淺析ZPW-2000A型移頻自動(dòng)閉塞控制系統(tǒng)存在的問題

易斌

基金項(xiàng)目：湖南省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目《ZPW-2000A型區(qū)間閉塞自動(dòng)控制系統(tǒng)的電路改進(jìn)及優(yōu)化方案的研究》（項(xiàng)目編號(hào)：17C1051）

摘要：ZPW-2000A型無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)在我國(guó)已經(jīng)有幾十年的應(yīng)用基礎(chǔ)，本文將重點(diǎn)圍繞ZPW-2000A型無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)進(jìn)行研究，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用中存在的問題和不足進(jìn)行分析、討論。

關(guān)鍵詞：區(qū)間自動(dòng)閉塞;ZPW-2000A軌道電路;電氣絕緣節(jié)

中圖分類號(hào)：U284.43;U284.92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2020）06-0078-02

Abstract：ZPW-2000AtypeofuninsulatedfrequencyshiftingautomaticblocksystemhasbeenappliedinChinafordecades.ThispaperwillfocusontheresearchofZPW-2000Atypeofuninsulatedfrequencyshiftingautomaticblocksystem，andanalyzeanddiscusstheexistingproblemsanddeficienciesinthefielduse.

Keywords：Intervalautomaticblock;Zpw-2000atrackcircuit;Electricalinsulationjoint

目前，在我國(guó)的鐵路既有線和高速鐵路區(qū)間中，區(qū)閉自動(dòng)閉塞系統(tǒng)多采用ZPW-2000系列無絕緣移頻自動(dòng)閉塞控制系統(tǒng)。鐵路總公司在鐵路技術(shù)設(shè)備中長(zhǎng)期建設(shè)計(jì)劃中明確規(guī)定：為提高我國(guó)自動(dòng)閉塞裝備水平，必須采用ZPW-2000系列設(shè)備（或UM71）統(tǒng)一我國(guó)鐵路自動(dòng)閉塞制式，這是一個(gè)強(qiáng)制性的技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)，也是今后一個(gè)時(shí)期自動(dòng)閉塞發(fā)展的基本政策。

ZPW-2000A型無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)在我國(guó)已經(jīng)有幾十年的應(yīng)用基礎(chǔ)，本文將重點(diǎn)圍繞ZPW-2000A型無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)進(jìn)行研究，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用中存在的問題和不足進(jìn)行分析、討論。

1ZPW-2000A的工作原理

ZPW-2000A型無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)是我國(guó)在引進(jìn)法國(guó)UM71區(qū)間閉塞系統(tǒng)基礎(chǔ)中，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，在可靠性和安全性等方面進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)后，實(shí)現(xiàn)的國(guó)產(chǎn)化。相較于最初從法國(guó)引進(jìn)的UM71區(qū)間閉塞系統(tǒng)在我國(guó)的水土不服，基于國(guó)情改進(jìn)的ZPW-2000A解決了調(diào)諧區(qū)斷軌檢查問題，實(shí)現(xiàn)軌道電路的全程斷軌檢查。同時(shí)，軌道電路的傳輸極限也由1000m增加到1500m。此外，通過將電纜改成SPT數(shù)字信號(hào)電纜、發(fā)送器改成“N+1”冗余、接收器改成雙機(jī)并聯(lián)等措施，大大地提高了區(qū)間自動(dòng)閉塞的安全性、可靠性和傳輸長(zhǎng)度。

ZPW-2000A型無絕緣移頻自動(dòng)閉塞實(shí)質(zhì)是由無絕緣軌道電路和發(fā)送、接收設(shè)備等構(gòu)成移頻信號(hào)的傳輸通道。通過傳輸通道，可以實(shí)現(xiàn)列車的超速防護(hù)和區(qū)閉通過信號(hào)機(jī)的自動(dòng)控制等功能。ZPW-2000A型無絕緣軌道電路分為主軌和小軌。室內(nèi)發(fā)送器產(chǎn)生出不同含義的低頻調(diào)制移頻信號(hào)，通過ZPW-2000A室內(nèi)設(shè)備及電纜通道送至室外，既向主軌傳送，也向小軌傳送，送至主軌的移頻信號(hào)經(jīng)過鋼軌送到受端，經(jīng)室外受端的調(diào)諧單元、匹配變壓器等設(shè)備回到室內(nèi)并被本區(qū)段接收器接收處理。傳送至小軌的移頻信號(hào)將由運(yùn)行前方相鄰軌道電路接收器接收并處理后，并將處理結(jié)果形成小道電路繼電器執(zhí)行條件送回本區(qū)段接收器[1]。

