ZPW-2000A軌道電路鄰區段干擾原因分析及總結

李達奇

(中國鐵路沈陽局集團有限公司吉林電務段，吉林省吉林 132001)

1 概述

近年來，國內電氣化鐵路高速發展，ZPW-2000A型無絕緣軌道電路得到廣泛應用。然而，無絕緣軌道電路不可避免產生鄰區段和鄰線干擾。鄰區段干擾是指同線路兩相鄰區段間信號越過電氣絕緣節后形成的干擾，干擾超過一定量值，會影響機車信號的正常工作，降低行車運行效率，危及行車安全，對運輸生產安全造成極大的影響。如何防止，整治ZPW-2000A頻率干擾，已經成為當前急需解決的問題[1]。

2 鄰區段干擾的主要原因

2.1 調整問題

軌道電路標調要以軌道電路調整表作為調整依據，嚴格按照調整表來進行標調。調整內容包含了本區段的發送電平級，接收電平級，電纜補償總長要求等。軌道電路如果沒有按照對應調整表來調整，本區段信號過強，會增加信號串到相鄰區段的概率，產生鄰區段干擾[2]。

2.2 電纜質量和應用問題

電纜的質量問題會導致有干擾信號串入。部分現場出現過電纜質量問題，屏蔽能力下降。如果有某段（機柜內部或者室外）存在相鄰兩個區段的電纜布置在同一通道，容易因電纜質量問題導致本區段信號與相鄰區段信號經過電纜線間信號耦合，最終串入鄰區段的干擾信號。

電纜的應用不規范也會出現干擾信號。比如上段提到的相鄰兩個區段的電纜走同一通道，就是施工不規范。還有電纜捆扎沒有按照正常的方式，或者電纜存在接地，絕緣破損等問題，也會導致干擾信號通過電纜進入本區段，最終串入本區段接收器。

電纜問題可以通過查找干擾源來判斷。在測試有鄰區段干擾問題的區段時，當斷開被干擾區段的送受端調諧匹配單元的E1E2，或者斷開鋼軌引接線時，干擾量消失或大幅降低，證實干擾是從室內或者室外電纜耦合過來的，是電纜質量或者應用存在問題。否則，與電纜無關，干擾是從其他通道進入本區段。

2.3 零阻抗值超標

ZPW-2000A軌道電路電氣絕緣節的零阻抗，實現相鄰區段信號的隔離。原理如圖1所示：“f1”端的調諧單元（BA）的L1C1對“f2”端的頻率為串聯諧振， f2端的調諧單元（BA）的L2C2對f1端的頻率為串聯諧振，串聯諧振呈現較低阻抗（約數十毫歐姆，稱“零阻抗”）相當于短路，阻止了相鄰區段信號進入本軌道電路區段[3]。

圖1 調諧區零阻抗原理圖Fig.1 Schematic diagram of zero impedance in tuning area

測試方法：使用移頻表阻抗測量檔測試被干擾區段送端調諧單元雙根鋼軌引接線中干擾區段的電流i，同時測試被干擾區段送端軌面中干擾區段的電壓u，儀表顯示被干擾區段送端電氣絕緣節零阻抗的值。（電流測試不變，改測調諧單元引向軌面的銅端子的電壓，儀表顯示調諧單元零阻抗的值）[4]。電氣絕緣節零阻抗指標如表1所示。

表1 電氣絕緣節零阻抗指標Tab.1 Zero impedance indexes of electric rail joint

如果測試的零阻抗指標偏高，那么證明存在鄰區段干擾，這就需要在調諧區查找問題，以下3點會影響到零阻抗值：

1） 軌旁設備問題；

2）引接線質量或者捆扎問題；

3）鋼軌對地不平衡問題[5]。

根據以上提出的鄰區段干擾的原因，歸納處理鄰區段干擾問題的流程，如圖2所示。

圖2 處理鄰區段干擾問題的流程框圖Fig.2 Flow diagram of processing adjacent section interference problems

