高鐵ZPW—2000A軌道補(bǔ)償電容短路故障處理分析

【摘 要】本文分析了高鐵ZPW-2000A軌道補(bǔ)償電容發(fā)生短路故障時(shí)軌道區(qū)段的電壓變化規(guī)律，根據(jù)數(shù)據(jù)測試結(jié)果分析出軌道補(bǔ)償電容短路的故障處理維護(hù)辦法。

【關(guān)鍵詞】補(bǔ)償電容；軌道電路；高鐵ZPW-2000A

引 言：高鐵的軌道電路補(bǔ)償電容一般安裝在主軌道與小軌道區(qū)段之間，本文以鄭州鐵路局某區(qū)間下行線客專ZPW-2000A軌道紅光帶故障事件為例，對(duì)軌道的補(bǔ)償電容短路紅光帶故障進(jìn)行了分析和處理。其軌道相關(guān)設(shè)備空間關(guān)系如圖1所示。

一、故障數(shù)據(jù)分析

軌道發(fā)生紅光帶故障后，可以通過中央監(jiān)控系統(tǒng)查看下行咽喉（AG）軌道區(qū)段電壓電流等基本數(shù)據(jù)：信息無絕緣移頻軌道電路區(qū)間發(fā)送盒功出電壓幾乎無變化，但功出電流由322mA大幅下降至248mA，主軌電壓由434mv大幅下降400mV屬于嚴(yán)重異常，小軌電壓基本無異常為162mV；下行咽喉前方區(qū)段為上行咽喉（BG）軌道，BG主軌電壓基本無異常而BG小軌電壓由162mV大幅下降60mV。

由于中央監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)QZH軌室里外分界節(jié)點(diǎn)處的電壓數(shù)據(jù)沒有采集，故對(duì)初步軌道電路分析有一定影響。下行咽喉小軌道電壓數(shù)據(jù)基本正常，故障沒有發(fā)生在受端（JS）設(shè)備上，即故障可能發(fā)生在下行咽喉區(qū)段的送端（FS）設(shè)備上。相關(guān)技術(shù)人員對(duì)14號(hào)中繼站機(jī)械室的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行故障測試。測試數(shù)據(jù)如下：電纜側(cè)電壓異常偏高，高出正常值15.02V，正常值為61.3V；FS端電纜模擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備側(cè)電壓沒有異常，JS端電纜模擬網(wǎng)絡(luò)電纜側(cè)主軌電壓異常偏低，下降13.54V，正常值為14.70V；小軌電壓沒有異常，在1.439V左右。由于主軌電壓偏離正常值幅度較大，結(jié)合現(xiàn)場測試的FS端和JS端數(shù)據(jù)可以判斷FS端電纜側(cè)電壓可以正常傳導(dǎo)至室外電路，因此，故障點(diǎn)不在室內(nèi)而在室外。

二、室外故障分析與處理

對(duì)下行咽喉軌道區(qū)段FS端軌面電壓進(jìn)行了測試，發(fā)現(xiàn)軌面電壓出現(xiàn)異常，比正常值3.74V低2.33V，為1.41V。由此可以判斷出短路故障點(diǎn)在FS端模擬網(wǎng)絡(luò)與FS端軌面之間，或者在FS端軌面之后。技術(shù)人員對(duì)調(diào)諧匹配單元進(jìn)行檢查分析后發(fā)現(xiàn)無異常表現(xiàn)，又對(duì)E1、E2連接電纜和V1、V2測試端子分別進(jìn)行了開路測試檢測，監(jiān)測出測試電纜端電壓出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，調(diào)諧匹配單元的電壓數(shù)據(jù)亦高于常值，故判斷短路故障發(fā)生點(diǎn)不在FS端模擬網(wǎng)絡(luò)與FS端軌面之間。在故障排查過程中發(fā)現(xiàn)，下行車在上行線反向行車8分鐘后各區(qū)段電壓恢復(fù)正常，故障突然消失。

各區(qū)段電壓恢復(fù)正常說明故障的產(chǎn)生于列車行駛時(shí)產(chǎn)生的劇烈震動(dòng)有關(guān)，故障沒有得到清查存在安全隱患。由于已經(jīng)判斷出故障點(diǎn)在下行咽喉區(qū)段的FS端軌面之后，因此，在“維修天窗”期間對(duì)下行咽喉區(qū)段紅光帶故障進(jìn)行了深入檢測和排查。測試檢查了JS端、FS端調(diào)諧設(shè)備，線路內(nèi)補(bǔ)償電容容值以及線路內(nèi)其他可能的干擾因素等，發(fā)現(xiàn)各補(bǔ)償電容容值均無異常，在正常值25μF左右，亦無異常干擾因素。

