ZPW-2000A軌道電路故障案例分析Analysis of ZPW-2000A Track Circuit Faults

李波

摘 要：本文介紹了鐵路區(qū)間閉塞系統(tǒng)廣泛采用的ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路的工作原理，在對幾類典型的ZPW-2000A軌道電路故障案例分析后，得出了ZPW-2000A軌道電路故障處理的一般方法。

關(guān)鍵詞：區(qū)間閉塞系統(tǒng);ZPW-2000A軌道電路;故障案例

一、引言

ZPW-2000軌道電路系列軌道電路是區(qū)間信號閉塞系統(tǒng)、列車運行控制系統(tǒng)和車站信號聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全基礎(chǔ)設(shè)備，具備區(qū)段空閑檢查、列車占用檢查和地-車信息傳輸?shù)裙δ躘1]。主要由室外設(shè)備和室內(nèi)設(shè)備構(gòu)成。室外設(shè)備包括電纜、軌旁阻抗匹配設(shè)備、絕緣節(jié)調(diào)諧設(shè)備、補償電容等;室內(nèi)設(shè)備包括發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備、電纜長度補償設(shè)備和接收電平調(diào)整設(shè)備等。

二、ZPW-2000A軌道電路工作原理

ZPW-2000A軌道電路采用電氣絕緣節(jié)來實現(xiàn)相鄰軌道電路區(qū)段的隔離，電氣絕緣節(jié)也稱其為調(diào)諧區(qū)，由調(diào)諧單元，空心線圈和29米鋼軌組成，如圖1所示。調(diào)諧區(qū)對于本區(qū)段頻率呈現(xiàn)極阻抗，利于本區(qū)段的移頻信號的傳輸及接收，對于相鄰區(qū)段則呈現(xiàn)零阻抗，有效短路鄰區(qū)段的移頻信號，防止越區(qū)傳輸，實現(xiàn)相鄰區(qū)段移頻信號的電氣絕緣[2]。

ZPW-2000軌道電路由主軌道和小軌道組成，將調(diào)諧區(qū)視為列車運行前方主軌道電路的延續(xù)區(qū)段，即小軌道。主軌道的發(fā)送器由編碼條件控制產(chǎn)生不同含義的低頻信號，普速鐵路一般采用繼電編碼，高速鐵路一般由TCC編碼。

移頻信號經(jīng)電纜發(fā)送通道（由實際電纜和模擬電纜組成），發(fā)送斷匹配變壓器和調(diào)諧單元，傳送至主軌道和小軌道上，主軌道信號經(jīng)鋼軌送到本區(qū)段軌道受電端，經(jīng)受端調(diào)諧單元、匹配變壓器，電纜通道，傳送至室內(nèi)的衰耗器，接收器。而小軌道信號經(jīng)調(diào)諧區(qū)衰耗后，由運行前方相鄰區(qū)段的接收器處理，并將處理結(jié)果形成小軌道執(zhí)行條件（XG XGH），由于普速鐵路小軌參與聯(lián)鎖，本區(qū)段接收器同時接收到主軌移頻信號及前方區(qū)段送來的小軌道繼電器執(zhí)行條件，條件滿足后本區(qū)段的GJ吸起，并由此判斷區(qū)段的空閑與占用狀態(tài)。在高速鐵路，小軌道執(zhí)行條件僅提供報警[3]，本區(qū)段只要接收到符合條件的主軌道移頻信號即可使GJ吸起。

三、典型故障案例分析

ZPW-2000A軌道電路有下述特點：

（1）屬于常閉合電路。ZPW-2000A無絕緣軌道電路屬于常閉合回路，其電源是常供到電路內(nèi)的。由于電路具有這個特點，在故障處理中可以采用電壓法處理故障。

（2）接收通道傳輸雙信號。ZPW-2000A無絕緣軌道電路的接收通道內(nèi)傳輸?shù)膬蓚€載頻頻率不同、來源不同的信號，即接受通道既傳輸本區(qū)段的主軌信號，又傳輸鄰區(qū)段的小軌信號，這是ZPW-2000A軌道電路的一個顯著的特點。在處理故障時，可以利用這個特點來分析判斷故障。

1.案例一

（1）概況

某區(qū)間上行線AG軌道電路紅光帶，故障延時3小時57分鐘，影響列車8列。

（2）原因

AG軌道區(qū)段室內(nèi)衰耗器底座質(zhì)量不良，底座印刷版上“軌入”配線端子C1至插座C1間的連線存在虛接、開路，如圖2所示。不能滿足后級接收盒工作負載需求，軌道繼電器落下，軌道區(qū)段出現(xiàn)紅光帶。