3 鄰區段干擾實際案例

以下是處理鄰區段干擾的實際案例。

據現場反饋，13247AG（1 700 Hz）室外測試時，C5電容附件測得鄰區段干擾信號（2 300 Hz）最大，約400 mA。

首先確認區段的載頻、區段類型、區段長度等信息，用以確定對應調整表，通過該調整表核對室內機柜配線。經確認，該區段的發送、接收電平級，電纜補償等測試項均與調整表一致，排除調整問題。

其次確認室內外電纜，選定該區段主軌的一個鋼軌測試點，本次選擇電容C4與C5中間的某點，測試分路電流，此時鄰區段2 300 Hz干擾電流為388 mA。在斷開本區段送受端調諧匹配單元的E1E2接線后，本區段1 700 Hz基本降為0，但2 300 Hz干擾信號不變，證明調諧匹配單元到室內的電纜無問題。

然后檢查調諧區。根據上文提到的測試方法，分別測試該區段電氣絕緣節和調諧匹配單元的零阻抗值。電氣絕緣節零阻抗測試結果為0.0 587 Ω。零阻抗值偏高。調諧匹配單元的零阻抗值為0.0 453 Ω。調諧匹配單元指標正常，排除設備問題。

檢查調諧區鋼軌引接線時，發現現場引接線交叉放置，如圖3所示。

圖3 現場鋼軌引接線圖示Fig.3 Schematic diagram of rail wiring on the site

按照設計院的鋼軌引接線的接線要求，引接線從室外設備兩個端子引出后，要捆扎在一起，然后接入鋼軌塞孔中，正確接法如圖4所示。

圖4 鋼軌引接線標準捆扎圖示Fig.4 Diagram of rail wiring standard banding

通過對引接線的整理，現場接線布線情況如圖5所示。

4 測試結果及分析

鋼軌引接線按標準捆扎后，測試該區段干擾比較大的測試點的分路電流數據如表2所示。

圖5 現場整改后引接線捆扎圖示Fig.5 Rail wiring banding diagram after site rectification

表2 13247AG引接線整改前后數據對比Tab.2 Data comparison before and after the rectification of 13247AG wiring

由于之前的引接線有些長，現在引接線捆扎后不能拉直接到鋼軌上，但保證上鋼軌的4根線捆扎在一起，就能降低干擾信號值。捆扎后，零阻抗由之前的0.0 587 Ω降為0.0 446 Ω，零阻抗下降14 mΩ。

鋼軌引接線捆扎會降低干擾值的原理如圖6所示。

圖6 引接線捆扎電感量下降原理圖Fig.6 Schematic diagram of inductance value drop in wiring banding

如果鋼軌引接線不捆扎，那么PT的兩個端子的引接線會形成一個大致的圓弧，根據右手定則，引接線構成的回路形成一個磁場，產生額外電感量，破壞原有PT內部的串聯諧振。這會導致串聯諧振后的零阻抗上升，零阻抗上升會導致相鄰區段的干擾信號不能完全短路，會有部分電流進入本區段[6]。

如果鋼軌引接線捆扎牢固，那么鋼軌雙端引接線并行，電流一正一反，產生的磁場相互抵消，將不會產生太大的額外電感量，不會影響到PT內部串聯諧振的零阻抗，所以，引接線捆扎的規范與否對鄰區段干擾影響很大[7]。

5 結束語

在交流電氣化區段，軌道電路是信號設備與線路和接觸網結合的部位。鄰區段干擾問題是比較常見的干擾問題，處理類似問題，如有相對應的處理措施、規范會具有事半功倍的作用。通過本文提供的幾種處理方式，給施工單位，維護單位提供一些處理問題的思路，比如施工階段嚴查電纜質量和應用問題，在采集區段信息時，注意區段信息的準確性，在開通運營后，日常維護時測試調諧區零阻抗極阻抗，消除隱患。避免簡單的更換設備解決問題的方式，旨在對現場人員，在電纜施工，施工配合和日常維護中提供相應指導，引起重視并采取有效的防護措施，確保生產安全有序可控[8]。