合武、武廣高鐵瞬間“飛車”與ZPW-2000A軌道電路V3.0版調整表

魯恩斌

（武漢鐵路局電務處，武漢 430071）

合武、武廣高鐵瞬間“飛車”與ZPW-2000A軌道電路V3.0版調整表

魯恩斌

（武漢鐵路局電務處，武漢 430071）

介紹針對合武、武廣高鐵瞬間“飛車”現象，成立攻關組進行六個階段的攻關，形成ZPW-2000軌道電路V3.0版調整表。

高鐵；“飛車”；ZPW-2000；調整表

1 問題提出

2011年5月，合武、武廣高鐵連續出現ZPW-2000軌道電路瞬間“飛車”，造成站內軌道電路漏解鎖。

2 基本概況

1）合武客專：2011年5月13日14：04，D3058列車麻城北站出站時，3DG漏解鎖，S1LQ存在5 s時間“飛車”（14：04：13，3DG白光帶遺留，無紅光帶顯示，14：04：18，S1LQ紅光帶）。

2）2011年5月15日18：32，G1084列車通過赤壁北站時，2-8DG漏解鎖，13554AG存在6.3 s時間“飛車”。

3）2011年6月12日13：20，G1067列車通過中繼站6時，13253G存在8 s時間“飛車”。

3 瞬間“飛車”攻關與V3.0版調整表

3.1 專題攻關

電務處組織武漢電務段、北京全路通信信號研究設計院有限公司（簡稱通號院）先后于2011年5月26日、6月13日、6月21日、7月13日、7月19日、7月22日召開6次專題會議并成立攻關組。

3.2 強化分析

加強對軌道電路占用及出清情況的監控，人工通過CTC及集中監測設備對合武、武廣各站（含中繼站）ZPW-2000軌道電路在動車運行過程進行分析和查看，對武廣高鐵監控分析，發現存在異常現象的區段有62處。

3.3 攻關過程

3.3.1 第一階段：針對5月13日麻城北、5月15日赤壁北瞬間“飛車”

1）臨時措施

根據現場實際，在通號院指導下，麻城北站S1LQ、赤壁北站13554AG、中繼站613253G接收電平均下調等級，軌出1電壓調整為360 mV左右，消除了瞬間“飛車”。

2）處理方案

*武漢電務段對武廣高鐵及合武客專ZPW-2000A軌道電路主軌接收電壓進行了比對分析。

*赤壁北站13554A、13554BG及X1LQAG、X1LQBG(分相區)利用軌道電路分析儀采集數據，并進行“飛車”調查分析和統計、標準分路電阻分路測試、定壓分路測試、鋼軌平衡性測試、現場調查。

3）調查分析

a.原因分析

經回放聯鎖維護機，取得產生漏解鎖時的動作時序，如表1所示。

正常的占用出清順序為①②③④⑤⑥⑦，在18：32列車通過時，2-8DG和S7JG占用順序顛倒，不滿足三點檢查條件，聯鎖漏解鎖。

表1 動車占用情況表

b.深入調查

*赤壁北全天數據統計

2011年5月15日全天49趟上行列車的通過時間數據，其中9趟車在S7JG（13554G）上出現瞬間失去占用的情況，最長時間為6.3 s。

*標準分路電阻分路測試

標準分路電阻分路，分路殘壓、機車信號短路電流滿足標準，軌面電壓最低為1.15 V。

*壓力分路測試

24.5 kN恒定壓力分路測試，分路殘壓、機車信號短路電流滿足標準，最高分路電阻為423 mΩ，分路殘壓152 mV。進行不同壓力對分路效果的影響測試，結果表明，在壓力減小時，分路電阻及分路殘壓呈上升趨勢。

*鋼軌平衡性測試

對13554G相關的空心線圈、空扼流進行測試，根據測試數據及現場調查，扼流變壓器等平衡良好，未發現明顯異常。

*監測數據分析

13554AG、13554BG數據監測分析如下。

第一：分相和無分相的比較（同一列車）

殘壓：通過有分相和比無分相區段殘壓相差100 mV以上。

波形：分相區段波形波動大，無分相區段波形平滑，無明顯波動。

第二：天氣（時段）比較（13554AG）

殘壓：下午比上午殘壓略有升高。

波形：波形略有變化。

第三：速度比較（高速、低速）（13554AG）

殘壓：高速比低速殘壓高，低速尾部有波動。

波形：低速時殘壓波形比高速的明顯平緩。

*現場鋼軌調查

分相區前鋼軌軌面相對光亮，分相區域（無電區域）鋼軌軌面相對暗淡，壓痕窄，合閘后，壓痕變寬，恢復光亮。

4）制定措施

*通號院正式向鐵路局提供新版調整表。

*區間分路不良防護按照（關于印發《高鐵信號系統強化安全措施研討會議紀要》的通知）（運基信號[2011]242號）文件深入研究。

5）比對分析（晴、雨）

通過比對分析，站內道岔區段受雨天影響較小，雨天值與晴天值相比，一般僅低10～40 mV；區間軌道電路及站內股道受雨天影響因地段不同而有所區別，雨天值與晴天值相比，最少降低50 mV，最高下降160 mV。

