京九線橫崗站道岔區段動車組受干擾制動案例分析

榮德礎

（中國鐵路南昌局集團有限公司南昌電務段，南昌 330002）

南昌局京九線橫崗站為普速電氣化區段中間站。站內采用25 Hz相敏軌道電路和ZPW-2000A電碼化設備。于2016年12月22日開通過渡站形，如圖1所示。23、24日發生3起動車組在該站10/12#道岔區段制動停車故障。

1 查找分析

1.1 動車組接收地面干擾信號位置判斷

分析動車組PC和CF卡數據發現3起故障具有以下共同特點：干擾信號的頻率、竄入位置、持續時間基本相同。均為距SJ進站信號機內方約140 m起收到地面2 000 Hz附近持續不穩定載頻（無低頻）信息，時間均超10 s，如圖2所示。

經現場測量，距SJ內方140 m位置為10#道岔岔尖處，10/12#道岔工務圖號為60-18號KZX-(07)04，單組道岔側向長約70 m，岔后側向引軌長度約9 m，兩組道岔側向長度約156 m。三組動車組進站速度均約40 km/h，運行時間約14 s，與動車組接收地面干擾信號的時間吻合，判斷竄碼起止點為10#和12#道岔側向區段內，如圖3綠色線條示意位置。

1.2 干擾信號查找分析

1.2.1 動車組數據分析

3組動車CF卡數據曲線截圖顯示：接收地面干擾信號預估載頻分別為1 967.81、2 047.67、 2 049.21 Hz。23日動車組D6532（CRH2A-2236-01）CF卡 數據曲線如圖4所示。

從圖4中可以看出，動車組車載設備接受并解析了載頻為1 967.81 Hz頻率信號。

1.2.2 道岔區段測試情況

對10DG 、12DG軌道電路區段進行檢查、測試（本文介紹12DG有關測試情況），具體如下。

1）測試軌面干擾信號電壓情況。從圖5、6、7曲線中可以看出，干擾頻率1 950、2 000、2 050 Hz附近載頻最高幅值分別約531、265、1 182 mV（動態變化分別為210～531 mV、170～265 mV、430～1 182 mV）。

2）測試12DG受端電源引接線干擾信號電流情況。監測12DG受端等阻線2 000 Hz附近諧波電 流 值 ：1 950、2 000、2 050 Hz分 別 在 220～1 150 mA、200～ 1 010 mA、190～ 1 620 mA間動態變化，具體如圖8所示。

3）進一步在牽引變電所橫崗站所屬供電臂測試軌回和地回線纜，發現同樣存在幅值較大的2 000 Hz附近工頻諧波信號，即1 950、2 000、2 050 Hz諧波信號。

1.2.3 電氣化區段牽引諧波信號分析

1）根據電氣化牽引區段軌道電路鋼軌牽引電流各次諧波抗擾度試驗結論，電氣化區段鋼軌中牽引電流諧波成分是存在的，典型次數諧波具體如表1所示。

表1 牽引電流各次諧波比例表

2）鐵路牽引接觸網內工頻諧波產生的原因。目前全路廣泛使用的交直（如SS系列）、交直交（如HXD、CRH系列）型電力機車屬非線性負載，管內普速鐵路使用較為普遍的車型主要有HXD1B、C、D, HXD3C, SS8, CRH2等， 機 車 運 行 過 程中相當于一個諧波電流源。當諧波信號處于11、13、15、17、……40等次數時，即處于國產移頻和ZPW-2000頻帶內且幅值達到車載設備接收靈敏度門限值，便可被車載設備接收而形成干擾。

1.2.4 小結

為進一步區分干擾信號源，關閉橫崗站所有ZPW-2000A區間發送設備和站內電碼化設備試驗，測試10DG、12DG軌面2 000 Hz附近干擾信號依然存在，數據無變化；利用接觸網停電施工測試10DG、12DG軌面發現各頻段諧波信號完全消失。可判斷動車組接收來自軌面工頻諧波信號與ZPW-2000A設備頻率無關。

綜合以上情況，可以得出以下結論：接收到地面2 000 Hz附近頻率工頻諧波信號且幅值遠遠大于車載設備接收門限值是造成動車組制動停車的源頭問題。

1.3 道岔區段兩條鋼軌電流不平衡和車載設備接收地面干擾信號分析

1.3.1 1/18及以上大號碼道岔牽引回流分析

25 Hz相敏軌道電路道岔區段（心軌彎股側切斷）跳線連接情況如圖9所示。動車組經過道岔側向位置時，因道岔結構原因導致部分區間左右鋼軌條牽引回流不平衡，動車組從B→A或A→B方向運行均存在該問題，1/18及以上道岔尖軌較長，影響則更大。

1.3.2 10/12#道岔區段不平衡問題檢查分析

10/12#道岔轍叉號為1/18，長尖軌道岔在結構上存在部分區段電流不平衡缺陷。另外，現場檢查還發現以下兩個問題。

問題1：岔區段心軌部分跳線安裝錯誤4處，增加了區段內左右鋼軌電流不平衡問題發生的部位（為便于分析，此示意圖未將道岔渡線絕緣處實際有的空扼流回流通道過渡方案畫上），如圖10所示。

