用微機監測信息分析ZPW—2000A軌道電路的常見故障

摘 要：隨著鐵路現代化建設的發展，鐵路高速、重載技術日臻完善，微機監測、ZPW-2000A無絕緣軌道電路等新技術、新設備已廣泛應用于電氣化鐵路區段的車站與區間。在運輸繁忙而維修任務重這樣矛盾尤為突出的的情況下，為逐步實現狀態修、預防修的電務維修態勢，充分利用微機監測實時監測、超限報警、過程監督、遠程監控提供的信息，適時掌握ZPW-2000A無絕緣軌道電路在不同工作狀態下的數據特征，當設備故障時通過比對分析快速判斷故障范圍，找出故障點，有針對性地對設備進行故障處理，對提高鐵路信號設備運用質量，降低信號設備故障率、縮短故障延時，減少電務維修人員的工作強度，保證鐵路行車安全，提高運輸效率意義重大。

關鍵詞：微機監測信息；ZPW-2000A軌道電路；故障分析

中圖分類號：U21 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）6-0023-04

1 ZPW-2000 A無絕緣軌道電路基本原理及微機監

測各點電壓采集

1.1 ZPW-2000無絕緣軌道電路基本組成及原理

ZPW-2000無絕緣軌道電路分為主軌道電路（簡稱主軌）和調諧區小軌道電路（簡稱小軌）兩部分，如圖1所示。

圖1中3 G包括3 G主軌和3 G小軌（即T3信號機內方29 m調諧區），3 G的FS3（發送器）發送的移頻信息經3 G的主軌后由3 G的JS3（接收器）接收處理。3 G的小軌道移頻信號由5 G的JS5（接收器）接收，將處理結果形成小軌道電路繼電器執行條件（XG、XGH），即3 G的小軌XGJ、XGJH檢查輸入條件和3 G的主軌輸入條件共同使3GJ勵磁吸起。

1.2 微機監測對ZPW-2000 A軌道電路各點電壓的采集

微機監測對ZPW-2000 A軌道電路采集點較多，發送器，模擬電纜側、衰耗器軌入、軌出等處的電流、電壓、載頻、低頻等信息均有監測，這些都有利于在設備出現異常現象時進行詳細分析，判定故障范圍，縮短故障判定時間。

1.3 各采集點電壓曲線分析

1.3.1 發送功出電壓曲線

如圖2所示，軌道電路調整完畢開通使用后，各發送器發送電平調整線已固定不再改變，因此功出電壓也應穩定不變。

1.3.2 電纜側發送電壓曲線

發送器功出電壓經室內模擬電纜后，從“電纜側”輸出送至分線盤的電壓，即發送端室內外的分界點，在設備發生故障時可通過此電壓數據來判斷故障范圍，如圖3所示。

1.3.3 電纜側接收電壓曲線

室外接收端送回至室內模擬電纜盤“電纜側”的電壓，即接收端室內外的分界點，也是設備出現故障時區分室內外的一個重要數據信息，如圖4所示。

電纜側接收電壓數值應符合ZPW-2000 A無絕緣軌道電路調整表中要求；軌道電路在調整狀態下，電壓波形應平穩無波動，在分路狀態下，由于車輛輪對短路，接收電壓將降至0 V左右（具體數值取決于分路情況，其電壓值應保證主軌出電壓符合殘壓標準）

1.3.4 主軌出電壓波形

主軌出電壓為軌道電路接收電壓經模擬電纜、衰耗器等調整最終送至接收器的電壓，它的數值直接決定了GJ能否正常吸起，是對ZPW-2000 A軌道電路分析時一個最重要的參數。主軌出受季節、天氣因素的影響較大。同一區段，冬天與夏天、晴天與雨天、中午與夜間，其電壓都可能有明顯不同。因此，對主軌出電壓的分析要掌握以下幾點：一是其數值必須在調整表范圍內；二是在調整狀態下其電壓應平滑，無突升或突降，如圖5所示。

1.3.5 小軌出電壓波形分析

ZPW-2000 A無絕緣軌道電路小軌出電壓的調整一般有三個標準：110 mV、135 mV、155 mV。其調整標準應根據現場設計情況確定。在軌道電路狀態穩定時，測試“軌入”上小軌道電壓。查找相應調整表，在衰耗器后調整相應端子，其“小軌出”電壓便會符合規定范圍要求。

小軌出電壓在區段空閑時較穩定，在調整范圍內有小幅波動；有車占用本區段主軌道時，小軌出電壓會隨著列車運行而出現振蕩波動；列車占用小軌道區段時，小軌出電壓將降至0 mV左右。小軌道電壓過高（高于350 mV）或過低（低于63 mV），均會導致本區段的GJ無法吸起，因此對小軌出電壓的分析也相當重要。小軌道電壓在軌道電路調整狀態下一般較穩定，不易受季節及天氣的影響，因此小軌出電壓也能給分析人員判斷故障性、提供幫助（如圖6所示）。

2 利用微機監測信息數據分析故障

如前所述，ZPW2000 A軌道電路監測的項目較多，做到每一項都分析到位難度較大，日常分析時主要對發送功出電壓波形、主軌出電壓波形、小軌出電壓波形進行分析，多數設備的異常故障都能及時發現，再調取其它點的電壓、電流或頻率信息進行判斷分析，就能快速找到故障點。