6）標調升級

武廣高鐵中與6個分相區相關的車站，同時同步對分相區軌道區段進行標調。升級列控監測CAN卡、升級驅動及配置文件，同時在13554AG發送端200 m處加裝軌面實時采集儀器。

3.3.2 第二階段：針對6月12日中繼站6的13253G瞬間“飛車”

1）處理方案

利用軌道電路分析儀對13253AG、13253BG及13278AG、13278BG（分相區）采集數據，并進行“飛車”調查分析、統計。

2）專題研討

研討客專ZPW-2000軌道電路“飛車”隱患對CTCS-2、CTCS-3列控的影響以及CTCS-2、CTCS-3具有的安全冗余能力，并確定了解決方案。

a.ZPW-2000軌道電路調整

通過既有集中監測全面分析統計軌道電路殘壓，建立殘壓較高的區段臺帳，全面標調，對位于分相區的軌道電路及相鄰軌道電路等殘壓易超標區段優先安排調整。對標調過程中存在的問題，鐵路局與通號院一起查找原因，并確認最終調整表。

b.試驗方案確定

分相區軌道電路根據調整表進行調整后，殘壓仍然較高，存在分路不良的情況。為此決定由武漢電務段會同通號院在中繼站6分相區軌道電路按照通號院方案，進行提高軌面電壓試驗，驗證分相區銹層擊穿的可行性。

c.分相區分路惡化的原因和研究方向

列車在分相區分路惡化主要是由于輪軌接觸電阻加大造成，輪軌接觸電阻加大主要與無牽引電流有關，同時無牽引電流過分相區又加劇了分相區及相鄰區段軌道電路軌面生銹的程度，反復作用使分相區分路更加惡化。

通過分析，需從輪軌踏面接觸形狀及輪軌壓力、經過主變壓器后牽引電流諧波分布、動車組重聯升弓情況和車體連接處的電氣連接、泄流輪對分布情況、C3/C2模式下列車斷合主斷時刻及對應公里標、分相區構成、列車收到過分相命令與實際斷合主斷時間間隔等方面作系統研究。

3）提高發送端電壓試點調整

按照通號院提出的改進方法，采用提高13278BG發送端電壓，來提高分路靈敏度。

3.3.3 第三階段：專題報告和調查、測試

1）專題報告

電務處向基礎部進行專題報告，上報了《關于武廣、合武客專ZPW-2000軌道電路存在“飛車”隱患的報告》（武電試函[2011]30號）。

2）調查、測試

針對呈報給部基礎部報告，通號院工作小組在現場進行相關問題的調查、測試工作。

a.不同軌面電壓條件下的分路性能對比測試

分相區外與分相區內存在相同的特征，但是量值低于分相區內不同，通過軌面銹層觀察也發現，分相區內銹層厚度要明顯高于分相區外，對于分相區外惰行條件下是否存在分路惡化的情況，尚需進一步試驗確認。

b.分相區內/外軌面不良導電層電氣特性測試

分相區內，在短路電流達到2 A時，最高電阻仍有0.2 Ω；而在分相區外，電流超過0.1 A后，阻抗即下降為一個平滑固定阻抗值，＜40 mΩ。

c.軌面物質收集

收集了中繼6的13278AG和13258BG的軌面附著物，通過觀察和用刮刀刮銹的鐵銹量來看，分相區內薄膜厚度更厚。

d.合武線分路惡化監測記錄數據分析

分析合武線麻城車站部分監測數據，僅在S1LQ區段會出現殘壓升高的情況，查信號平面圖，該位置為分相區。與武廣線分路惡化原因同類，因此，考慮后續進行武廣線的軌面電壓擊穿測試和軌面的情況調查。

e.武廣線中繼6飛車及殘壓情況跟蹤分析

13278AG和13258BG出現殘壓超標和瞬間失去分路檢查，分相區殘壓偏高區段一般不超過分相區及后方共3個區段，殘壓最高值通常出現在雨后。雨停后，殘壓緩慢升高至最大值的趨勢。

f.提高軌面電壓后的分路性能分析

為了進一步確認提高軌面電壓的有效性，對中繼6的13278AG、13258BG和13258AG進行提高軌面電壓的調整，調整后13278AG軌面電壓為3.7 V，受端1.7 V。提高軌面電壓后，分路性能改善明顯，未出現殘壓超標造成飛車的情況，初步確認通過提高軌面電壓的方法解決目前問題有效。