從圖10中可以看出，跳線錯誤安裝（主要是紅色跳線漏裝），增加了12#道岔心軌部分單鋼軌條無流導致的左右鋼軌不平衡問題，同時由于到道岔直向位置線路未開通，也造成12DG受端扼流變兩等阻線上電流不平衡。

問題2：為溝通臨時過渡牽引回流通道，過渡站形在10/12#道岔渡線絕緣上增加空扼流回流方案，現場軌道電路區段實際牽引回流通道情況如圖11所示。

從圖11可以看出，增加過渡回流方案后，道岔區段不平衡問題從10#道岔側向位置（即A點）開始延伸至12#道岔側向岔后。

1.3.3 道岔區段無碼，車載設備接收干擾信號

動車組在道岔側向位置運行時，該道岔區段無機車信號載頻和低頻電碼化信息，當動車組感應線圈接收到軌面在解調頻帶范圍內的感應電流和電壓諧波信號且幅值達到響應門限值時，如表2所示，線圈會將諧波干擾信號傳輸給車載TCR。

1.3.4 小結

在10/12#道岔區段現場測試的諧波信號電壓和電流幅值遠高于機車接收線圈響應門限值，故車載設備接收到地面干擾信號致使動車組制動停車。

表2 接受線圈頻率響應表

2 處置情況

2.1 安裝錯誤跳線處置

按標準圖重新安裝道岔區段四處跳線。

2.2 牽引回流過渡方案修改

聯系設計部門重新修改牽引回流過渡方案，拆除10/12#道岔渡線空扼流連接，在進站口增加橫向連接線，具體如圖12所示。

2.3 效果

實施后，動車組未出現報錯和制動停車故障。從DMS監控曲線和現場實測情況看，該道岔區段地面干擾信號幅值大幅度下降，測試軌面諧波信號約15～35 mV左右變化。

3 動車組車載設備分析

3.1 發生受干擾制動停車的動車組車載設備分析

3起發生干擾制動停車的動車組分別為D6504（CRH2A-2237-01）、D6532（CRH2A-2236-01）、D6504（CRH2A-2216-01）， 其 車 載 設 備 均 為200H型。200C等其他型號車載設備動車組未發生受干擾制動問題。

3.2 車載設備相關技術指標分析

管內普速鐵路在線運行的CRH2型動車組車載ATP設備配備200H和200C兩種。根據廠家提供的有關技術指標，兩種設備接收地面信號載頻解碼范圍存在較大差異：200C為（1700-1、-2，2000-1、-2、2300-1、-2、2600-1、-2）±3Hz ；200H 為（1700-1、-2，2000-1、-2、2300-1、-2、2600-1、-2）±50 Hz。200H型 動 車 組 解 碼范圍較200C型寬47 Hz。

3.3 小結

結合發生受干擾制動停車動車組車載設備型號和地面測試情況（地面竄入機車的1 950、2 000、2 050 Hz頻帶內諧波信號幅值強，遠高于車載設備門限值，且2 000 Hz附近載頻干擾幅值遠低于1 950 Hz和2 050 Hz附近頻率）。200C不解調1 950 Hz和5 050 Hz附近的載頻諧波信號，沒有發生制動停車問題。結論：可以判斷橫崗站動車組制動停車故障與200H型車載設備解碼范圍太大有關。

4 結束語

動車組受地面干擾信號制動停車的原因較為復雜，大量實踐證明，工頻諧波（無低頻）、ZPW-2000設備鄰頻等頻帶內干擾信號等原因造成車載設備解調制動較為多見。具備以下條件時動車組出現制動停車故障：1）地面軌道電路為無碼區段；2）區段內左右鋼軌存在不平衡；3）干擾信號處于車載設備解調頻帶內且幅值達到車載設備解調門限值；4）干擾持續時間大于10 s。具體到道岔區段應高度關注跳線安裝（含塞釘頭接觸）符合規定，特別是大號碼道岔，同時關注牽引回流通道設置和是否通暢等情況。根據有關規章技術標準，發送設備載頻檢測技術指標和范圍：ZPW-2000（移頻頻率+1、-2 ）±0.15 Hz，建議上級部門進一步規范200H等車載設備解調地面載頻范圍等技術指標。

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