ZPW-2000A型二線制站內(nèi)電碼化室外故障處理

曹振宇，姚宇峰

（1.呼和浩特鐵路局 建設(shè)管理處， 呼和浩特 010010；2.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 通信信號(hào)研究所， 北京 100081）

ZPW-2000A型二線制站內(nèi)電碼化室外故障處理

曹振宇1，姚宇峰2

（1.呼和浩特鐵路局 建設(shè)管理處， 呼和浩特 010010；2.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 通信信號(hào)研究所， 北京 100081）

為了保證列車(chē)的運(yùn)行安全，信號(hào)系統(tǒng)已逐漸在向機(jī)車(chē)信號(hào)主體化發(fā)展。機(jī)車(chē)信號(hào)系統(tǒng)中地面發(fā)送設(shè)備是整個(gè)防護(hù)系統(tǒng)的重要組成部分。對(duì)于檢測(cè)站內(nèi)機(jī)車(chē)信號(hào)的正確完整性，如何確保地面電碼化設(shè)備的可靠工作和縮短電碼化的故障延時(shí)就顯得尤為重要。通過(guò)日常故障處理積累的經(jīng)驗(yàn)，本文探討ZPW-2000A二線制疊加電碼化地面設(shè)備故障處理方法，提出減少故障發(fā)生、縮短故障處理延時(shí)的解決方案。

二線制；電碼化；故障處理；聯(lián)鎖；信號(hào)

隨著鐵路運(yùn)輸朝著高密度、重載及高速的方向發(fā)展，既有的車(chē)站鐵路信號(hào)聯(lián)鎖裝置已無(wú)法適應(yīng)鐵路信號(hào)對(duì)可靠性與故障—安全性的更高要求。就技術(shù)方面而言，鐵路信號(hào)系統(tǒng)已經(jīng)歷了機(jī)械聯(lián)鎖、電氣聯(lián)鎖（繼電聯(lián)鎖）、微機(jī)聯(lián)鎖3個(gè)階段，逐漸在向機(jī)車(chē)信號(hào)主體化發(fā)展。

鐵路第6次提速由原來(lái)的中速逐漸的向高速鐵路邁進(jìn)，機(jī)車(chē)控制技術(shù)日臻成熟，區(qū)間實(shí)現(xiàn)了帶超速防護(hù)系統(tǒng)的 ZPW-2000A自動(dòng)閉塞控制技術(shù)，站內(nèi)實(shí)現(xiàn)了機(jī)車(chē)信號(hào)的電碼化。如何確保地面電碼化的可靠工作和縮短電碼化的故障延時(shí)顯得尤為重要。

本文根據(jù)工程施工導(dǎo)通和日常故障處理積累的經(jīng)驗(yàn)，探討了ZPW-2000A二線制疊加電碼化地面設(shè)備故障處理方法?？偨Y(jié)分析在施工完畢開(kāi)通新設(shè)備后，由室外設(shè)備器材、配線錯(cuò)誤等引起的一些軌道電路正常工作但電碼化設(shè)備異常的情況。

1 ZPW-2000系列電碼化設(shè)備發(fā)展歷程

自1988年，在全路推行車(chē)站股道電碼化工作中，首批研發(fā)的電碼化設(shè)備采用了脈動(dòng)切換和疊加的發(fā)碼方式，并已在全路推廣數(shù)千車(chē)站。但當(dāng)時(shí)沒(méi)有提出適應(yīng)超速防護(hù)裝置的需要，即對(duì)發(fā)碼連續(xù)性的要求，故該制式只在滿足列車(chē)運(yùn)行速度100 km/h以下時(shí)，保證機(jī)車(chē)信號(hào)穩(wěn)定工作的前提下，同時(shí)解決軌道電路的自動(dòng)恢復(fù)問(wèn)題。但是此制式不符合鐵路提速后電碼化的要求。

