ZPW-2000軌道電路典型案例分析及對策

潘曉東 中國鐵路上海局集團有限公司上海鐵路軌道交通開發有限公司

1 設備應急處置要點分析

ZPW-2000無絕緣制式軌道電路是在UM71軌道電路基礎上發展的軌道電路，能夠符合我國鐵路列車追蹤間隔短、車型多輪軌關系復雜等特點，實現區間自動閉塞追蹤和占用檢查功能。其性能穩定，安全可靠性高，經技術的逐步發展，關鍵設備的冗余性能進一步提升。設備原理見圖1。

圖1 原理圖

目前，ZPW-2000軌道電路實現冗余的設備主要有：室內發送器、接收器等。非冗余的設備主要有：電纜模擬網絡、室外匹配變壓器、室內衰耗盒等。與25 Hz軌道電路不同，ZPW-2000 A軌道電路在集中監測中采集點多，一般借助集中監測能夠第一時間判斷故障范圍。發生故障時，按由先到后主要瀏覽項目如下：主軌出、小軌出、軌入、接收端電纜側、發送段電纜側、發送盒功出等各部電壓日曲線及發送和功出電流日曲線等。各設備的故障查找分析原則如下：

（1）電纜模擬網絡故障。微機監測調閱或移頻表測試模擬網絡電纜設備側、電纜側電壓，發送端模擬網絡設備側測試電壓和發送盒功出電壓相當，電纜側無電，接收端模擬網絡電纜側有電壓而設備側無電壓。對故障電纜模擬網絡進行更換并進行測試。

（2）衰耗盒故障。測試衰耗盒軌入電壓正常，軌出、小軌出電壓不正常，則判斷衰耗盒故障，進行更換并測試。

（3）匹配變壓器故障。在本區段發送端電纜模擬網絡上測試電纜側電壓輸出正常，衰耗盒上測試主軌電壓、小軌均無電壓，則可判定為接收端匹配變壓器故障（連續兩個區段紅光帶）；在本區段發送端電纜模擬網絡上測試電纜側電壓輸出正常，衰耗盒測試小軌電壓正常，次一區段衰耗盒測試小軌無電壓，則可判定為發送端匹配變壓器故障（本區段紅光）。對故障匹配變壓器進行更換，并進行測試。

（4）調諧單元故障。在電纜使用正確，全程絕緣良好的情況下，出現鄰區段干擾，對調諧單元極阻抗、零阻抗進行測試，不達標的進行更換。

（5）空芯線圈故障。發送、接收端測試電壓正常，而出現50 Hz干擾時，測試空心線圈阻抗值，不達標進行更換。

（6）發送器故障。若發送器故障，微機監測調閱功出電壓應為0，用移頻表測試衰耗盒發送功出電壓為0，判斷為發送器故障后，對發送盒進行更換并對功出電壓進行測試。

（7）接收器故障。接收器為1+1并機使用，若轉換后出現紅光帶，在衰耗盒上測試GJZ，GJB，XG均無電壓，則判斷切換后的接收器故障。更換故障接收器并轉換試驗。

（8）補償電容故障。表現為電壓波動，其中區段前三、后三只補償電容故障應造成波動明顯易造成紅光帶故障。

2 典型案例分析

2.1 模擬網絡故障

現象：某區段發送器功出電壓無變化，發送端電纜側電壓大幅下降，該區段GJ繼電器落下。

處置：室內測試故障區段發送功出電壓為156 V，正常。測試發送端區間綜合柜零層QZH-D1-1、3端子（電纜側）電壓為0 V，QZH-D8-1、3（設備側）電壓正常。判斷為電纜模擬網絡故障，更換后恢復。