此時(shí)，本區(qū)段接收器實(shí)際收到兩個(gè)信號(hào)，分別是本區(qū)段主軌移頻信號(hào)和小軌繼電器執(zhí)行條件，通過判斷兩個(gè)信號(hào)，做出是否驅(qū)動(dòng)本區(qū)段軌道繼電器GJ的決定，并由GJ的吸起或落下來判斷本區(qū)段是否空閑。

2應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的不足及事例分析

2.1當(dāng)ZPW-2000A與DX3型道口信號(hào)設(shè)備疊加使用時(shí)，出現(xiàn)對(duì)DX3道口信號(hào)干擾問題。

ZPW-2000A與DX3型道口信號(hào)設(shè)備疊加使用，出現(xiàn)對(duì)DX3干擾的問題。事例發(fā)生于濟(jì)南局管內(nèi)膠黃線區(qū)間[2]。具體情況如下：在ZPW-2000A型三顯示移頻自動(dòng)閉塞區(qū)段中有2處DX3型道口信號(hào)設(shè)備疊加，2處DX3道口信號(hào)設(shè)備共計(jì)16個(gè)道口控制器。當(dāng)疊加區(qū)段沒有安裝補(bǔ)償電容時(shí)，各道口控制器正常工作。當(dāng)疊加區(qū)段的ZPW-2000A安裝有補(bǔ)償電容時(shí)，補(bǔ)償電容對(duì)道口控制器呈現(xiàn)低容抗，導(dǎo)致控制器無法正常工作，出現(xiàn)區(qū)段長(zhǎng)期處于占用的狀態(tài)，并引發(fā)道口設(shè)備錯(cuò)誤報(bào)警。針對(duì)這一系統(tǒng)疊加后產(chǎn)生的現(xiàn)象，解決思路大致分兩種方向：1）在不改變系統(tǒng)疊加區(qū)段的補(bǔ)償電容和在保證道口控制器安全軌道作用距離下，盡可能縮短道口控制器軌道作用距離。2）在不改變道口控制器軌道作用距離的前提下，將道口控制器兩側(cè)最近的補(bǔ)償電容型號(hào)進(jìn)行更換，替換成ZPW.CBGD型道口專用LC補(bǔ)償電容。

目前，全國(guó)鐵路平交道口改建、新建道口信號(hào)均采用DX3型區(qū)間道口信號(hào)設(shè)備，因此，對(duì)于ZPW-2000A無絕緣軌道電路與DX3道口設(shè)備疊加后產(chǎn)生的問題，非常具有代表性[2]。

2.2ZPW-2000A電碼化誤碼問題。軌道電路電碼化是指非電碼化的軌道電路在采用一定技術(shù)手段后，能根據(jù)列車運(yùn)行前方信號(hào)機(jī)的顯示向機(jī)車發(fā)送各種信息碼。ZPW-2000A電碼化軌道電路主要是為了使列車在站內(nèi)運(yùn)行時(shí)，機(jī)車信號(hào)車載設(shè)備能繼續(xù)接收地面信號(hào)，而采用的ZPW-2000A疊加電碼化方式。

ZPW-2000A疊加電碼化方式就是在原有不具備傳遞行車信息的軌道電路（25HZ相敏軌道電路）上增加發(fā)碼設(shè)備（發(fā)送器、發(fā)送檢測(cè)器、防雷單元）和配套設(shè)備（隔離盒、防護(hù)盒、軌道變壓器）。使站內(nèi)也能實(shí)現(xiàn)傳遞行車信息的作用，為列車提速提供技術(shù)支持。

當(dāng)ZPW-2000A軌道電路疊加電碼化后，發(fā)現(xiàn)存在誤碼、掉碼等現(xiàn)象。主要原因是電碼化移頻電流與軌道電路電流處在同一傳輸徑路上，因此，會(huì)出現(xiàn)信號(hào)干擾的現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)這種疊加電碼化后發(fā)碼故障的情況時(shí)，通常采用關(guān)閉電碼化設(shè)備的方法來查找故障點(diǎn)。方法一：關(guān)閉室內(nèi)疊加電碼化的發(fā)送裝置。方法二：站內(nèi)每個(gè)發(fā)碼區(qū)段增加一個(gè)GCJ，將用GCJ作為發(fā)碼電路的開關(guān)[3]。在關(guān)閉發(fā)送裝置的前提下，再分段進(jìn)行傳輸通道的檢查，以縮小故障查找的范圍[3]。

2.3ZPW-2000A軌道電路干擾并導(dǎo)致兩根軌條產(chǎn)生對(duì)地電位不平衡，進(jìn)一步影響列車運(yùn)行安全。采用雙軌條制的ZPW-2000A移頻軌道電路在使用過程中，很容易因?yàn)殇撥墝?duì)地不平衡，感應(yīng)電壓在鋼軌上形成電壓差，而導(dǎo)致列車在分路時(shí)在相關(guān)區(qū)段形成干擾電流。而干擾電流又容易對(duì)機(jī)車信號(hào)造成影響或使車載設(shè)備工作不穩(wěn)定，從而影響列車運(yùn)行安全[4]。

