高鐵ZPW—2000A軌道補償電容短路故障處理分析

【摘 要】本文分析了高鐵ZPW-2000A軌道補償電容發(fā)生短路故障時軌道區(qū)段的電壓變化規(guī)律，根據(jù)數(shù)據(jù)測試結(jié)果分析出軌道補償電容短路的故障處理維護辦法。

【關(guān)鍵詞】補償電容；軌道電路；高鐵ZPW-2000A

引 言：高鐵的軌道電路補償電容一般安裝在主軌道與小軌道區(qū)段之間，本文以鄭州鐵路局某區(qū)間下行線客專ZPW-2000A軌道紅光帶故障事件為例，對軌道的補償電容短路紅光帶故障進行了分析和處理。其軌道相關(guān)設備空間關(guān)系如圖1所示。

一、故障數(shù)據(jù)分析

軌道發(fā)生紅光帶故障后，可以通過中央監(jiān)控系統(tǒng)查看下行咽喉（AG）軌道區(qū)段電壓電流等基本數(shù)據(jù)：信息無絕緣移頻軌道電路區(qū)間發(fā)送盒功出電壓幾乎無變化，但功出電流由322mA大幅下降至248mA，主軌電壓由434mv大幅下降400mV屬于嚴重異常，小軌電壓基本無異常為162mV；下行咽喉前方區(qū)段為上行咽喉（BG）軌道，BG主軌電壓基本無異常而BG小軌電壓由162mV大幅下降60mV。

由于中央監(jiān)控系統(tǒng)對QZH軌室里外分界節(jié)點處的電壓數(shù)據(jù)沒有采集，故對初步軌道電路分析有一定影響。下行咽喉小軌道電壓數(shù)據(jù)基本正常，故障沒有發(fā)生在受端（JS）設備上，即故障可能發(fā)生在下行咽喉區(qū)段的送端（FS）設備上。相關(guān)技術(shù)人員對14號中繼站機械室的關(guān)鍵節(jié)點進行故障測試。測試數(shù)據(jù)如下：電纜側(cè)電壓異常偏高，高出正常值15.02V，正常值為61.3V；FS端電纜模擬網(wǎng)絡設備側(cè)電壓沒有異常，JS端電纜模擬網(wǎng)絡電纜側(cè)主軌電壓異常偏低，下降13.54V，正常值為14.70V；小軌電壓沒有異常，在1.439V左右。由于主軌電壓偏離正常值幅度較大，結(jié)合現(xiàn)場測試的FS端和JS端數(shù)據(jù)可以判斷FS端電纜側(cè)電壓可以正常傳導至室外電路，因此，故障點不在室內(nèi)而在室外。

二、室外故障分析與處理

對下行咽喉軌道區(qū)段FS端軌面電壓進行了測試，發(fā)現(xiàn)軌面電壓出現(xiàn)異常，比正常值3.74V低2.33V，為1.41V。由此可以判斷出短路故障點在FS端模擬網(wǎng)絡與FS端軌面之間，或者在FS端軌面之后。技術(shù)人員對調(diào)諧匹配單元進行檢查分析后發(fā)現(xiàn)無異常表現(xiàn)，又對E1、E2連接電纜和V1、V2測試端子分別進行了開路測試檢測，監(jiān)測出測試電纜端電壓出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，調(diào)諧匹配單元的電壓數(shù)據(jù)亦高于常值，故判斷短路故障發(fā)生點不在FS端模擬網(wǎng)絡與FS端軌面之間。在故障排查過程中發(fā)現(xiàn)，下行車在上行線反向行車8分鐘后各區(qū)段電壓恢復正常，故障突然消失。

各區(qū)段電壓恢復正常說明故障的產(chǎn)生于列車行駛時產(chǎn)生的劇烈震動有關(guān)，故障沒有得到清查存在安全隱患。由于已經(jīng)判斷出故障點在下行咽喉區(qū)段的FS端軌面之后，因此，在“維修天窗”期間對下行咽喉區(qū)段紅光帶故障進行了深入檢測和排查。測試檢查了JS端、FS端調(diào)諧設備，線路內(nèi)補償電容容值以及線路內(nèi)其他可能的干擾因素等，發(fā)現(xiàn)各補償電容容值均無異常，在正常值25μF左右，亦無異常干擾因素。