為適應(yīng)列車(chē)運(yùn)行速度的提高，新的電碼化設(shè)備要求正線區(qū)段電碼化在時(shí)間上不允許有中斷，原來(lái)車(chē)站股道電碼化的疊加發(fā)碼方式必須改為“預(yù)先發(fā)碼”的方式，即列車(chē)占用前一個(gè)區(qū)段時(shí)，本區(qū)段就應(yīng)預(yù)先發(fā)碼。列車(chē)占用正線區(qū)段內(nèi)任一區(qū)段時(shí)，其前方（指列車(chē)前進(jìn)方向）區(qū)段應(yīng)預(yù)先發(fā)碼，徹底消除了中斷時(shí)間。在這個(gè)基礎(chǔ)上研制出了四線制電碼化設(shè)備。

由于四線制電碼化為疊加發(fā)送電碼化信息，在相應(yīng)的發(fā)送處增設(shè)了一條發(fā)碼所需的通道（即另設(shè)一對(duì)電纜芯線）。但從理論和技術(shù)上分析可知，每個(gè)發(fā)碼區(qū)段不需為此另加一對(duì)發(fā)碼芯線。按照系統(tǒng)性能價(jià)格比的要求，設(shè)計(jì)者完全能夠僅依靠原來(lái)軌道電路的芯線發(fā)送電碼化的信息。因此在四線制的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的改進(jìn)，形成了目前的技改工程中采用的二線制預(yù)疊加式電碼化。

2 ZPW2000A二線制電碼化設(shè)備組成及特點(diǎn)

2.1 設(shè)備組成

ZPW2000A二線制電碼化設(shè)備主要由室內(nèi)部分（發(fā)送器、室內(nèi)隔離變壓器、軌道電壓調(diào)整變壓器、限流調(diào)整電阻、發(fā)碼控制電路、軌道繼電器）和室外部分（軌道變壓器、限流電阻、室外隔離盒、扼流變壓器、鋼軌引接線、鋼軌）組成。圖1為電氣化區(qū)段設(shè)備組成，非電化區(qū)段取消扼流變壓器，軌道變壓器更換為BG-50型號(hào)。

2.2 設(shè)備特點(diǎn)

ZPW2000A二線制電碼化設(shè)備特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

（1）電碼化信息不中斷，由于采用了預(yù)發(fā)碼技術(shù)，本區(qū)段和運(yùn)行前方區(qū)段同一時(shí)間都在發(fā)碼，不會(huì)造成電碼化時(shí)間中斷。

（2）對(duì)軌道電路干擾少。為實(shí)現(xiàn)預(yù)疊加發(fā)碼而采用的隔離設(shè)備，在出現(xiàn)鐵路信號(hào)技術(shù)中規(guī)定的任何故障時(shí)，確保ZPW-2000系列機(jī)車(chē)信號(hào)信息串入軌道繼電器兩端電壓時(shí)，不使繼電器錯(cuò)誤勵(lì)磁，即隔離設(shè)備具有“故障—安全”性能。

（3）電碼化軌道電路不降低原軌道電路的基本性能及自動(dòng)化技術(shù)水平。

（4）采用了冗余技術(shù)，當(dāng)發(fā)送設(shè)備故障時(shí)，控制臺(tái)及發(fā)碼器報(bào)警并自動(dòng)啟用備用設(shè)備。

（5）發(fā)送機(jī)車(chē)信號(hào)信息安全可靠。逐段預(yù)疊加發(fā)碼時(shí)，任一瞬間每一路發(fā)送只接入一段電碼化軌道電路，從而確保了入口電流及發(fā)送設(shè)備不超負(fù)荷。各軌道電路雖采用并聯(lián)接入的疊加發(fā)碼方式，仍能確保彼此互不相混。

圖1 電氣化區(qū)段設(shè)備組成

3 故障實(shí)例分析及處理

3.1 由器材故障所引起的機(jī)車(chē)信號(hào)掉碼故障（以下簡(jiǎn)稱掉碼）

3.1.1 故障現(xiàn)象

在京包線卓資山站改造施工中，新設(shè)備開(kāi)通后下行通過(guò)列車(chē)進(jìn)站后反應(yīng)壓入道岔區(qū)段后有掉碼現(xiàn)象，進(jìn)入股道后恢復(fù)正常，如圖2所示。

