客專ZPW-2000A 軌道電路故障的分析及處理方法

趙德生，曹 峰

(南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210031)

1 客專ZPW-2000A 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

客專ZPW-2000A 主要有室外和室內(nèi)兩大部分組成:室內(nèi)設(shè)備主要包括發(fā)送器、接收器、衰耗冗余控制器、防雷模擬網(wǎng)絡(luò)盤等;室外設(shè)備包括調(diào)諧匹配單元、空心線圈、補(bǔ)償電容。該設(shè)備相對(duì)于既有線的ZPW-2000A 主要有如下特點(diǎn):

①發(fā)送器、接收器由車站列控中心通過CAN 總線方式進(jìn)行編碼，取代了原來由區(qū)間組合實(shí)現(xiàn)的繼電編碼;

②發(fā)送器采用“1 +1”備用模式，進(jìn)一步提高了可靠性;

③將既有ZPW-2000A 中的調(diào)諧單元和匹配單元整合為一個(gè)調(diào)諧匹配單元;

④采用了25μF 一種形式的補(bǔ)償電容，優(yōu)化了的補(bǔ)償電容的配置;

⑤站內(nèi)道岔區(qū)段采用與直股并聯(lián)的一送一受軌道電路機(jī)構(gòu)。

客專ZPW-2000A 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有電氣絕緣節(jié)—電氣絕緣節(jié)、車站與區(qū)間連接的機(jī)械絕緣節(jié)—電氣絕緣節(jié)、站內(nèi)的機(jī)械絕緣節(jié)—機(jī)械絕緣節(jié)三種形式，圖1 所示的是比較具有代表性的電氣絕緣節(jié)—電氣絕緣節(jié)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

2 常見故障分析及處理方法

快速準(zhǔn)確地分析并處理信號(hào)設(shè)備故障是鐵路部門保證運(yùn)輸安全高效的關(guān)鍵所在，也是作為一名合格的鐵路信號(hào)技術(shù)人員必備的業(yè)務(wù)素質(zhì)，客專ZPW-2000A 設(shè)備故障主要包括有報(bào)警故障處理和無報(bào)警故障處理。

2.1 有報(bào)警故障處理程序

①通過集中監(jiān)測(cè)得知設(shè)備故障，到信號(hào)機(jī)械室檢查移頻柜內(nèi)發(fā)送器、接收器工作燈的狀態(tài)(是否點(diǎn)亮紅燈或滅燈)。

②對(duì)故障的判斷(是否影響行車)。若主發(fā)送器故障，但已切換到備發(fā)送器，同時(shí)接收器仍能正常工作，則不影響行車;如一臺(tái)接收故障，由于雙機(jī)并聯(lián)另一方仍保持正常工作，則同樣不影響行車。

③對(duì)發(fā)送器的檢查。檢查發(fā)送電源、斷路器是否斷開、功出電壓等，判斷發(fā)送器內(nèi)外故障。如備發(fā)送器工作正常，可斷定主發(fā)送器內(nèi)部故障或CAN 總線通道故障，更換發(fā)送器。

④檢查接收器。檢查接收電源、斷路器是否斷開、輸入電壓(主軌道、小軌道)等，判斷接收器內(nèi)外故障。如并機(jī)仍可保證GJ 工作，可斷定單一接收器故障，可更換接收器。

圖1 客專ZPW-2000A 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(電氣絕緣節(jié)—電氣絕緣節(jié))

⑤檢查軌道電路通信盤。通信盤工作燈亮紅燈，表示軌道電路通信盤故障，更換通信盤;查看軌道電路通信盤面板CANA、CANB、CANC、CAND、CANE 總線通信燈狀態(tài)，常亮或常滅為相應(yīng)CAN 總線故障;檢查相應(yīng)CAN 總線通道連接或檢查移頻柜內(nèi)發(fā)送、接收設(shè)備的工作狀態(tài)。

2.2 無報(bào)警故障處理程序

無報(bào)警故障通常屬于無檢測(cè)非冗余環(huán)節(jié)故障。這類故障多由紅光帶指示及司機(jī)行車受阻報(bào)告得知，處理此類故障時(shí)，應(yīng)通過在分線盤處的測(cè)量快速判斷故障范圍屬于室內(nèi)還是室外，圖2 為軌道電路故障(無車判為有車)分析流程圖。

圖2 軌道電路故障分析流程

3 ZPW-2000A 軌道電路故障案例

由于區(qū)間線路應(yīng)用情況較為復(fù)雜，道砟電阻過低的情況較為常見，從而使動(dòng)車經(jīng)過時(shí)機(jī)車信號(hào)掉碼，在下雨天會(huì)出現(xiàn)紅光帶。下面通過某站實(shí)際案例來說明道砟電阻的測(cè)試方法、道砟電阻過小的原因。