示例分析：通過監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，站內(nèi)某區(qū)段的ZPW-2000A移頻軌道電路存在鄰線干擾。受干擾區(qū)段軌道電路為5DG，區(qū)段載頻為2000HZ，區(qū)段長(zhǎng)度286m，電纜長(zhǎng)度為10km。根據(jù)下發(fā)的3.0版移頻軌道電路調(diào)整表完成軌道電路調(diào)整。在查找5DG區(qū)段干擾來源的過程中，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)人員從3個(gè)步驟開展工作：一是確定造成干擾的來源;二是確定產(chǎn)生干擾源的原因;三是排除故障。

（1）確定干擾源。在查找和確定造成干擾的來源時(shí)，信號(hào)人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)關(guān)閉與5DG區(qū)段相鄰的7DG區(qū)段發(fā)送器（主機(jī)、備機(jī)均關(guān)閉）時(shí)，受干擾的5DG區(qū)段的干擾信號(hào)明顯減弱。為進(jìn)一步驗(yàn)證猜測(cè)，繼續(xù)將7DG區(qū)段室外送端扼流變壓器短接，短接后發(fā)現(xiàn)5DG干擾信號(hào)減弱。同時(shí)，當(dāng)甩開7DG室外電纜時(shí)，5DG干擾信號(hào)也有減弱。因此，可以確定5DG區(qū)段的干擾信號(hào)是由于相鄰7DG區(qū)段干擾產(chǎn)生。

（2）產(chǎn)生干擾的原因。確定5DG區(qū)段的干擾來自于相鄰區(qū)段7DG后，進(jìn)一步分析相鄰區(qū)段發(fā)生干擾的原因。通常，鄰線干擾的原因除電纜等物理設(shè)備外，大多屬于軌面輻射干擾。即由于被干擾區(qū)段的兩根鋼軌對(duì)地電流不平衡，從而導(dǎo)致在鋼軌上形成電壓差，進(jìn)一步形成了干擾信號(hào)電流。之所以，會(huì)出現(xiàn)兩根鋼軌對(duì)地電流不平衡，歸其原因，大致由下面幾種原因引起。1）區(qū)段存在空扼流。2）站內(nèi)有岔軌道電路區(qū)段容易產(chǎn)生區(qū)段鋼軌對(duì)地電流不平衡。3）防雷單元的接法是否正確。4）其他物理設(shè)備的破損引起鋼軌對(duì)地電流不平衡（如：引接線是否破地導(dǎo)致接地、電容及引接線是否破皮接地、軸溫探測(cè)器是否接地等）。

（3）排除故障。在查找并確定是由鋼軌接地電流不平衡造成的干擾信號(hào)后，信號(hào)人員及時(shí)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行處理，解除故障，恢復(fù)設(shè)備正常使用。

3總結(jié)

根據(jù)我國(guó)電務(wù)系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展思路的要求，要求推進(jìn)機(jī)車信號(hào)作為主體信號(hào)的地位，從而實(shí)現(xiàn)列車超速防護(hù)功能。因此，為了達(dá)到這一建設(shè)目標(biāo)，要求我國(guó)的自動(dòng)閉塞必須采用ZPW-2000系列設(shè)備作為我國(guó)鐵路自動(dòng)閉塞統(tǒng)一制式，這是強(qiáng)制性技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)。新建及改擴(kuò)建站的過程中，將逐步實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。盡管ZPW-2000自動(dòng)閉塞制式未來的應(yīng)用前景相當(dāng)看好，但應(yīng)用過程中，ZPW-2000系列出現(xiàn)的各類問題（如：ZPW-2000A出現(xiàn)的小軌調(diào)整難、系統(tǒng)疊加問題多、電碼化丟碼等）的完善也急待解決。

參考文獻(xiàn)：

[1]余紅梅.鐵路ZPW—2000A無絕緣移頻軌道電路若干問題的探討[J].石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2006，03：12-17.

[2]王志維.解決ZPW_2000A型無絕緣軌道電路對(duì)DX3型道口信號(hào)干擾問題[J].鐵路通信信號(hào)工程技術(shù).2007，01：11-12.

[3]高俊明.淺談ZPW-2000A型站內(nèi)疊加電碼化技術(shù)[J].江西建材.2017，03：125.

[4]劉俊國(guó).ZPW-2000A軌道電路干擾以致兩軌條對(duì)地電位不平衡問題簡(jiǎn)析[J].鐵路通信信號(hào)工程技術(shù).2014，08：83-84.