2.案例二

（1）概況

某區(qū)間BG出現(xiàn)紅光帶，故障延時114分鐘。

（2）原因

BG衰耗器接觸不良，導(dǎo)致BG主軌出電壓降低， QGJ繼電器不能吸起出現(xiàn)紅光帶，如圖3所示。

3.案例三

（1）概況

某區(qū)間CG紅光帶，故障延時113分鐘，影響列車8列。

（2）原因

CG-C9補償電容內(nèi)部短路導(dǎo)致軌道電路紅光帶。

4.案例四

（1）概況

某區(qū)間DG紅光帶，檢查發(fā)現(xiàn)DG受電端兩根3.6m電源線塞釘頭銹蝕嚴重，半開路造成紅光帶，故障影響客車4列。

（2）原因

DG受電端長電源線塞釘頭銹蝕嚴重接觸不良。

5.案例五

（1）概況

某區(qū)間下行線改方后EG紅光帶，故障延時85分鐘。

（2）原因

某工廠生產(chǎn)的ZPW-PT-1700型無絕緣調(diào)諧匹配單元不良，導(dǎo)致在改方后，長期使用的發(fā)送端變?yōu)榻邮斩?，電氣特性發(fā)生變化，軌道電路出現(xiàn)紅光帶。

6.案例六

（1）概況

某區(qū)間隧道內(nèi)下行線FG間歇性紅光帶故障。

（2）原因

受道床電阻變化的影響，多種物質(zhì)組成的粉塵污染物板結(jié)覆蓋在扣件系統(tǒng)及其軌道絕緣墊板上，天氣潮濕狀態(tài)下導(dǎo)致鋼軌與扣件、無砟板間漏電過大。

四、ZPW-2000A軌道電路故障處理方法

ZPW-2000A軌道電路故障處理流程如圖4所示，故障類型可分為有報警的故障和無報警的故障。

（一）一般有報警故障處理程序

1.通過控制臺聲光報警（YBJ落下）得知故障，由于發(fā)送、接收有冗余設(shè)計，系統(tǒng)正常工作有可能不中斷、有可能中斷。

2.至信號機械室查看SH上各發(fā)送、接收的工作燈（綠）是否滅燈。

3.滅燈設(shè)備為故障。

4.迅速判決故障是否影響行車。如只一臺發(fā)送故障并已轉(zhuǎn)為“+1FS”工作，接收仍正常工作，不影響行車。如只一臺接收故障，由于雙機并聯(lián)另一方仍保持工作，不影響行車。

5.發(fā)現(xiàn)故障一般處理程序

對發(fā)送：檢查電源、保安器、低頻編碼電源、功出電壓等等，區(qū)分發(fā)送內(nèi)外故障，當(dāng)+1發(fā)送工作正常，估計為發(fā)送內(nèi)部故障，可更換新發(fā)送。

對接收：檢查電源、保安器、輸入電壓（主軌道、小軌道）等等，區(qū)分接收內(nèi)外故障。并機仍可保證GJ工作，多為單一接收故障，可更換新接收。

（二）無報警故障處理程序

無故障報警一般多屬于無檢測非冗余環(huán)節(jié)故障。這類故障多由控制臺紅光帶指示及司機行車受阻報告得知。

如：發(fā)送功出→組合架→防雷柜→分線盤→室外軌道電路。

接收輸入→衰耗→組合架→防雷柜→分線盤→室外軌道電路。

再如：區(qū)間信號機的點燈電路從室內(nèi)到室外，以上線路均存在故障可能。處理故障中應(yīng)迅速判斷故障范圍屬于室內(nèi)或室外，進而處理。室內(nèi)外故障劃分多在分線盤處測量確定。

五、結(jié)束語

在ZPW-2000A無絕緣軌道電路設(shè)備運用過程中，有時會由于鐵路運輸過程影響、軌道電路道床隨氣候變化、設(shè)備元器件老化和器材破損等原因發(fā)生指標劣化，進而出現(xiàn)故障。結(jié)合ZPW-2000A 的設(shè)備特點和運用環(huán)境，對相關(guān)故障進行以下歸納：

（1）移頻模擬量信號電壓突變的故障多是在室內(nèi)外出現(xiàn)了斷線故障：如電纜斷線、引接線斷線、補償電容斷線、調(diào)諧單元斷線和分離式斷軌等。

（2）移頻模擬量信號電壓漸變的故障故障出現(xiàn)多與室外運用環(huán)境有關(guān)：如道床條件變壞，補償電容劣化容值減小，塞釘銹蝕引起接觸電阻逐漸增大至超標等。

（3）移頻模擬量信號電壓不穩(wěn)定的故障多是由室外設(shè)備接觸不良引起：如引接線松動，電纜盒和匹配盒端子松動引起的接觸不良，鋼軌帶傷出現(xiàn)軌裂等。

在上述三種故障模式中，突變類故障往往會直接影響行車，但卻是最容易捕捉和發(fā)現(xiàn)的;漸變類故障往往不易察覺，直至影響行車;不穩(wěn)定類故障則由于其會自恢復(fù)致使排查更加困難。

模擬量信號變化數(shù)據(jù)分析方法在上述移頻模擬量信號變化的故障中，需要建立有效的報警機制，將故障消除于影響行車之前。除要進行常規(guī)的模擬量超限報警外，應(yīng)當(dāng)對非超限范圍內(nèi)的模擬量給出信號突變報警警和變化趨勢預(yù)警。

參考文獻：

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