ZPW2000a軌道電路調(diào)整及使用研究

周肖林

摘 要：ZPW2000a軌道電路在經(jīng)過(guò)研究、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試之后，可以具有更高的安全傳輸性能，可以解決低道碴電阻道床的系統(tǒng)問(wèn)題，還可以降低工程造價(jià)，它是在UM71無(wú)絕緣軌道電路技術(shù)引進(jìn)的條件下，進(jìn)行的技術(shù)研發(fā)產(chǎn)品，有其特殊的系統(tǒng)特點(diǎn)和工作原理，其實(shí)時(shí)性和高精度特點(diǎn)可以滿足數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化鐵路系統(tǒng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：ZPW2000a軌道電路；調(diào)整；使用；傳輸

中圖分類號(hào)： U284.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）25-213-2

0 引言

在我國(guó)的鐵路智能化、數(shù)字化、綜合化發(fā)展的態(tài)勢(shì)之下，鐵路信號(hào)以數(shù)字編碼無(wú)絕緣軌道電路為前提和條件，發(fā)展出快速列車信號(hào)兼容技術(shù)和自動(dòng)調(diào)整控制系統(tǒng)，并從軌道電路傳輸長(zhǎng)度方面，進(jìn)行了性能改進(jìn)和創(chuàng)新，引導(dǎo)我國(guó)的鐵路進(jìn)入了國(guó)產(chǎn)主體機(jī)車信號(hào)新時(shí)代，在對(duì)鐵路軌道電路的調(diào)諧區(qū)、匹配電壓器、補(bǔ)償電容的優(yōu)選設(shè)計(jì)之中，大力推廣和普及ZPW2000a無(wú)絕緣軌道電路和主體化機(jī)車信號(hào)，充分吸收了UM71的優(yōu)勢(shì)性能，使其成為我國(guó)先進(jìn)自動(dòng)的閉塞制式。

1 ZPW2000a無(wú)絕緣軌道電路的特征

ZPW2000a無(wú)絕緣軌道電路是在UM71無(wú)絕緣軌道電路技術(shù)引進(jìn)和改造的條件下，進(jìn)行的技術(shù)優(yōu)化和再開(kāi)發(fā)，在較大程度上提升了無(wú)絕緣軌道電路的性能，降低了工程造價(jià)。

ZPW2000a的技術(shù)特征主要表現(xiàn)為：

①它在對(duì)UM71加以改進(jìn)的前提下，充分保持了UM71無(wú)絕緣軌道電路的整體特征和優(yōu)勢(shì)，并在傳輸安全性和傳輸長(zhǎng)度上加以優(yōu)化和改進(jìn)，在采用1700Hz-2600Hz載頻段、FSK制式的條件下，重點(diǎn)針對(duì)調(diào)諧區(qū)斷軌檢查、調(diào)諧單元斷線故障檢查、對(duì)拍頻干擾防護(hù)等技術(shù)難題，進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化和調(diào)整，最大限度地減少了調(diào)諧區(qū)分路死區(qū)，全面實(shí)現(xiàn)了與機(jī)械絕緣節(jié)軌道電路的等長(zhǎng)傳輸，提升了ZPW2000a的軌道電路傳輸長(zhǎng)度。

②ZPW2000a軌道電路調(diào)整要依照固定軌道電路長(zhǎng)度和允許最小道碴電阻的方式，可以與標(biāo)準(zhǔn)道碴和低道碴電阻的傳輸長(zhǎng)度相契合，提升軌道電路系統(tǒng)的穩(wěn)定與可靠性。

③ZPW2000a軌道電路是選用國(guó)產(chǎn)信號(hào)數(shù)字電纜，銅芯線徑有所減小，并用長(zhǎng)鋼包銅引接線替代了70mm2銅引接線，不僅增大了傳輸距離，而且便于維修和防護(hù)。

④可以通用四種載頻頻率的接發(fā)設(shè)備，在檢測(cè)功能日趨完備的條件下，實(shí)現(xiàn)了“N+1”冗余，不僅減少了運(yùn)轉(zhuǎn)備用的設(shè)備數(shù)量，而且可以實(shí)現(xiàn)雙機(jī)互為冗余，降低了工程造價(jià)。2 ZPW2000a軌道電路構(gòu)成及其工作原理