模擬網絡故障時曲線見圖2。

圖2 模擬網絡故障時曲線

2.2 補償電容故障

現象：某區段紅光帶，測試發送段電壓正常，接收端電壓異常。

處置：故障時，測試室內發送功出電壓、發送電纜側電壓正常，室內接收端電纜側電壓異常。判斷故障在室外。室外人員同步測試發送端調諧匹配單元輸入、輸出均正常。接收端輸入異常。為進一步驗證，測試發送端軌面電壓:3.5 V左右、接收端軌面電壓：180 mV左右。判斷故障因軌面電壓衰耗導致，立即從發送、接收兩端徒步檢查、測試補償電容，同時通知工務檢查鋼軌。依次測量 C12、C11、C10、C9、C8軌面電壓和補償電容容值都在正常范圍之內，C8軌面電壓2.2 V左右，在C7處測到的軌面電壓驟降為190 mV左右，電容容值大于500 μF，當即判斷為C7電容容性不良，將C7電容線路內側塞釘頭打掉，紅光帶消失，C7處軌面電壓上升為2.1 V左右。

2.3 衰耗盒故障

現象：某高鐵站內ZPW-2000一體化軌道電路區段在排列接車進路時出現紅光帶，后可自動恢復。

處置：對故障時監測數據進行調查，模擬量回放：故障時區段功出電壓、電流正常，排除發送通道問題。故障時區段主軌電壓集中監測回放在22 mV，軌入電壓、電纜側電壓正常，在故障時未實測，故障持續15 min后自動恢復。懷疑接收通道半開路。開關量回放：故障時，應該股道有分割點，分割點的兩個區段分別設置不同的控制發碼方向繼電器，在排列接車進路，G1方向繼電器狀態變化，軌道電路通道有斷開和恢復過程，在電流沖擊下，可能造成半開路情況的故障顯現。結合模擬量測試數據，接收通道內模擬網絡-衰耗盒-接收盒通道問題。后經進一步查找，發現衰耗盒后背板調整封線冷壓接頭接觸不良，通道內電流變化沖擊形成半開路。

2.4 調諧匹配單元故障

現象：某普速鐵路區間ZPW-2000軌道電路紅光帶，發送電壓正常，接收電壓大幅下降。

處置：因普速鐵路小軌納入聯鎖，通過故障現象，可初步判斷故障點在發送通道內。通過集中監測調閱發現，故障區段發送端電纜側電壓40 V，接收端電纜側電壓為0 V，同時相鄰區段接收的小軌電壓為0 V。室內現場測試電纜模擬網絡電纜側電壓，數值與微機監測基本一致。通過上述數據分析判斷故障在室外。室外人員到達現場后，在接收端測試受端軌面電壓為零，隨后趕往送電端。到達發送端測試軌面電壓為20 mV，打開送端調諧單元，測試匹配變壓器E1、E2側電壓為38 V，V1、V2側電壓為29 mV左右。甩開電纜測試電纜上電壓為128 V，判斷故障為發送端匹配單元內部不良，更換后故障恢復。

2.5 配線故障

故障現象：某普速鐵路區間ZPW-2000軌道電路紅光帶，發送電壓正常，接收電壓無。

處置：調閱微機監測發現：故障區段發送端電纜側電壓為0.1 V，發送盒發送功出電壓為135 V，初步判斷室內故障。更換發送端模擬網絡后故障未消失。隨后測量區間綜合柜電纜模擬網絡測量電纜入電壓為0.5 V，電纜出電壓為0.4 V，確定為室內故障區段模擬網絡-發送盒之間故障，進一步查看圖紙分別測量組合（位置QZ1-4）QZJ51和QZJ61接點間電壓為9 V、FBJ31和FBJ41接點間電壓為15 V，電壓均小于實際值（單根斷線后電壓），經測試移頻柜02-1、02-2端子，電壓正常。進一步縮小故障范圍為組合柜QZ1-4組合FBJ至移頻柜QY1-3間單根斷線。經查找，測試組合柜QZ1-4側面端子08-1或08-2電壓時發現08-2接點脫焊，造成組合側面端子08-2至QZ1零層D9-02-2開路，重新焊接后故障恢復。

發送通道電路見圖3。

圖3 發送通道電路圖

3 結束語

ZPW-2000制式軌道電路結構雖復雜，但同一種型號電路結構統一，邏輯性強，通過熟知其原理及定型電路結構，總結不同器材故障特征表現、電路中不同位置斷點的電氣特性參數規律，能夠第一時間判斷故障點，提高故障處理效率，縮短故障延時。