現(xiàn)場(chǎng)反映動(dòng)車經(jīng)過某中繼站AG 掉碼，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，按照調(diào)整表進(jìn)行軌道電路一次調(diào)整后，本中繼站共18 個(gè)區(qū)段軌入電壓均低于調(diào)整表下限，在大雨天，接收信號(hào)電平低于門限值，AG 出現(xiàn)紅光帶。根據(jù)以上現(xiàn)象，可初步斷定為道床漏泄電阻過小導(dǎo)致。

3.1 道床漏泄電阻測(cè)試

道床漏泄電阻直接測(cè)試電路如圖3 所示。

圖3 道床漏泄電阻直接測(cè)試電路

用道砟電阻測(cè)試儀按照?qǐng)D3 對(duì)AG 的道砟電阻進(jìn)行測(cè)試，所測(cè)得數(shù)據(jù)如表1 所示。經(jīng)測(cè)試道床漏泄電阻為0.6Ω·km。

表1 道床漏泄電阻測(cè)試數(shù)據(jù)

為進(jìn)一步驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，從發(fā)送端到接收端選取18 個(gè)測(cè)試點(diǎn)，按照道床漏泄電阻為0.6Ω·km 進(jìn)行仿真計(jì)算每個(gè)點(diǎn)的軌面電壓，并與每個(gè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)軌面電壓值進(jìn)行比較。比較結(jié)果如表2所示。

表2 軌面電壓仿真計(jì)算與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比表

可以看出，道床漏泄電阻為0.6Ω·km 時(shí)，理論計(jì)算值與實(shí)測(cè)值基本一致，低于客專ZPW-2000A軌道電路道砟電阻的邊緣值1Ω·km，從而使機(jī)車信號(hào)短路入口電流過低，最終導(dǎo)致AG 出現(xiàn)“掉碼”現(xiàn)象。

3.2 道床漏泄電阻過小原因分析

道床漏泄電阻主要包括兩個(gè)方面:一是兩根鋼軌之間的電阻，二是鋼軌對(duì)地電阻，如圖4 所示。

兩根鋼軌之間的電阻R3 以及兩根鋼軌對(duì)地的電阻R1、R2 均需通過扣件系統(tǒng)或者與鋼軌接觸的道砟實(shí)現(xiàn)，然后再通過軌枕和石砟構(gòu)成漏泄通道。

現(xiàn)場(chǎng)觀察軌底石砟距離鋼軌均有一定距離，因此，導(dǎo)致道床漏泄過小的原因可以排除道砟與軌底接觸的因素。主要查找方向集中于扣件系統(tǒng)。該區(qū)間線路采用的是III 型扣件系統(tǒng)，扣件系統(tǒng)與鋼軌之間通過絕緣軌距塊及軌底的絕緣墊板實(shí)現(xiàn)鋼軌與軌枕之間的絕緣。軌距塊和軌底的絕緣墊板絕緣失效時(shí)會(huì)導(dǎo)致道床漏泄電阻的減小。

現(xiàn)場(chǎng)工務(wù)部門配合拆下軌底絕緣墊板進(jìn)行絕緣測(cè)試，使用兆歐表500V 測(cè)試其電阻低于1MΩ，于是改用萬用表對(duì)其電阻進(jìn)行測(cè)試，將拆卸下來的絕緣墊板置于鋼軌軌面上，再將鋼板放在絕緣墊板上面(鋼板用于輔助測(cè)試)，萬用表的表筆分別接至軌面和鋼板，測(cè)得絕緣墊板干燥電阻在100～150kΩ之間，潮濕電阻在30～50kΩ 之間，遠(yuǎn)低于《TB/T2626-1995 鐵道混凝土枕軌下用橡膠墊板技術(shù)條件》中不低于1MΩ 的標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致道砟漏泄電阻過低。

4 結(jié)束語

客專ZPW-2000A 軌道電路的故障現(xiàn)象和故障原因紛繁復(fù)雜，對(duì)于從事客專ZPW-2000A 設(shè)備維護(hù)工作時(shí)間尚短的技術(shù)人員和鐵路院校鐵路信號(hào)專業(yè)的學(xué)生來講，難度很大。如果電務(wù)部門或鐵路高職院校鐵道信號(hào)實(shí)訓(xùn)室能針對(duì)所維護(hù)的設(shè)備，搜集整理制成客專ZPW-2000A 故障庫，而且定期更新，那么，無論對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員還是在校的信號(hào)專業(yè)學(xué)生都具有很好的指導(dǎo)作用。

［1］穆中華.區(qū)間閉塞設(shè)備維護(hù)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

［2］當(dāng)代中國(guó)鐵路信號(hào)編輯委員會(huì).當(dāng)代中國(guó)鐵路信號(hào)(2001～2005)［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2007.

［3］王剛剛.關(guān)于18 信息移頻軌道電路瞬間亮紅的處理［J］.研究與探討，2010(2):17-18.