ZPW-2000A軌道電路占用丟失問題的分析與探討

謝文磊，李 言

(1.北京全路通信信號研究設(shè)計院集團有限公司，北京 100070；2.北京郵電大學(xué)國際學(xué)院，北京 100876)

1 概述

ZPW-2000A 軌道電路占用是指列車壓入軌道電路區(qū)段后，列車輪對及車軸分路軌道電路，室內(nèi)軌道繼電器落下，表示軌道電路處于占用狀態(tài)。ZPW-2000A 軌道電路占用示意如圖1 所示。

圖1 占用示意Fig.1 Schematic diagram of occupancy

占用丟失又稱“飛車”，是指列車壓入軌道電路區(qū)段后，軌道繼電器沒有落下，繼續(xù)保持吸起狀態(tài)，表示軌道電路處于空閑狀態(tài)。計算機聯(lián)鎖和列控中心可能會根據(jù)此錯誤信號發(fā)出升級信號，嚴重時會導(dǎo)致列車沖撞，嚴重影響列車行車安全。

2 占用丟失成因分析

列車壓入軌道區(qū)段后，軌道繼電器不能正常落下的原因大概分為4 類：分別為軌道電路調(diào)整不當、分路不良、迂回回路、信號干擾。

2.1 軌道電路調(diào)整不當

軌道電路應(yīng)按照《軌道電路調(diào)整參考表》進行標調(diào)。一般情況下，軌道電路滿足一次調(diào)整，即一次調(diào)整后，軌道電路即可正常工作，不需要根據(jù)地域、季節(jié)等因素反復(fù)進行調(diào)整。但在特殊情況下，由于道床電阻等原因，軌道電路不能實現(xiàn)一次調(diào)整，會根據(jù)雨季低道床條件進行特殊情況調(diào)整。

雨季低道床條件下，軌道電路會適當提高功出電平級，以提高軌面電壓，保證機車信號電流，同時提高接收電平級，使軌出電壓滿足接收器門限值。當?shù)来蔡岣吆螅朔N功出電平級和接收電平級條件下，標準分路電阻進行分路，分路殘壓會超出標準，進而出現(xiàn)占用丟失情況。

2.2 分路不良

分路不良主要原因是實際分路電阻大于標準分路電阻，導(dǎo)致分路殘壓超標。分路電阻增大主要原因是增加了輪軌接觸電阻，如圖2 所示。

圖2 分路不良示意Fig.2 Schematic diagram of bad shunting

分路不良成因可分為輪軌污染、輪軌接觸異常、失去牽引電路輔助擊穿、短區(qū)段、短車列等。

1）輪軌污染

輪軌污染分為鋼軌軌面污染和車輪污染。軌面污染多發(fā)的是軌面異物和軌面銹蝕，現(xiàn)場發(fā)生過粉塵污染，前車遺撒，如線路旁邊有粉塵類的工廠，列車貨物遺撒，或是特殊地段列車撒沙等。鋼軌銹蝕多發(fā)在行車密度低的區(qū)段。車輪污染一般是由車列遺撒導(dǎo)致，例如列車遺撒液體膠狀物，流到車輪上，導(dǎo)致車輪污染。鋼軌污染如圖3 所示。

圖3 鋼軌污染示意Fig.3 Rail contamination

2）輪軌接觸異常

正常情況下，列車車輪會與鋼軌踏面緊密接觸，接觸電阻很小。異常情況下，列車車輪與鋼軌踏面不能緊密接觸，導(dǎo)致分路電阻增大。如列車車輪打磨導(dǎo)致車輪與鋼軌踏面不能密切接觸，如圖4 所示。

圖4 輪軌接觸異常示意Fig.4 Abnormal wheel-rail contact

3）失去牽引電流輔助擊穿

列車駛離軌道電路區(qū)段后，鋼軌踏面會被車輪摩擦的非常干凈，暴露在空氣中，極容易在鋼軌表面形成不良導(dǎo)電層。該不良導(dǎo)電層表現(xiàn)出非線性電阻特征，低電壓工作時，表現(xiàn)出極高電阻甚至絕緣，施加高電壓、大電流后，其能夠被擊穿，電阻急劇降低。

