了建模,内容包括：建立断轨状态下无绝缘轨道电路各组成单元的信号传输模型；建立主轨道线路断轨下无绝缘轨道电路的信号传输模型；建立发送端调谐区断轨下无绝缘轨道电路的信号传输模型；建立接收端调谐区断轨下无绝缘轨道电路的信号传输模型；建立调谐区断轨下小轨道电路的信号传输模型。2.基于所建模型,研究了主轨道线路断轨下无绝缘轨道电路的断轨检测性能。内容包括：对主轨道线路断轨下无绝缘轨道电路接收电压的各影响因素进行分析；提出以断轨最不利接收电压衡量无绝缘轨道电路的断轨保障能力,并利用人工免疫算法,提出了基于人工免疫的断轨最不利条件算法；对主轨道线路断轨下无绝缘轨道电路的断轨保障能力进行了全面分析。通过本文的分析,从理论上证明了无绝缘轨道电路在主轨道线路断轨下具有良好的断轨检测性能。3.基于所建模型和所提出的算法,研究了调谐区断轨下无绝缘轨道电路的断轨检测性能。内容包括：分析发送端调谐区断轨下无绝缘轨道电路的断轨保障能力：分析接收端调谐区断轨下无绝缘轨道电路的断轨保障能力;分析调谐区断轨下调谐区小轨道电路的断轨保障能力。通过本文的分析,从理论上证明了无绝缘轨道电路从发送器到其本区段接收器的主轨道电路不具备调谐区断轨检测功能,而调谐区小轨道电路则可以提供很好的调谐区断轨保障,因此安装小轨道电路后,无绝缘轨道电路才能实现全程断轨检测。