圖2 卓資山車(chē)站線路情況

3.1.2 故障查找及處理

通過(guò)列車(chē)反應(yīng)情況分析是越過(guò)進(jìn)站信號(hào)機(jī)進(jìn)入道岔區(qū)段后發(fā)生的掉碼，進(jìn)入股道后恢復(fù)正常，判斷故障點(diǎn)應(yīng)在接車(chē)進(jìn)路的區(qū)段范圍，通過(guò)追蹤列車(chē)運(yùn)行測(cè)量分線盤(pán)端子，正線軌道區(qū)段發(fā)碼電壓正常，判斷故障點(diǎn)應(yīng)在室外。室外使用移頻表測(cè)量各個(gè)區(qū)段的入口電流，發(fā)現(xiàn)3-7DG入口電流為3 mA，其余區(qū)段入口電流正常為500 mA以上，確認(rèn)3-7DG是故障區(qū)段。根據(jù)軌道繼電器能夠勵(lì)磁吸起，判斷軌道變壓器、電阻器等設(shè)備工作正常。通過(guò)檢查軌道箱配線后，發(fā)現(xiàn)配線正確無(wú)誤，聯(lián)系要點(diǎn)后模擬列車(chē)運(yùn)行至3-7DG時(shí)測(cè)量隔離盒二次軌道側(cè)無(wú)電碼化電壓，測(cè)量一次電纜側(cè)有電碼化電壓，確認(rèn)為室外隔離盒故障，更換設(shè)備后試驗(yàn)，列車(chē)收碼正常。

3.1.3 故障原因分析

此故障發(fā)生的主要原因在于隔離盒損壞。由于其損壞的是發(fā)送高頻機(jī)車(chē)信號(hào)信息的部分，因此軌道電路能夠正常工作，而電碼化信息不能正常發(fā)送至鋼軌（符合“故障-安全”原則），造成了軌道電路設(shè)備能夠正常使用，而機(jī)車(chē)信號(hào)運(yùn)行至本區(qū)段掉碼的故障。

3.2 由配線錯(cuò)誤引起的掉碼故障之一

3.2.1 故障現(xiàn)象

京包線大包段堡子灣站萬(wàn)噸改造工程中，新設(shè)備開(kāi)通后上行通過(guò)列車(chē)反映越過(guò)出站信號(hào)機(jī)通過(guò)道岔區(qū)段后掉碼，越過(guò)反向進(jìn)站信號(hào)機(jī)后恢復(fù)正常。線路情況如圖3所示。

圖3 堡子灣站線路情況

3.2.2 故障查找及處理

經(jīng)列車(chē)司機(jī)反映情況看，判斷掉碼區(qū)段應(yīng)為上行發(fā)車(chē)進(jìn)路的區(qū)段，追蹤列車(chē)運(yùn)行在分線盤(pán)測(cè)量電碼化電壓，所有發(fā)車(chē)進(jìn)路上的區(qū)段發(fā)碼電壓正常，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量發(fā)車(chē)進(jìn)路區(qū)段電碼化入口電流后確認(rèn)進(jìn)站信號(hào)機(jī)內(nèi)方IIBG是故障區(qū)段，入口電流實(shí)測(cè)為5 mA。根據(jù)軌道繼電器能夠勵(lì)磁吸起，判斷軌道變壓器、電阻器等設(shè)備工作正常，檢查IIBG送電端軌道箱發(fā)現(xiàn)配線錯(cuò)誤，如圖4所示。修改配線后故障排除，機(jī)車(chē)收碼正常。

