淺析ZPW-2000A型移頻自動閉塞控制系統存在的問題

易斌

基金項目：湖南省教育廳科學研究項目《ZPW-2000A型區間閉塞自動控制系統的電路改進及優化方案的研究》（項目編號：17C1051）

摘要：ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統在我國已經有幾十年的應用基礎，本文將重點圍繞ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統進行研究，對現場使用中存在的問題和不足進行分析、討論。

關鍵詞：區間自動閉塞;ZPW-2000A軌道電路;電氣絕緣節

中圖分類號：U284.43;U284.92文獻標識碼：A文章編號：1672-9129（2020）06-0078-02

Abstract：ZPW-2000AtypeofuninsulatedfrequencyshiftingautomaticblocksystemhasbeenappliedinChinafordecades.ThispaperwillfocusontheresearchofZPW-2000Atypeofuninsulatedfrequencyshiftingautomaticblocksystem，andanalyzeanddiscusstheexistingproblemsanddeficienciesinthefielduse.

Keywords：Intervalautomaticblock;Zpw-2000atrackcircuit;Electricalinsulationjoint

目前，在我國的鐵路既有線和高速鐵路區間中，區閉自動閉塞系統多采用ZPW-2000系列無絕緣移頻自動閉塞控制系統。鐵路總公司在鐵路技術設備中長期建設計劃中明確規定：為提高我國自動閉塞裝備水平，必須采用ZPW-2000系列設備（或UM71）統一我國鐵路自動閉塞制式，這是一個強制性的技術裝備標準，也是今后一個時期自動閉塞發展的基本政策。

ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統在我國已經有幾十年的應用基礎，本文將重點圍繞ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統進行研究，對現場使用中存在的問題和不足進行分析、討論。

1ZPW-2000A的工作原理

ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統是我國在引進法國UM71區間閉塞系統基礎中，結合我國國情，在可靠性和安全性等方面進行技術改進后，實現的國產化。相較于最初從法國引進的UM71區間閉塞系統在我國的水土不服，基于國情改進的ZPW-2000A解決了調諧區斷軌檢查問題，實現軌道電路的全程斷軌檢查。同時，軌道電路的傳輸極限也由1000m增加到1500m。此外，通過將電纜改成SPT數字信號電纜、發送器改成“N+1”冗余、接收器改成雙機并聯等措施，大大地提高了區間自動閉塞的安全性、可靠性和傳輸長度。

ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞實質是由無絕緣軌道電路和發送、接收設備等構成移頻信號的傳輸通道。通過傳輸通道，可以實現列車的超速防護和區閉通過信號機的自動控制等功能。ZPW-2000A型無絕緣軌道電路分為主軌和小軌。室內發送器產生出不同含義的低頻調制移頻信號，通過ZPW-2000A室內設備及電纜通道送至室外，既向主軌傳送，也向小軌傳送，送至主軌的移頻信號經過鋼軌送到受端，經室外受端的調諧單元、匹配變壓器等設備回到室內并被本區段接收器接收處理。傳送至小軌的移頻信號將由運行前方相鄰軌道電路接收器接收并處理后，并將處理結果形成小道電路繼電器執行條件送回本區段接收器[1]。

此時，本區段接收器實際收到兩個信號，分別是本區段主軌移頻信號和小軌繼電器執行條件，通過判斷兩個信號，做出是否驅動本區段軌道繼電器GJ的決定，并由GJ的吸起或落下來判斷本區段是否空閑。

2應用中發現的不足及事例分析

2.1當ZPW-2000A與DX3型道口信號設備疊加使用時，出現對DX3道口信號干擾問題。

ZPW-2000A與DX3型道口信號設備疊加使用，出現對DX3干擾的問題。事例發生于濟南局管內膠黃線區間[2]。具體情況如下：在ZPW-2000A型三顯示移頻自動閉塞區段中有2處DX3型道口信號設備疊加，2處DX3道口信號設備共計16個道口控制器。當疊加區段沒有安裝補償電容時，各道口控制器正常工作。當疊加區段的ZPW-2000A安裝有補償電容時，補償電容對道口控制器呈現低容抗，導致控制器無法正常工作，出現區段長期處于占用的狀態，并引發道口設備錯誤報警。針對這一系統疊加后產生的現象，解決思路大致分兩種方向：1）在不改變系統疊加區段的補償電容和在保證道口控制器安全軌道作用距離下，盡可能縮短道口控制器軌道作用距離。2）在不改變道口控制器軌道作用距離的前提下，將道口控制器兩側最近的補償電容型號進行更換，替換成ZPW.CBGD型道口專用LC補償電容。

目前，全國鐵路平交道口改建、新建道口信號均采用DX3型區間道口信號設備，因此，對于ZPW-2000A無絕緣軌道電路與DX3道口設備疊加后產生的問題，非常具有代表性[2]。