由于此種特性，在沒有牽引電流的情況下，不良導(dǎo)電層無法被擊穿，造成輪軌間呈高阻狀態(tài)。從而導(dǎo)致分路殘壓異常，可能出現(xiàn)分路不良。這種情況易發(fā)生在分相區(qū)和異常降弓的工況下。

4）短區(qū)段、短車列

分路電阻實際上是壓入?yún)^(qū)段內(nèi)所有輪對分路電阻的并聯(lián)電阻，因此，短區(qū)段和短車列在軌面存在不良導(dǎo)電層的情況下，分路電阻和輪軌接觸電阻并聯(lián)支路較少，會導(dǎo)致總的分路電阻升高，可能出現(xiàn)分路不良的情況。

2.3 迂回回路

軌道電路依靠兩根鋼軌回路傳輸電氣信號，存在鋼軌以外的“第三條”電氣通道條件下，軌道電路信號通過“第三條”電氣通道構(gòu)成外部迂回回路，該迂回回路中的信號無法被列車輪對短路，傳輸?shù)浇邮斩?，造成軌道電路的錯誤吸起，發(fā)生飛車。信號迂回的原理如圖5 所示。

圖5 迂回回路示意Fig.5 Schematic diagram of detour loop

2.4 信號干擾

軌道電路信號接收設(shè)備需要判定接收信號的載頻、低頻等信息，因此軌道電路抗擾性極強。實際應(yīng)用中出現(xiàn)的信號干擾主要是由于未按規(guī)范施工導(dǎo)致的。如信號電纜未按要求進行隔離屏蔽，在線纜長距離并行情況下，線纜間耦合干擾造成軌道電路接收器的錯誤動作，導(dǎo)致軌道繼電器吸起，發(fā)生占用丟失。

3 占用丟失故障排查

占用丟失故障排查在軌道電路實際應(yīng)用中相對復(fù)雜，主要原因是造成占用丟失的因素較多，故障現(xiàn)象不易復(fù)現(xiàn)。

軌道電路應(yīng)用應(yīng)嚴格按照調(diào)整表標調(diào)，日常維護中保證各項指標在調(diào)整表參考指標范圍內(nèi)，用標準分路電阻進行分路，殘壓在153 mV 以下。

發(fā)生占用丟失故障后，可先判斷是否為分路不良。

1）輪軌污染造成的分路不良。污染物質(zhì)會隨著列車多車次多區(qū)段的運行，導(dǎo)致污染物減少。因此可調(diào)看前后多區(qū)段多車次的分路殘壓曲線，如果是殘壓逐漸減小，可能是輪軌污染所致，再結(jié)合污染情況現(xiàn)場調(diào)查可進行判斷。

2）輪軌接觸異常造成的分路不良。鋼軌異常情況下，各車列運行到本區(qū)段都會出現(xiàn)分路不良情況，車輪異常，本次車列經(jīng)過的所有區(qū)段均會出現(xiàn)分路不良情況，因此可以調(diào)看分路殘壓曲線輔助判斷。

3）失去牽引電流輔助擊穿。如果是發(fā)生在分相區(qū)內(nèi)，因軌道區(qū)段長期無牽引電流輔助擊穿，軌面不良導(dǎo)電層會日趨嚴重，調(diào)看長時間段內(nèi)分路殘壓曲線可輔助判斷。如果是接觸網(wǎng)異常導(dǎo)致列車降弓，則屬突發(fā)情況，存在偶然性，此情況下現(xiàn)場也發(fā)生過分路不良。

短區(qū)段、短車列，加之軌面存在銹蝕，此種情況易發(fā)生分路不良，現(xiàn)場實際應(yīng)用中發(fā)生過多次單機分路不良情況。

占用丟失排除分路不良后，可進行迂回回路和信號干擾排查，這兩種情況的共同點是鋼軌軌面分路，分路殘壓仍異常。此時關(guān)閉本區(qū)段發(fā)送，如接收端無信號，則可能是迂回回路。如接收端有信號，則可能是信號干擾。

4 結(jié)束語

占用丟失是軌道電路應(yīng)用過程中的常見問題，充分了解成因及故障排除思路和方法，將有效縮短故障排查時間，并有助于提前對導(dǎo)致占用丟失問題的整治。