利用信號動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)提高信號設(shè)備運(yùn)用質(zhì)量

李巧玲

（南寧鐵路局電務(wù)處，工程師，廣西 南寧 530003）

信號動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)集測試、管理為一體，運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)和GPS定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了列車動(dòng)態(tài)情況下對機(jī)車信號、地面?zhèn)鬏斕匦?、頻率特性、補(bǔ)償電容狀態(tài)等全方位信號檢測，通過綜合處理對全程設(shè)備運(yùn)用質(zhì)量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)和解決信號設(shè)備運(yùn)用中存在的各種隱患，提前預(yù)防設(shè)備故障的發(fā)生，為提高信號設(shè)備運(yùn)用質(zhì)量提供了可靠地依據(jù)。

為更好的使有關(guān)信號技術(shù)人員掌握和分析動(dòng)態(tài)檢測的結(jié)果，同時(shí)使現(xiàn)場的每個(gè)信號維修人員能夠通過動(dòng)態(tài)檢測的結(jié)果，盡快地找到設(shè)備存在的問題。本文通過應(yīng)用實(shí)例，對一些平時(shí)測試?yán)щy和不易發(fā)現(xiàn)的問題，對其故障曲線特征和分析判斷處理方法進(jìn)行匯總，以指導(dǎo)現(xiàn)場維護(hù)設(shè)備和故障處理，減輕維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和處理故障時(shí)的盲目性。

1 機(jī)車信號感應(yīng)電壓異常

機(jī)車信號作為行車主要憑證，其顯示準(zhǔn)確性是保證行車安全的關(guān)鍵。機(jī)車信號感應(yīng)電壓異常會(huì)造成機(jī)車信號主機(jī)譯碼不穩(wěn)定而發(fā)生掉碼或不上碼現(xiàn)象，影響行車安全。現(xiàn)場維修人員對這類故障很難測試，故障地點(diǎn)也不好確定，而通過信號動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)的衛(wèi)星定位功能，就能很快地確定地面設(shè)備的問題范圍或具體地點(diǎn)，以便及時(shí)克服設(shè)備隱患。

1.1 感應(yīng)電壓為0V

1.1.1 感應(yīng)電壓0V曲線 檢測發(fā)現(xiàn)鷓鴣江站下行進(jìn)站信號機(jī)內(nèi)方 3DG、31～37DG、9～15DG道岔區(qū)段感應(yīng)電壓正常，17～27DG道岔區(qū)段感應(yīng)電壓下降為0V，電壓異常，下行正線VIG股道感應(yīng)電壓正常，如圖1所示。

圖1 感應(yīng)電壓異常

1.1.2 分析判斷 由于站內(nèi)道岔區(qū)段與正線股道是同一個(gè)發(fā)送盒發(fā)碼，從圖1中看出只有17～27DG區(qū)段感應(yīng)電壓異常。因此，可以判斷是該區(qū)段電碼化通道不通所致，經(jīng)現(xiàn)場檢查是該區(qū)段隔離盒故障。

1.2 感應(yīng)電壓低

1.2.1 感應(yīng)電壓低曲線 檢測發(fā)現(xiàn)高田站上行ⅡG出站后進(jìn)入ⅡAG區(qū)段時(shí)，機(jī)車信號感應(yīng)電壓由560 m V陡降為170 m V，感應(yīng)電壓偏低如圖2所示，進(jìn)入S1LQG區(qū)段后感應(yīng)電壓升回600 mV。

1.2.2 分析判斷 ⅡAG區(qū)段能發(fā)碼，只是感應(yīng)電壓偏低，說明發(fā)送盒及發(fā)碼通道良好。因此，可判斷是ⅡAG區(qū)段調(diào)整變壓器變比調(diào)整不對所致，重新調(diào)整后感應(yīng)電壓正常。

圖2 感應(yīng)電壓低

2 補(bǔ)償電容失效或分布不均勻

補(bǔ)償電容是保證ZPW-2000A軌道電路傳輸特性正常的重要器材。通過信號動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)可有效地檢測軌道電路補(bǔ)償電容狀態(tài)，從而解決了現(xiàn)場維修人員因?qū)ρa(bǔ)償電容檢查測試?yán)щy，而造成軌道電路處于臨界狀態(tài)下工作甚至閃紅光帶的軟性故障的問題。

2.1 補(bǔ)償電容失效

2.1.1 補(bǔ)償電容失效曲線 檢測發(fā)現(xiàn)1531G第7個(gè)補(bǔ)償電容缺失，機(jī)車信號感應(yīng)電壓幅值從C7后變化較大，曲線不平順（見圖3），即軌道電路傳輸特性后部自C7開始明顯變差。

