ZPW-2000R軌道電路傳輸精補償方法

王海波

摘 要：ZPW-2000R軌道電路傳輸采用精補償的方法，補償電容的容性可以補償鋼軌感性，使鋼軌的阻抗趨于阻性，結合有關標準規(guī)范及ZPW-2000R軌道電路特點，設計補償電容的數量及位置，利用最小的發(fā)送功率傳輸最遠的距離，同時提高軌道電路設計長度。

關鍵詞：ZPW-2000R軌道電路;補償電容;特性阻抗

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）12-0023-02

0 引言

ZPW-2000R軌道電路是在消化吸收法國UM71系統(tǒng)的基礎上，通過技術創(chuàng)新，進行完善提高的新型系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用調諧式電氣絕緣節(jié)，具有結構穩(wěn)定，抗干擾能力強等特點。

1 補償電容作用

我國主要使用60kg/m，重1435mm軌距的鋼軌，其鋼軌等效電感約為1.3μH/m。對軌道電路的移頻信號，鋼軌呈現至少13Ω的感抗值，如果該值高于道砟電阻時，會對軌道電路信號的傳輸產生較大影響[1]。當分段加補償電容后，可以有效的減弱電感的影響，使鋼軌的阻抗趨于阻性。

2 補償電容的設計

2.1 使用補償電容原則

目前在在軌道電路設計區(qū)段長度過程中，通常以區(qū)段長度300m為分界點，如果設計的軌道電路區(qū)段長度大于300m，理論上需要設置補償電容，且補償電容按照等間距進行布置。結合我國鐵路的現狀，繼電編碼下的ZPW-2000R軌道電路路基和橋梁情況的道砟電阻標準多數設計為1.0Ω·km，但有砟隧道及一些特殊線路存在低于1.0Ω·km的情況[2]。

所以設計補償電容的容量時需要考慮：（1）頻率大小;（2）道砟電阻的大小;（3）電容的設置方式;（4）設置密度。

2.2 補償電容設置方式及步長設計原則

ZPW-2000R軌道電路，補償電容的設置需要考慮幾點因素[3]：（1）對于頻率為1700Hz的區(qū)段采用容量大的補償電容;（2）道砟電阻低于1.0Ω·km時，補償電容容量大;（3）加大軌道電路的入口電流，且不考慮軌道電路的分路狀態(tài)，補償電容容量大。

為保證補償效果，補償電容的設置間距應僅盡量短，但需要符合標準，即間距大于50m，才能使傳輸通道特性趨于“分布參數”。補償電容設置間距無限接近50m時，說明補償電容的數量較多，這種情況對改善列車分路很有利，但是補償電容設置的過多，就需要考慮增加成本，又增加了維修的工作量，所以需要綜合考慮[4]。

繼電編碼ZPW-2000R系統(tǒng)中，如圖1所示，調諧區(qū)的長度為30m，考慮第一個補償電容對調諧區(qū)信號的影響，設置調諧單元距離第一個補償電容的位置為75m，中間補償電容的布置遵循以下公式：

其中：電氣絕緣節(jié)-電氣絕緣節(jié)區(qū)段：L=Lg-30m;機械絕緣節(jié)-電氣絕緣節(jié)區(qū)段：L=Lg-17m。電氣絕緣節(jié)-電氣絕緣節(jié)區(qū)段：Lg為電氣節(jié)空芯線圈至電氣節(jié)空芯線圈的距離，機械絕緣節(jié)-電氣絕緣節(jié)區(qū)段：Lg為機械節(jié)空芯線圈至電氣節(jié)空芯線圈的距離。N為補償電容的個數。

2.3 補償電容容值理論計算

2.3.1 自然衰耗下的理論計算

取以下技術條件[5]：載頻頻率f：1700Hz;鋼軌阻抗Z：14.39 ∠80.8°/km;道砟電阻Rd：1.0Ω·km。

3 機車運行曲線

在現場提取頻率為1700Hz，長度為968m的區(qū)段，其機車信號曲線，如圖2所示。

精補償電容主要原理機是即采用較小的補償電容容值，又適當縮小補償電容的間距。補償電容這樣布置不但可以使軌道電路傳輸曲線趨于平滑，同時使信號的電壓波動較小，可以滿足了軌道電路的調整狀態(tài)，分路狀態(tài)，斷軌狀態(tài)和機車信號狀態(tài)。

4 繼電編碼ZPW-2000R補償電容設置

10km電纜區(qū)段電容數量配置表1所示。

5 補償電容的安裝

補償電容施工應嚴格按照本線路的設計文件要求，并符合《ZPW-2000R施工工藝室外設備》規(guī)定。

（1）施工安裝在遠離列車司機視線一側軌枕側面;（2）根據補償電容器間距，用線路里程走行測距車（或鋼尺）從進站（或出站）口開始測量（以調諧單元鋼軌連接線安裝位置為起點）;（3）鉆孔位置應在兩軌枕間，根據軌道電路調整表計算出的△L，在鋼軌外側用油漆或畫筆做標記，在標記的±1m范圍內選擇適當的位置鉆孔;（4）鋼軌鉆孔;（5）安裝補償電容;（6）固定補償電容的相關卡具，注意將電容的引接線卡緊并做防腐處理。

6 結語

補償電容作為ZPW-2000R軌道電路重要設備，對軌道電路的工作起到重要的作用，其設計和施工是關鍵因素。ZPW-2000R軌道電路第一個補償電容比較特殊，距離調諧區(qū)調諧單元75m，在設計和施工的過程中嚴格按照標準規(guī)范執(zhí)行各道工序執(zhí)行。

參考文獻

[1] 薛紅巖.ZPW-2000A型無絕緣移頻軌道電路傳輸衰耗的研究[J].鐵道通信信號，2011（2）：43-45.

[2] 閆宏偉.ZPW-2000A軌道電路區(qū)間補償電容設置與調整[J].鐵道通信信號，2017（11）：22-25.

[3] 中華人民共和國鐵道部.TB/T 3206-2017.ZPW-2000.軌道電路技術條件[S].

[4] 汪家志，龔建輝.客運專線ZPW-2000A無絕緣軌道電路補償電容的設置[J].鐵道技術監(jiān)督，2009（10）：47-48.

[5] 費錫康.無絕緣軌道電路原理及分析[M].北京：中國鐵道出版社，1993.