ZPW-2000A型軌道電路在單線有絕緣區段的應用

朱殿順

（中鐵建電氣化局集團第五工程有限公司，工程師，廣西 柳州 545007）

湘桂線鷓鴣江至柳州南屬于單線區段，原設備采用單線計軸自動閉塞，因設備老化、且器材大部分國外已停產，設備使用安全與可靠性無法保障。于是采用了我國目前安全性高、傳輸性能好、具有自主知識產權的ZPW-2000A自動閉塞。由于ZPW-2000A軌道電路廣泛應用于復線區段，反方向不設通過信號機，按大區間方式行車，1個閉塞分區只有1種載頻，而單線區間雙方向均設有通過信號機，1個閉塞分區上下行方向要用不同的載頻，所以在單線有絕緣區段上使用ZPW-2000A型軌道電路時，必須在其原有的基礎上進行適應性的改進。

1 系統原理

ZPW-2000A型室內由發送器、接收器、衰耗器、電纜模擬網絡，室外由匹配變壓器、補償電容等主要設備組成。設備組成，如圖1所示。

圖1 系統組成

ZPW-2000A型軌道電路通過載頻信號傳輸機車信號。由于單線ZPW-2000A型有絕緣軌道電路，每一軌道區段要發送和接收2種不同載頻的信號。所以，室內的發送器和接收器不能固定為某一載頻，應根據機車不同的運行方向，通過方向繼電器的接點進行選頻，從而確保機車都能連續收到機車信號。

2 信號機防護原理

由于單線雙方向自閉正反方向均有通過信號機，所以一般每架信號機防護的閉塞分區都有2個軌道區段，如圖2所示。

圖2 軌道區段示意圖

以圖2為例，信號機3防護的閉塞分區包括B和C這2個區段，信號機4防護的閉塞分區包括B和A這2個區段。當按下行方向行車時，列車壓入信號機3內方的B區段時，B區段的軌道繼電器落下，同時占用B和C這2個區段時，2個區段的軌道繼電器均落下，列車繼續運行完全駛入C區段出清B區段后，B區段的軌道繼電器還是不能吸起。只有當列車出清C區段，C區段的軌道繼電器吸起后，B區段的軌道繼電器才能吸起，即：

同理，當按上行方向行車時，B區段的軌道繼電器要吸起，除了要B區段空閑外，還必須要A區段空閑且軌道繼電器吸起，即：

區間信號機之間的紅燈滅燈轉移條件，是接在離信號機遠的那個區段的移頻發送電路里。當前一架信號機紅燈滅燈時，切斷發送電路，使本信號機防護的2個區段的軌道繼電器均失磁落下，從而本架信號機改點紅燈，即：

3 室外設備安裝

3.1 信號點處設備安裝 由于ZPW-2000A型軌道電路用在單線上時，一個閉塞分區上下行方向使用的載頻不同，所以信號點處不能采用電氣絕緣節而采用機械絕緣節；區間通過信號處取消了29 m調諧區，不安裝禁停牌，取消調諧單元、空心線圈。1個信號點處軌道電路設備由2個匹配變壓器、2個防雷單元、2套鋼包銅引接線組成。在絕緣節兩側各安裝1個匹配變壓器和防雷單元，匹配變壓器和防雷單元安裝在同一基礎樁上，距機械絕緣節（非電氣化區段）或扼流變壓器（電氣化區段）中心700 mm，防護盒外側距所屬線路中心不小于2 220 mm。

ZPW-2000A型有絕緣軌道電路采用的匹配變壓器與ZPW-2000A型無絕緣軌道電路的不一樣，匹配變壓器的型號為ZPW-BPLN型，它的變比可以根據不同載頻進行調整，載頻為1 700 Hz和2 000 Hz的區段的變比用1：13.5，載頻為2 300 Hz和2 600 Hz的區段的變比用1：12。由于單線ZPW-2000A型軌道電路沒有調諧單元，所以單線上的匹配變壓器比復線上的匹配變壓器多2塊接線端子板。端子板固定在匹配變壓器的兩側，匹配變壓器里的V1和V2端子通過2根7.4 mm2絕緣多股銅芯線先分別接到2塊接線端子板上，再通過接線端子板用鋼包銅引接線與鋼軌連接。