3.2.3 故障原因分析

此故障是由于配線錯(cuò)誤的將隔離盒一次側(cè)的25 Hz低頻線圈與高頻線圈及軌道變壓器一次側(cè)線圈串聯(lián)在了一起，造成了高頻信息的短路，無(wú)法正常輸出至扼流變壓器，但是25 Hz低頻電流能夠正常通過(guò)，所以軌道繼電器能夠正常勵(lì)磁吸起，而高頻的電碼化信息無(wú)法通過(guò)隔離盒發(fā)送，造成了掉碼故障。

3.3 由配線錯(cuò)誤引起的掉碼故障之二

3.3.1 故障現(xiàn)象

京包線紅砂壩站萬(wàn)噸改造施工中，新設(shè)備開(kāi)通后列車(chē)上行通過(guò)上行咽喉區(qū)進(jìn)入股道后出現(xiàn)掉碼，列車(chē)運(yùn)行至下行咽喉岔區(qū)后恢復(fù)。

3.3.2 故障查找及處理

經(jīng)列車(chē)司機(jī)反映情況來(lái)看，判斷掉碼區(qū)段應(yīng)為股道區(qū)段，首先追蹤列車(chē)運(yùn)行在分線盤(pán)測(cè)量電碼化電壓，測(cè)量至IIG1區(qū)段時(shí)電碼化電壓為0 V，甩開(kāi)電纜后測(cè)量為110 V，判斷故障區(qū)段應(yīng)為IIG1，且故障點(diǎn)在室外設(shè)備。檢查IIG1送電端變壓器箱配線后發(fā)現(xiàn)配線錯(cuò)誤，如圖5所示。修改配線后故障排除，機(jī)車(chē)收碼正常。

3.3.3 故障原因分析

此故障是由于配線錯(cuò)誤的將隔離盒低頻線圈與高頻線圈對(duì)調(diào)使用，造成了高頻信息的短路，無(wú)法正常輸出至鋼軌，但是25 Hz低頻電流能夠正常通過(guò)。由此造成軌道繼電器能夠正常勵(lì)磁吸起，而高頻的電碼化信息無(wú)法發(fā)送，反應(yīng)在機(jī)車(chē)信號(hào)運(yùn)行至本區(qū)段無(wú)法接收電碼化信息造成掉碼故障。

圖4 配線圖

圖5 配線圖

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)以上幾個(gè)故障的查找處理，認(rèn)真地總結(jié)分析后，對(duì)所有的技術(shù)人員進(jìn)行了講解傳授，在后續(xù)工程的施工中很好地杜絕了此類故障的發(fā)生，個(gè)別開(kāi)通前由于工期緊張沒(méi)有試驗(yàn)徹底而引發(fā)的此類故障，技術(shù)人員也能夠很快地查找處理，做到最短的故障延時(shí)。為今后的故障處理提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1]王悅美. 接車(chē)區(qū)段疊加ZPW-2000A 電碼化電路設(shè)計(jì)完整措施[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2007（8）：99-100.

[2]北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院.ZPW-2000系列站內(nèi)電碼化預(yù)發(fā)碼技術(shù)[Z].北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院， 2004.

責(zé)任編輯 陳 蓉

Fault treatment method for ZPW-2000A two-wire system code ground equipment

CAO Zhenyu1, YAO Yufeng2
( 1.Construction Management Offce, Hohhot Railway Administration, Hohhot 010010, China; 2.Signal&Communication Research Institute, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China )

In order to ensure the safe operation of trains, the signal system was developed gradually to the main locomotive signal. The ground transmitting equipment in the Locomotive Signal System was an important part of the whole protection system. For the correct integrity of locomotive signal in detection station, it was very important to ensure the reliable work of ground code equipment and shorten the fault delay of code. The paper summarized the daily accumulated experience, discussed the failure treatment method for ZPW-2000A two-wire system overlapped code ground equipment, proposed the solution to reduce the occurrence of the fault and shorten the delay of fault processing.

two-wire system; code; fault treatment; interlocking; signal

U284.4∶TP39

A

1005-8451（2015）09-0043-04

2015-01-15

曹振宇，工程師；姚宇峰，助理研究員。