圖3 C 7失效

2.1.2 分析判斷 從圖3中的電容檢測波形，可以直接判斷是第7個(gè)補(bǔ)償電容不好。經(jīng)現(xiàn)場檢測是補(bǔ)償電容容量變小，失效。更換電容后機(jī)車信號感應(yīng)電壓曲線平順，軌道電路傳輸特性明顯改善。

2.2 補(bǔ)償電容斷線

2.2.1 補(bǔ)償電容斷線曲線 檢測發(fā)現(xiàn)1545G第15個(gè)補(bǔ)償電容缺失，機(jī)車信號感應(yīng)電壓幅值變化很大，不平順（如圖4所示），說明軌道電路傳輸特性差。

圖4 C15斷線

2.2.2 分析判斷 從圖4中的電容檢測波形，可以直接判斷是第15個(gè)補(bǔ)償電容不好。經(jīng)現(xiàn)場檢查是補(bǔ)償電容斷線。補(bǔ)充電容后機(jī)車信號感應(yīng)電壓曲線平順，軌道電路傳輸特性明顯改善。

2.3 補(bǔ)償電容分布不均勻 按設(shè)計(jì)規(guī)范要求補(bǔ)償電容應(yīng)該是等間距設(shè)置，由于施工的影響，有時(shí)出現(xiàn)補(bǔ)償電容設(shè)置不均勻現(xiàn)象。

2.3.1 補(bǔ)償電容分布不均勻曲線 檢測發(fā)現(xiàn)6785G自C6后機(jī)車信號感應(yīng)電壓幅值變化很大，不平順（見圖5），說明軌道電路傳輸特性自C6后開始明顯變差。

圖5 補(bǔ)償電容分布不均勻

2.3.2 分析判斷 補(bǔ)償電容等間距設(shè)置是軌道電路傳輸效果最佳的保證。從圖5中的電容檢測波形看出第6個(gè)補(bǔ)償電容分布不均勻。因此，判斷6785G是補(bǔ)償電容分布不均勻造成軌道電路傳輸特性差。經(jīng)取消第6個(gè)補(bǔ)償電容后，機(jī)車信號感應(yīng)電壓曲線平順，軌道電路傳輸特性明顯改善。

3 鄰區(qū)段頻率干擾

鄰區(qū)段頻率干擾就是相鄰區(qū)段不同頻率串入本區(qū)段中，如果干擾過大，會(huì)造成機(jī)車信號主機(jī)譯碼不正常而影響行車安全。這類問題主要是相鄰區(qū)段發(fā)送電平過高、調(diào)諧單元不匹配或發(fā)送電纜不屏蔽、不對絞等因素造成。

3.1 站內(nèi)鄰區(qū)段頻率干擾

3.1.1 站內(nèi)鄰區(qū)段頻率干擾曲線 檢測發(fā)現(xiàn)塘口站上行ⅡG區(qū)段機(jī)車信號頻譜中既有本區(qū)段的2 000 Hz頻率，又有2 600 Hz頻率，且電壓幅值最高達(dá)到380 mV，如圖6所示。

圖6 站內(nèi)鄰區(qū)段頻率干擾

3.1.2 分析判斷 由于站內(nèi)各股道發(fā)送的頻率是下行1 700 Hz、上行2 000 Hz，因此判斷不是站內(nèi)其它股道發(fā)碼造成的干擾，應(yīng)是相鄰的區(qū)段發(fā)碼影響。經(jīng)檢查是2976 G（2 600 Hz）區(qū)段發(fā)送電平調(diào)整過高造成干擾，重新調(diào)整電壓后干擾消失。

3.2 區(qū)間鄰區(qū)段頻率干擾

3.2.1 區(qū)間鄰區(qū)段頻率干擾曲線 檢測發(fā)現(xiàn)123 G區(qū)段機(jī)車信號頻譜中，既有本區(qū)段的1 700 Hz頻率，又有2 300 Hz頻率，且電壓幅值最高達(dá)到350 m V，如圖7所示。

圖7 區(qū)間鄰區(qū)段頻率干擾

3.2.2 分析判斷 2 300 Hz的干擾在整個(gè)軌道區(qū)段都存在，且干擾電壓與主信號電壓一樣，均是從送端到受端遞減。因此，判斷干擾應(yīng)從送端串入。經(jīng)檢查是135G（2 300 Hz）區(qū)段接收端調(diào)諧單元的匹配變壓器性能不良，電壓變比變化造成135信號點(diǎn)處調(diào)諧單元不匹配，135 G的2 300 Hz信號串入123 G中造成干擾。更換調(diào)諧單元后，干擾消失。