考慮到故障可能受震動(dòng)影響，對(duì)11個(gè)軌道補(bǔ)償電容依次進(jìn)行了人工短路測試試驗(yàn)和震動(dòng)檢查，模擬故障發(fā)生現(xiàn)場。發(fā)現(xiàn)下行咽喉主軌道補(bǔ)償電容C2與C6同時(shí)短路時(shí)軌道各區(qū)段電壓數(shù)據(jù)與故障時(shí)中央監(jiān)控顯示的電壓數(shù)據(jù)基本相符。故可以判斷由震動(dòng)導(dǎo)致的電容短路故障由C2或C6引起，故對(duì)C2與C6進(jìn)行了震動(dòng)檢查。通過通用的軌道電路故障數(shù)字智能診斷儀發(fā)現(xiàn)補(bǔ)償電容C6的接引線電流異常偏高，超出正常值4.02A，正常值為2.00A，與此同時(shí)，中央監(jiān)控確認(rèn)下行咽喉出現(xiàn)紅光帶故障。測試數(shù)據(jù)如下：下行咽喉軌道主軌電壓30mV，發(fā)送功出電流251mA，前方上行咽喉小軌電壓為102mV，和原故障發(fā)生時(shí)軌道電壓電流數(shù)據(jù)基本吻合。對(duì)此時(shí)的C6電容容值進(jìn)行了二次檢測，移頻表數(shù)據(jù)顯示電容容值擴(kuò)充至900μF，遠(yuǎn)高于25μF的正常值。補(bǔ)償電容C2經(jīng)測試后無數(shù)據(jù)異常表現(xiàn)。補(bǔ)償電容可以補(bǔ)償由鋼軌感應(yīng)電抗引起的無功損耗，一般情況下，當(dāng)補(bǔ)償電容值異常時(shí)，主軌電壓會(huì)也會(huì)異常升高或降低。

三、補(bǔ)償電容故障處理

經(jīng)室外測試后，判斷發(fā)現(xiàn)故障原因在于補(bǔ)償電容C6容值異常偏高使得線路發(fā)生了短路。拆除下行咽喉區(qū)段C6補(bǔ)償電容后，下行咽喉主軌電壓恢復(fù)至307mV，紅光帶故障消失，二次接通補(bǔ)償電容C6后再次紅光帶故障復(fù)現(xiàn)，故確認(rèn)紅光帶故障原因是補(bǔ)償電容C6容值異常偏高導(dǎo)致的線路短路。故障原因確認(rèn)后，對(duì)補(bǔ)償電容C6進(jìn)行更替，更替后的電容容值經(jīng)檢測為25.3μF，對(duì)下行咽喉軌道各區(qū)段進(jìn)行電壓電流測試。測試發(fā)現(xiàn)下行咽喉主軌道電壓、小軌道電壓電流數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，前方上行咽喉主軌電壓小軌電壓電流數(shù)據(jù)亦恢復(fù)正常，紅光帶故障順利解決。進(jìn)一步對(duì)軌道區(qū)段下行咽喉內(nèi)補(bǔ)償電容C6進(jìn)行入所測試，發(fā)現(xiàn)其電容容值在震動(dòng)條件下極不穩(wěn)定，行車上道測試時(shí)的軌道電壓電流數(shù)據(jù)有較大差異，確定補(bǔ)償電容C6存在較大故障。

結(jié)語

補(bǔ)償電容容值變化是發(fā)生紅光帶事故的常見原因，但具體問題的排查則需要在“維修天窗”時(shí)期進(jìn)行。對(duì)軌道補(bǔ)償電容的分析及處理僅能夠保證高鐵及軌道的安全，并不能保證同一事故不會(huì)再次發(fā)生。因此，每當(dāng)紅光帶事故發(fā)生時(shí)都應(yīng)具體問題具體分析，根據(jù)室內(nèi)監(jiān)控軌道的電壓電流異常情況及室外排查情況，逐步縮小故障點(diǎn)的范圍，從而準(zhǔn)確找出事故發(fā)生的原因。

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作者簡介：

姓名：陳曦（1985年10月），性別：男，民族：漢族，湖北省孝感市人

（作者單位：北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司）