3.2 補償電容的安裝 鋼軌載頻在1 700～2 600 Hz之間，有著較高的感抗值，阻礙了信息的傳輸。為此，在鋼軌上一段距離內加裝有補償電容。補償電容容量、數量均按通道具體參數及軌道電路傳輸要求確定。單線區間正反方向均有通過信號機，在信號機處安裝一對機械絕緣。當區段長度（機械絕緣節到機械絕緣節）小于350 m時，不用安裝補償電容；當軌道長度大于350 m時，根據實際長度查表得補償電容數量，然后計算具體安裝位置。

補償電容的設置采用“等間距法”，即將軌道電路兩端BA間的距離L調按補償電容總量N等份，補償電容等間距長度Δ=L調/NC［1］。軌道電路兩端按（Δ/2）設置電容，中間按（Δ）設置電容，以獲得最佳傳輸效果。補償電容容量與載頻頻率、道碴電阻低端數值、電容設置方式、設置密度、軌道電路傳輸作用要求等有關。一般載頻頻率低，補償電容容量大；最小道碴電阻低，補償電容容量大。有絕緣軌道電路的區間補償電容分2種：載頻為1 700 Hz和2 000 Hz的區段采用50μf的電容，載頻為2 300 Hz和2 600 Hz的區段采用40μf的電容。當補償電容的安裝位置距道口軌道電路的波及區域小于15 m時，還應加裝道口專用電容。

4 室內設備安裝調試

4.1 衰耗器安裝調試 由于單線ZPW-2000A型軌道電路每一閉塞分區的接收器會接收2種不同載頻的信號，所采用的衰耗器型號為ZPW-SSC型。這種衰耗器有雙功出的功能，2種載頻的信號在同一衰耗器上調整輸出，具體方法：根據軌道區段的長度查“ZPW-2000A軌道電路站內側線股道調整參考表”，在表上可查得同一區段上下行2種載頻有2個接收電平，再根據這2個接收電平值查表（與無絕緣軌道電路接收電平級調整表一致）調整衰耗器。上行接收電平的調整是通過連接衰耗器背面的C3，C4，a1～a10端子來實現的。下行接收電平的調整是通過連接衰耗器背面的C13，C14，a11～a20端子來實現的。由于單線ZPW-2000A型有絕緣軌道電路沒有29 m小軌道區段，所以衰耗器上不需進行小軌調整，只要調整2個主軌接收電平就可以了。

4.2 發送器安裝調試 按“發送器載頻調整表”和“發送器帶載輸出電平級調整表”調整發送器輸出電壓。用綜合測試儀在衰耗盤“主軌道輸出”插孔電壓應不小于240 mV；“小軌道輸出”插孔電壓應不小于 100～130 m V。“GJ”插孔軌道繼電器電壓應不小于20 V，“GJ”插孔小軌道執行條件電壓應不小于20 V。開路大于30 V，用0.15Ω的分路線分別在軌道送端、受端及中間任何一點分路，接收器限入電壓應小于140 mV；繼電器電壓應小于3.4 V，并可靠落下。

4.3 N+1電路安裝調試 ZPW-2000軌道電路發送器采用N+1冗余。發送采用N+1設備放在站內移頻柜，上下行各備用1個，實行故障檢測轉換。當用于雙線自動閉塞時，N+1所能用到的發送電平是大于或等于5電平，N+1常態工作電平也是5電平。當用在單線雙向自動閉塞時，由于軌道電路長度較短并且是有絕緣的，能量衰耗較小，用5電平以上或5電平發送，容易因電平發送過高而損壞設備。要解決這個問題就是在原雙線自閉N+1的基礎上，在電平調整電路中，將雙線N+1的9～12的勾線拆除，把9號端子引出接至另層03～16，從03～16接至第1個軌道區段的FBJ或FBJF的中接點上。如軌道區段的FBJ或FBJF沒有空接點，就自己加上，其它軌道區段沒有接點也要加上。然后第1個軌道區段的FBJ或FBJF的前接點接到第2區段的中接點上，后面依此類推。FBJ或FBJF的后接點接至同電平區段的FBJ或FBJF的后接點上，最后接至發送器的電平調整的所需電平上。

5 結束語

ZPW-2000A型軌道電路在湘桂線鷓鴣江至柳州南應用，對保證區間行車安全，提高區間通過能力，起著非常顯著的作用。開通投入使用至今，設備穩定，安全可靠，得到了建設單位和運營單位的好評。該工程并獲2009年度廣西優質工程獎。

［1］北京鐵路信號工廠科技開發中心.《ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞培訓教材》［M］.北京：中國鐵道出版社2005.