4 機(jī)車信號錯(cuò)誤發(fā)碼

機(jī)車信號正確發(fā)碼是保證行車安全的關(guān)鍵。錯(cuò)誤發(fā)碼表示機(jī)車信號的顯示與線路上列車接近的地面信號機(jī)的顯示含義不符，會(huì)造成機(jī)車緊急制動(dòng)，列車尾追等嚴(yán)重事故。錯(cuò)誤發(fā)碼基本都是施工時(shí)配錯(cuò)線造成的。因此，這類故障的查找，就要檢查配線。

4.1 機(jī)車信號錯(cuò)誤發(fā)碼曲線 檢測發(fā)現(xiàn)北流站下行進(jìn)側(cè)線3 G時(shí)，ⅡAG和1～3D G區(qū)段機(jī)車信號收到紅黃碼，感應(yīng)電壓幅值達(dá)450 mV，如圖8所示。

圖8 站內(nèi)區(qū)段錯(cuò)誤發(fā)碼

4.2 分析判斷 按設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)側(cè)線時(shí)道岔區(qū)段是不發(fā)碼的，ⅡAG和1～3DG區(qū)段感應(yīng)電壓較高，應(yīng)該不是其它區(qū)段的干擾造成。因此，判斷是股道的紅黃碼錯(cuò)誤發(fā)送到ⅡAG和1～3DG區(qū)段，需要檢查股道的發(fā)碼電路配線。經(jīng)檢查是XJMJ接點(diǎn)配線錯(cuò)誤。經(jīng)修改配線后測試，進(jìn)側(cè)線時(shí)ⅡAG和1～3DG區(qū)段不再發(fā)送紅黃碼。

5 電氣化50 Hz牽引電流干擾

電氣化50 Hz牽引電流干擾過大可造成機(jī)車信號主機(jī)譯碼不正常，也可能造成軌道電路誤動(dòng)而危及行車安全。50 Hz牽引電流干擾是2根鋼軌上牽引電流不平衡造成，其成因比較復(fù)雜。主要有牽引回流線設(shè)置不合理、扼流變壓器中連板接觸不良、適配器性能不好、空心線圈性能不良、地線不好或工務(wù)地錨單邊接鋼軌、供電桿塔地線火花間隙不良等多種因素造成，很難查找。因此，需要現(xiàn)場人員全面檢查，逐一排除，找出真正的干擾源并加以克服。

5.1 50 Hz牽引電流干擾曲線 檢測發(fā)現(xiàn)太陽村站X1JG和X2JG機(jī)車信號感應(yīng)電壓中，含有50 Hz牽引電流干擾，幅值達(dá)400 mV。正常時(shí)，接收原始波是正弦波，50Hz牽引電流干擾后原始波形畸變，如圖9所示。

5.2 分析判斷 查找50 Hz牽引電流干擾要全面檢查分析，先排除外部因素影響后，再檢查信號設(shè)備本身。經(jīng)檢查X1JG和X2JG的50 Hz牽引電流干擾，是JS接近信號機(jī)處的空心線圈性能不好造成。更換空心線圈后，干擾消失。

6 結(jié)束語

2008年11月信號動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)在南寧局電務(wù)檢測車上安裝運(yùn)用。2年多來，利用信號動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)的主要問題有：補(bǔ)償電容失效790件，機(jī)車信號感應(yīng)電壓低11件，機(jī)車信號錯(cuò)誤發(fā)碼2件，鄰區(qū)段頻率干擾3件，電氣化50 Hz牽引電流干擾12件，補(bǔ)償電容分布不均勻造成軌道電路傳輸特性差15件。此外，在應(yīng)用信號動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)中，還檢測出機(jī)車信號不上碼或掉碼，機(jī)車信號頻率誤差大，鄰線頻率干擾等故障現(xiàn)象。通過對檢測結(jié)果的分析，查明了故障的原因，使問題及時(shí)得到整改，大大提高了信號設(shè)備運(yùn)用質(zhì)量。

信號動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)檢測功能優(yōu)越，具有極大的可靠性、準(zhǔn)確性和靈活性，還可以擴(kuò)展升級，增加應(yīng)答器檢測功能，以滿足時(shí)速160 km以上線路動(dòng)態(tài)檢測，減少對正常行車的影響和干擾。在運(yùn)用信號動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)中要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，深層次分析問題所在，才能迅速排除各種隱患，更可靠地確保信號設(shè)備的運(yùn)用安全。