考慮到故障可能受震動影響，對11個軌道補償電容依次進行了人工短路測試試驗和震動檢查，模擬故障發(fā)生現(xiàn)場。發(fā)現(xiàn)下行咽喉主軌道補償電容C2與C6同時短路時軌道各區(qū)段電壓數(shù)據(jù)與故障時中央監(jiān)控顯示的電壓數(shù)據(jù)基本相符。故可以判斷由震動導致的電容短路故障由C2或C6引起，故對C2與C6進行了震動檢查。通過通用的軌道電路故障數(shù)字智能診斷儀發(fā)現(xiàn)補償電容C6的接引線電流異常偏高，超出正常值4.02A，正常值為2.00A，與此同時，中央監(jiān)控確認下行咽喉出現(xiàn)紅光帶故障。測試數(shù)據(jù)如下：下行咽喉軌道主軌電壓30mV，發(fā)送功出電流251mA，前方上行咽喉小軌電壓為102mV，和原故障發(fā)生時軌道電壓電流數(shù)據(jù)基本吻合。對此時的C6電容容值進行了二次檢測，移頻表數(shù)據(jù)顯示電容容值擴充至900μF，遠高于25μF的正常值。補償電容C2經(jīng)測試后無數(shù)據(jù)異常表現(xiàn)。補償電容可以補償由鋼軌感應電抗引起的無功損耗，一般情況下，當補償電容值異常時，主軌電壓會也會異常升高或降低。

三、補償電容故障處理

經(jīng)室外測試后，判斷發(fā)現(xiàn)故障原因在于補償電容C6容值異常偏高使得線路發(fā)生了短路。拆除下行咽喉區(qū)段C6補償電容后，下行咽喉主軌電壓恢復至307mV，紅光帶故障消失，二次接通補償電容C6后再次紅光帶故障復現(xiàn)，故確認紅光帶故障原因是補償電容C6容值異常偏高導致的線路短路。故障原因確認后，對補償電容C6進行更替，更替后的電容容值經(jīng)檢測為25.3μF，對下行咽喉軌道各區(qū)段進行電壓電流測試。測試發(fā)現(xiàn)下行咽喉主軌道電壓、小軌道電壓電流數(shù)據(jù)恢復正常，前方上行咽喉主軌電壓小軌電壓電流數(shù)據(jù)亦恢復正常，紅光帶故障順利解決。進一步對軌道區(qū)段下行咽喉內(nèi)補償電容C6進行入所測試，發(fā)現(xiàn)其電容容值在震動條件下極不穩(wěn)定，行車上道測試時的軌道電壓電流數(shù)據(jù)有較大差異，確定補償電容C6存在較大故障。

結(jié)語

補償電容容值變化是發(fā)生紅光帶事故的常見原因，但具體問題的排查則需要在“維修天窗”時期進行。對軌道補償電容的分析及處理僅能夠保證高鐵及軌道的安全，并不能保證同一事故不會再次發(fā)生。因此，每當紅光帶事故發(fā)生時都應具體問題具體分析，根據(jù)室內(nèi)監(jiān)控軌道的電壓電流異常情況及室外排查情況，逐步縮小故障點的范圍，從而準確找出事故發(fā)生的原因。

參考文獻：

[1]張衛(wèi)偉.ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞的維護檢修與故障處理[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（06）：51-52.

[2]閆宏偉.ZPW-2000A軌道電路區(qū)間補償電容設置與調(diào)整[J].鐵道通信信號，2017，53（11）：22-25.

[3]閆宇航.ZPW-2000A區(qū)間改方閃紅光問題淺析[J].鐵道通信信號，2017，53（01）：43-45.

作者簡介：

姓名：陳曦（1985年10月），性別：男，民族：漢族，湖北省孝感市人

（作者單位：北京全路通信信號研究設計院集團有限公司）