2.1 根據本區段的主軌出和運行前方相鄰區段的小軌道

電壓曲線變化來判斷故障點

例如，2014年1月4日06：03分，大秦線遵化北至遷西間4976 CG出現紅光帶故障。

查閱4976 CG微機監測的功出電壓、電流；主軌、小軌入；主軌、小軌出電壓；4976 BG小軌入、小軌出電壓曲線圖如圖7所示。

4976 CG功出電流下降（正常為：357.5 mA故障為：311.7 mA）說明室外設備有開路故障。4976 CG主軌入電壓下降（正常為：2 626 mV故障為：2 235.8 mV），而4976 BG小軌入、出電壓無，說明故障點在4976 CG調諧區小軌道電路。4976 CG主軌入、出電壓下降是因為它的調諧區小軌道電路設備存在開路故障，造成本區段電特性改變，致使主軌電壓下降。由此判斷故障點在4976 CG的小軌道范圍內（即調諧區）。當確定故障范圍后，安排故障處理人員到達

4976 CG的小軌道，測試軌面電壓后，用軌道電路測試儀從接收端開始測試軌面電流，發現遵化北至遷西間重車線498 km+245 m處（4976 CG調諧區小軌道區段內）列車運行方向左股鋼軌斷軌，聯系工務對其加固處理完畢后設備恢復正常，如圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13所示。

2.2 主軌出電壓出現異常

2.2.1 軌出1電壓幾乎為零，軌出2電壓正常，小軌出電壓

升高，初步判斷故障在室外發送端。

例如：2012年11月8日16時27分，灤南站車站值班人員通知信號工區：灤南至曹北區間1047 G紅光帶1047 G軌出1電壓幾乎為零，軌出2電壓正常，小軌出電壓升高，初步判斷故障在1047 G室外發送端，于是工長帶領工區職工趕往現場，經現場檢查確認1047 G主軌斷軌。聯系工務整治鋼軌后設備恢復正常，如圖14、圖15、圖16、圖17所示。

2.2.2 主軌出電壓出現逐日緩降

如圖18所示，從日曲線上分析，該區段電壓變化不明顯，但從年曲線上分析，發現該區段主軌出電壓有緩慢下降的趨勢，查看該站其它區段電壓平穩，無變化，說明該區段確實有異常，經檢查發現室外有補償電容失效。

2.2.4 主軌出電壓突降后未恢復

如圖19所示，軌道電路主軌出電壓突降后無回升，再結合小軌出電壓來共同分析，若小軌出電壓隨主軌出電壓下降出現上升或下降變化則此故障通常判斷為室外補償電容失效。

2.3 發送電壓波動或下降

ZPW-2000 A發送器正常工作時，功出電壓應保持穩定不變，如圖20所示，發送電壓曲線下降，通常說明發送器工作狀態不正常。若發現發送器工作電壓降到0 V，需結合列車運行情況進行分析：如果電壓下降后，不論應發何種低頻，電壓一直不恢復，說明發送器故障，若只是固定在應發送某一低頻時功出電壓為0 V，其它時間正常，則說明該低頻編碼電路故障；如果電壓的突降和恢復與低頻無必然的聯系，則可能是接觸不良導致的故障，需從發送器的插接情況進行檢查。

3 結 語

利用微機監測信息對ZPW-2000 A軌道電路故障進行分析判斷時要注意到：①清楚ZPW-2000 A型無絕緣軌道電路本區段主軌道接收電壓是本區段的軌出1電壓。②清楚ZPW-2000 A型無絕緣軌道電路本區段調諧區小軌道接收電壓是列車運行前方相鄰區段的軌出2電壓。③ZPW-2000 A型無絕緣軌道電路本區段主軌斷軌會造成主軌接收電壓無，調諧區小軌道電壓升高的現象。④ZPW-

2000 A型無絕緣軌道電路本區段調諧區小軌斷軌會造成主軌接收電壓下降，小軌道接收電壓無的現象。

利用微機監測信息能及時準確地掌握ZPW-2000 A軌道電路在不同時段的狀態和特點，提前發現設備隱患，有效防止故障的發生。當設備出現故障后，針對設備曲線出現的異常信息，剖析可能存在的問題，指明常見故障的原因，從而作出科學判斷和處理，具有較強的實用性和針對性。

利用微機監測信息還可以對電務其它設備如道岔、信號機、電纜全程絕緣、電源對地漏流、三相電源供電等進行預警和故障分析，為電務維修實現預防修和狀態修提供了可靠的平臺，大同電務段數據分析分析工區從2012年5月成立以來通過對信號機、軌道電路、道岔轉換、電源屏模塊等電壓曲線異常分析，發現設備問題達3 035件，真正達到了提前發現設備隱患，預防設備故障、縮短故障延時、保證設備正常運行的效果，提高了鐵路運輸的效率，具有廣闊的發展前景。

參考文獻：

[1] 李萍.鐵路信號集中監測系統[M].北京：中國鐵道出版社，2012.

[2] 汪海闊.ZPW-2000A型無絕緣軌道電路維修及故障處理[J].鐵道通信信號，2010，（3）.

[3] 岳春華.鐵路信號技術與應用[M].北京：中國鐵道出版社，2012.

[4] 呂云芝.ZPW-2000A型自動閉塞設備維護問答[M].北京：中國鐵道出版社，2012.