3.3.4 第四階段：提高軌面電壓后續試驗

1）聯系工務系統對赤壁北13554AG、13554BG軌面除銹，進行分相區軌面漸變過程數據收集、匯總分析。

2）對合武線的軌面擊穿測試，進一步收集基礎數據。一是提高電平，二是銹層擊穿電壓、電流試驗和定壓測試儀分相區測試。

3）進行分相區外惰行試驗,監測分相區前兩區段、分相區兩區段、分相區后四區段共8個區段。

3.3.5 第五階段：調整參考表（V2.0版）

通號院重新編制客專ZPW-2000A軌道電路調整參考表（V2.0版），武漢電務段對管內合武、武廣線區間分相區軌道電路進行重新標調處理。

3.3.6 第六階段：調整參考表（V3.0版）

1）召開ZPW-2000A軌道電路平推檢查現場會，通號院詳細介紹了客專ZPW-2000A軌道電路分路不良及瞬間占用丟失產生的原因，現場運用調整中存在的8類問題以及ZPW-2000A軌道電路設備平推檢查整治項目、檢查內容、測試方法、室外設備檢查關鍵點、正確選用調整表方法及使用要求等內容。

2）對咸寧北-赤壁北站間按照“武廣線ZPW-2000A軌道電路調整參考表（V3.0）”（通用表、專用表）進行試點調整。

3）召開《武廣高鐵咸寧北站至赤壁北站ZPW-2000A軌道電路現場測試報告》評審會議，評審組專家聽取了測試組的測試報告，經認真討論，形成評審結論：咸寧北至赤壁北站間按照“武廣線ZPW-2000A軌道電路調整參考表（V3.0）”（通用表、專用表）調整后，改善了軌道電路分路性能，減少了ZPW-2000A軌道電路分路不良和瞬間占用丟失情況的發生。

4 原因及成果

通過調查和攻關，“飛車”區段全部發生在分相區內的軌道區段。為此，針對分相區的軌道區段進行詳細調查分析、現場試驗測試、調閱監測記錄、參考國外及國內近年解決站內分路不良的經驗等，認為“飛車”主要原因如下。

1）軌道電路列車分路殘壓超標；

2）分路殘壓超標原因為分路電阻超過0.25 Ω設計標準；

3）分路電阻超標原因是由于軌面銹蝕；

4）軌面銹蝕與分相區內斷電惰行、雨后、運用頻次等相關。

分析認為，在分相區內，導致分路困難原因有2種，其一，斷電后失去牽引電流輔助擊穿，導致輪軌接觸電阻增加；其二，分相區內所有動車均斷電惰行，導致輪軌摩擦力較低，長期不對軌面形成較強作用力磨損除銹。并由于分相區內動車組斷電，沒有了大牽引電流對軌面銹層的先導擊穿作用，與生銹和斷電兩主要因素相關，出現殘壓超標。

結論：分相區軌道電路分路惡化與車流、車速、天氣（晴天、雨天）、車型有關。

通過合武、武廣高鐵瞬間“飛車”攻關與ZPW-2000A軌道電路V3.0版調整表的實施，分相區軌道電路分路惡化基本解決。

5 建議

1）請專業研究機構，研究鋼軌表面物質的成分以及成因。

2）對V3.0標調中出現的問題進行歸類分析，解決標調出現的問題。

3）開展動車高低速、不同環境條件下的輪軌壓力測試研究，研究輪軌接觸面的機械形態及電氣特性，組織對輪軌接觸踏面進行測試分析。

4）研發列控中心具備“飛車”自動報警，開發區間聯鎖三點檢查功能，消除追蹤風險。

5）開展站區一體化ZPW-2000A軌道電路車站部分的研究，加快下辛店站內ZPW-2000A軌道電路深入研究。

The paper introduces the problems of the instant "run away" occurred in Hefei-Wuhan and Wuhan-Guangzhou high-speed railways. For solving the problems, a technical team is established to study the relevant conditions and complete ZPW-2000 track circuit adjustment table V3.0 after six stages of the research.

high-speed railway; "run away"; ZPW-2000 track circuit; adjustment table

10.3969/j.issn.1673-4440.2015.01.018

2014-02-10）