ZPW2000a無(wú)絕緣軌道電路系統(tǒng)由三個(gè)部分構(gòu)成。

2.1 室外部分

①電氣絕緣節(jié)的調(diào)諧區(qū)由調(diào)諧單元、空芯線圈、設(shè)備引接線、鋼軌構(gòu)成，其功能主要用于相鄰軌道電路之間的電氣隔離。②機(jī)械絕緣節(jié)。由空芯線圈與調(diào)諧單元并接及引接線構(gòu)成。③匹配變壓器。在道碴電阻為0.25-1.0Ω的狀態(tài)下，軌道電路實(shí)現(xiàn)與傳輸電纜的匹配連接。④補(bǔ)償電容。主要選用分段加裝補(bǔ)償電容的方法，延長(zhǎng)軌道電路長(zhǎng)度，從而在減少鋼軌電感對(duì)移頻信號(hào)傳輸影響的同時(shí)確保軌道電路的傳輸穩(wěn)定。⑤傳輸電纜。主要采用鐵路內(nèi)屏蔽的數(shù)字信號(hào)電纜，長(zhǎng)度控制在10km的范圍內(nèi)。

2.2 室內(nèi)部分

①接發(fā)器設(shè)備構(gòu)成，其中：發(fā)送器是采用N+1冗余設(shè)計(jì)，并選用高精度、高穩(wěn)定移頻信號(hào)源。接收器則接收主軌道電路的頻率信號(hào)和相鄰區(qū)段小軌道電路的頻率信號(hào)。②衰耗盤。用于主軌道電路和相鄰區(qū)段小軌道電路的調(diào)整使用。③電纜網(wǎng)絡(luò)。室內(nèi)電纜按照六段進(jìn)行設(shè)計(jì)，以補(bǔ)償室外傳輸電纜的長(zhǎng)度，補(bǔ)償長(zhǎng)度總和為10km。

2.3 系統(tǒng)防雷部分

進(jìn)行一般防護(hù)時(shí)主要由鋼軌引入縱橫向的雷電信號(hào)，并要考慮在電化牽引區(qū)段內(nèi)，牽引回流不暢條件下的縱向不平衡電壓峰值，對(duì)于非電化區(qū)段則主要考慮50Hz、交流220V的電流影響。同時(shí)，防雷地線電阻值在10Ω以內(nèi)，要加裝長(zhǎng)的銅制地線，并在石質(zhì)多雷地區(qū)，加裝貫通地線。

ZPW2000a軌道電路的工作原理，主要為：在主軌道電路和調(diào)諧區(qū)小軌道電路延續(xù)段的區(qū)域內(nèi)，接收器和發(fā)送器向主軌道和相鄰區(qū)段的小軌道電路接發(fā)頻率信號(hào)，并提供相應(yīng)的電路狀態(tài)條件。

3 ZPW2000a軌道電路調(diào)整

3.1 主軌道電路調(diào)整

主軌道電路調(diào)整以軌道電路調(diào)整表為前提，根據(jù)不同區(qū)段的載頻及長(zhǎng)度，在發(fā)送器端子上調(diào)整發(fā)送電平，在衰耗盤端子上調(diào)整接收電平，具體調(diào)整步驟為：首先在查出相應(yīng)的接收電平和發(fā)送電平級(jí)數(shù)的條件下，再依照“接收電平調(diào)整表”查出衰耗變壓器的端子，依照“發(fā)送電平調(diào)整表”查出發(fā)送器輸出端子，根據(jù)調(diào)整表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)接收端子和發(fā)送端子進(jìn)行跨線連接。另外， 還要對(duì)模擬電纜進(jìn)行調(diào)整，要以電纜補(bǔ)償長(zhǎng)度調(diào)整表為依據(jù)，查出防雷模擬網(wǎng)絡(luò)盤端子，加以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

主軌道信號(hào)V1V2由C1C2變壓器B1輸入，B1變壓器的阻抗為36-55Ω，有較好的抗干擾性能。

3.2 小軌道電路的調(diào)整

對(duì)小軌道電路的調(diào)整要以小軌道電路調(diào)整表為依據(jù)，在衰耗盤接入之前，先按照104mV進(jìn)行調(diào)整，在開(kāi)通小軌道電路之后，測(cè)量小軌道電路信號(hào)的大小，依照小軌道電路調(diào)整表，對(duì)衰耗盤端子進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)過(guò)調(diào)整之后，要將小軌道信號(hào)保持在100mV-120mV的范圍內(nèi)。

小軌道電路調(diào)整可以采用正反向運(yùn)行的方式，在衰耗盤內(nèi)設(shè)置兩套不同的衰耗調(diào)整電阻，并根據(jù)調(diào)整方向的不同，對(duì)短小軌道電路進(jìn)行正反方向的調(diào)整，正方向調(diào)整可以選用a11-a23端子，反方向調(diào)整可以選用C11-C23端子，負(fù)載阻抗選用3.3KΩ。