2.2ZPW-2000A電碼化誤碼問題。軌道電路電碼化是指非電碼化的軌道電路在采用一定技術手段后，能根據列車運行前方信號機的顯示向機車發送各種信息碼。ZPW-2000A電碼化軌道電路主要是為了使列車在站內運行時，機車信號車載設備能繼續接收地面信號，而采用的ZPW-2000A疊加電碼化方式。

ZPW-2000A疊加電碼化方式就是在原有不具備傳遞行車信息的軌道電路（25HZ相敏軌道電路）上增加發碼設備（發送器、發送檢測器、防雷單元）和配套設備（隔離盒、防護盒、軌道變壓器）。使站內也能實現傳遞行車信息的作用，為列車提速提供技術支持。

當ZPW-2000A軌道電路疊加電碼化后，發現存在誤碼、掉碼等現象。主要原因是電碼化移頻電流與軌道電路電流處在同一傳輸徑路上，因此，會出現信號干擾的現象。當出現這種疊加電碼化后發碼故障的情況時，通常采用關閉電碼化設備的方法來查找故障點。方法一：關閉室內疊加電碼化的發送裝置。方法二：站內每個發碼區段增加一個GCJ，將用GCJ作為發碼電路的開關[3]。在關閉發送裝置的前提下，再分段進行傳輸通道的檢查，以縮小故障查找的范圍[3]。

2.3ZPW-2000A軌道電路干擾并導致兩根軌條產生對地電位不平衡，進一步影響列車運行安全。采用雙軌條制的ZPW-2000A移頻軌道電路在使用過程中，很容易因為鋼軌對地不平衡，感應電壓在鋼軌上形成電壓差，而導致列車在分路時在相關區段形成干擾電流。而干擾電流又容易對機車信號造成影響或使車載設備工作不穩定，從而影響列車運行安全[4]。

示例分析：通過監測發現，站內某區段的ZPW-2000A移頻軌道電路存在鄰線干擾。受干擾區段軌道電路為5DG，區段載頻為2000HZ，區段長度286m，電纜長度為10km。根據下發的3.0版移頻軌道電路調整表完成軌道電路調整。在查找5DG區段干擾來源的過程中，現場信號人員從3個步驟開展工作：一是確定造成干擾的來源;二是確定產生干擾源的原因;三是排除故障。

（1）確定干擾源。在查找和確定造成干擾的來源時，信號人員發現當關閉與5DG區段相鄰的7DG區段發送器（主機、備機均關閉）時，受干擾的5DG區段的干擾信號明顯減弱。為進一步驗證猜測，繼續將7DG區段室外送端扼流變壓器短接，短接后發現5DG干擾信號減弱。同時，當甩開7DG室外電纜時，5DG干擾信號也有減弱。因此，可以確定5DG區段的干擾信號是由于相鄰7DG區段干擾產生。

（2）產生干擾的原因。確定5DG區段的干擾來自于相鄰區段7DG后，進一步分析相鄰區段發生干擾的原因。通常，鄰線干擾的原因除電纜等物理設備外，大多屬于軌面輻射干擾。即由于被干擾區段的兩根鋼軌對地電流不平衡，從而導致在鋼軌上形成電壓差，進一步形成了干擾信號電流。之所以，會出現兩根鋼軌對地電流不平衡，歸其原因，大致由下面幾種原因引起。1）區段存在空扼流。2）站內有岔軌道電路區段容易產生區段鋼軌對地電流不平衡。3）防雷單元的接法是否正確。4）其他物理設備的破損引起鋼軌對地電流不平衡（如：引接線是否破地導致接地、電容及引接線是否破皮接地、軸溫探測器是否接地等）。

（3）排除故障。在查找并確定是由鋼軌接地電流不平衡造成的干擾信號后，信號人員及時對故障點進行處理，解除故障，恢復設備正常使用。

3總結

根據我國電務系統建設發展思路的要求，要求推進機車信號作為主體信號的地位，從而實現列車超速防護功能。因此，為了達到這一建設目標，要求我國的自動閉塞必須采用ZPW-2000系列設備作為我國鐵路自動閉塞統一制式，這是強制性技術裝備標準。新建及改擴建站的過程中，將逐步實現這一目標。盡管ZPW-2000自動閉塞制式未來的應用前景相當看好，但應用過程中，ZPW-2000系列出現的各類問題（如：ZPW-2000A出現的小軌調整難、系統疊加問題多、電碼化丟碼等）的完善也急待解決。

參考文獻：

[1]余紅梅.鐵路ZPW—2000A無絕緣移頻軌道電路若干問題的探討[J].石家莊鐵路職業技術學院學報.2006，03：12-17.

[2]王志維.解決ZPW_2000A型無絕緣軌道電路對DX3型道口信號干擾問題[J].鐵路通信信號工程技術.2007，01：11-12.

[3]高俊明.淺談ZPW-2000A型站內疊加電碼化技術[J].江西建材.2017，03：125.

[4]劉俊國.ZPW-2000A軌道電路干擾以致兩軌條對地電位不平衡問題簡析[J].鐵路通信信號工程技術.2014，08：83-84.