3.3 ZPW2000a軌道電路調(diào)整的前提條件和要求

進(jìn)行ZPW2000a軌道電路調(diào)整的前提條件和要求，要滿足以下條件：①“軌出1”電壓控制在≥240mV；“軌出2”電壓控制在≥100mV，小軌道電壓控制在≥20V的條件。②軌道電路可以進(jìn)行全程的斷軌檢查，在主軌道斷軌的調(diào)整狀態(tài)時(shí)，要使“軌出1”的電壓≤140mV；小軌道斷軌的調(diào)整狀態(tài)時(shí)，要使“軌出2”的電壓≤63mV。

4 ZPW2000a無(wú)絕緣軌道電路的使用整治

4.1 道床整治

由于道床污染和潮濕等原因，道床電阻下降，而使軌道電路無(wú)法持續(xù)、正常地工作，因而，需要對(duì)道床進(jìn)行整治，要聯(lián)合工、電進(jìn)行整治，主要針對(duì)道床內(nèi)部的線路排水系統(tǒng)，進(jìn)行通暢不積水的整治工作，從而使道床的電阻值恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)值之內(nèi)。其具體工作任務(wù)為：對(duì)絕緣失效或破損的墊板、片等，要進(jìn)行全面更換，確保這些基本扣件、絕緣墊片的絕緣電阻，與標(biāo)準(zhǔn)值無(wú)偏差。要及時(shí)清洗污染物和泥土，每年進(jìn)行一次清污工作，并提出道床電阻測(cè)試報(bào)告。

4.2 分割ZPW2000a軌道電路

在對(duì)ZPW2000a軌道電路進(jìn)行分割處理時(shí)，要依據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行分割，只有當(dāng)?shù)来搽娮柚道?.0Ω/ km以上時(shí)，要在考慮傳輸電纜長(zhǎng)度小于10 km的條件下，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的分割，具體要求主要考慮以下幾點(diǎn)：①當(dāng)0.6Ω. km≤道床電阻<1.0Ω. km時(shí)，軌道電路的分割區(qū)段要控制在<800m之內(nèi)。②0.5Ω. km≤道床電阻<0.6Ω. km時(shí)，軌道電路的分割區(qū)段要控制在<550m之內(nèi)。③當(dāng)閉塞區(qū)段內(nèi)的隧道長(zhǎng)度>500m時(shí)，要對(duì)軌道電路進(jìn)行分割，分割應(yīng)當(dāng)控制在三段之內(nèi)，并預(yù)留干線電纜。④要特殊考慮并研究傳輸電纜長(zhǎng)度>10 km的情況。

4.3 ZPW2000a軌道電路的使用處理及設(shè)備測(cè)試

ZPW2000a軌道電路在小軌道電路區(qū)段設(shè)置了閉塞控制，為了更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)諧區(qū)的檢查，要考慮軌道電路紅光帶的問(wèn)題，需要在小軌道電路區(qū)段采用雙鋼軌引接線，并接入微機(jī)信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)施故障報(bào)警。

4.4 要不斷優(yōu)化和完善軌道電路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

ZPW2000a軌道電路要依照統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，要合理優(yōu)化設(shè)計(jì)自動(dòng)閉塞區(qū)段內(nèi)的施工工藝和設(shè)計(jì)，尤其要注重通道、防雷、電源、電磁兼容等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在博采眾長(zhǎng)的前

提下，進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和試驗(yàn)驗(yàn)證，從而形成我國(guó)自主創(chuàng)新的高速鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，確保軌道電路使用安全與穩(wěn)定。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，鐵路信號(hào)工程是具有特殊性質(zhì)的建設(shè)工程，在鐵路部門之中，鐵路信號(hào)由傳感技術(shù)、傳輸技術(shù)和控制技術(shù)和構(gòu)成，具有傳感和傳輸?shù)碾p重功用，在我國(guó)鐵路進(jìn)入了“跨越式發(fā)展”的戰(zhàn)略思路背景下，傳統(tǒng)鐵路信號(hào)系統(tǒng)正在向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，ZPW2000a軌道電路系統(tǒng)我國(guó)的自主研制的設(shè)備，可以保證列車高速追蹤運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)全程列車的無(wú)盲點(diǎn)檢查、鋼軌全程斷軌檢查，從而提升行車安全和運(yùn)輸效率。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 蔡濤，李威，張琨.軌道電路的分路不良問(wèn)題[J].科技傳播，2015（23）.

[2] 魏源，范東賀，盧鑫.基于軌道電路解決站內(nèi)分路不良方案的研究[J].價(jià)值工程，2014（08）.