ZPW-2000A軌道電路故障案例分析Analysis of ZPW-2000A Track Circuit Faults

李波

摘 要：本文介紹了鐵路區間閉塞系統廣泛采用的ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路的工作原理，在對幾類典型的ZPW-2000A軌道電路故障案例分析后，得出了ZPW-2000A軌道電路故障處理的一般方法。

關鍵詞：區間閉塞系統;ZPW-2000A軌道電路;故障案例

一、引言

ZPW-2000軌道電路系列軌道電路是區間信號閉塞系統、列車運行控制系統和車站信號聯鎖系統的安全基礎設備，具備區段空閑檢查、列車占用檢查和地-車信息傳輸等功能[1]。主要由室外設備和室內設備構成。室外設備包括電纜、軌旁阻抗匹配設備、絕緣節調諧設備、補償電容等;室內設備包括發送設備、接收設備、電纜長度補償設備和接收電平調整設備等。

二、ZPW-2000A軌道電路工作原理

ZPW-2000A軌道電路采用電氣絕緣節來實現相鄰軌道電路區段的隔離，電氣絕緣節也稱其為調諧區，由調諧單元，空心線圈和29米鋼軌組成，如圖1所示。調諧區對于本區段頻率呈現極阻抗，利于本區段的移頻信號的傳輸及接收，對于相鄰區段則呈現零阻抗，有效短路鄰區段的移頻信號，防止越區傳輸，實現相鄰區段移頻信號的電氣絕緣[2]。

ZPW-2000軌道電路由主軌道和小軌道組成，將調諧區視為列車運行前方主軌道電路的延續區段，即小軌道。主軌道的發送器由編碼條件控制產生不同含義的低頻信號，普速鐵路一般采用繼電編碼，高速鐵路一般由TCC編碼。

移頻信號經電纜發送通道（由實際電纜和模擬電纜組成），發送斷匹配變壓器和調諧單元，傳送至主軌道和小軌道上，主軌道信號經鋼軌送到本區段軌道受電端，經受端調諧單元、匹配變壓器，電纜通道，傳送至室內的衰耗器，接收器。而小軌道信號經調諧區衰耗后，由運行前方相鄰區段的接收器處理，并將處理結果形成小軌道執行條件（XG XGH），由于普速鐵路小軌參與聯鎖，本區段接收器同時接收到主軌移頻信號及前方區段送來的小軌道繼電器執行條件，條件滿足后本區段的GJ吸起，并由此判斷區段的空閑與占用狀態。在高速鐵路，小軌道執行條件僅提供報警[3]，本區段只要接收到符合條件的主軌道移頻信號即可使GJ吸起。

三、典型故障案例分析

ZPW-2000A軌道電路有下述特點：

（1）屬于常閉合電路。ZPW-2000A無絕緣軌道電路屬于常閉合回路，其電源是常供到電路內的。由于電路具有這個特點，在故障處理中可以采用電壓法處理故障。

（2）接收通道傳輸雙信號。ZPW-2000A無絕緣軌道電路的接收通道內傳輸的兩個載頻頻率不同、來源不同的信號，即接受通道既傳輸本區段的主軌信號，又傳輸鄰區段的小軌信號，這是ZPW-2000A軌道電路的一個顯著的特點。在處理故障時，可以利用這個特點來分析判斷故障。

1.案例一

（1）概況

某區間上行線AG軌道電路紅光帶，故障延時3小時57分鐘，影響列車8列。

（2）原因

AG軌道區段室內衰耗器底座質量不良，底座印刷版上“軌入”配線端子C1至插座C1間的連線存在虛接、開路，如圖2所示。不能滿足后級接收盒工作負載需求，軌道繼電器落下，軌道區段出現紅光帶。

2.案例二

（1）概況

某區間BG出現紅光帶，故障延時114分鐘。

（2）原因

BG衰耗器接觸不良，導致BG主軌出電壓降低， QGJ繼電器不能吸起出現紅光帶，如圖3所示。

3.案例三

（1）概況

某區間CG紅光帶，故障延時113分鐘，影響列車8列。

（2）原因

CG-C9補償電容內部短路導致軌道電路紅光帶。

4.案例四

（1）概況

某區間DG紅光帶，檢查發現DG受電端兩根3.6m電源線塞釘頭銹蝕嚴重，半開路造成紅光帶，故障影響客車4列。

（2）原因

DG受電端長電源線塞釘頭銹蝕嚴重接觸不良。

5.案例五

（1）概況

某區間下行線改方后EG紅光帶，故障延時85分鐘。

（2）原因

某工廠生產的ZPW-PT-1700型無絕緣調諧匹配單元不良，導致在改方后，長期使用的發送端變為接收端，電氣特性發生變化，軌道電路出現紅光帶。

6.案例六

（1）概況

某區間隧道內下行線FG間歇性紅光帶故障。

（2）原因

受道床電阻變化的影響，多種物質組成的粉塵污染物板結覆蓋在扣件系統及其軌道絕緣墊板上，天氣潮濕狀態下導致鋼軌與扣件、無砟板間漏電過大。

四、ZPW-2000A軌道電路故障處理方法

ZPW-2000A軌道電路故障處理流程如圖4所示，故障類型可分為有報警的故障和無報警的故障。

（一）一般有報警故障處理程序

1.通過控制臺聲光報警（YBJ落下）得知故障，由于發送、接收有冗余設計，系統正常工作有可能不中斷、有可能中斷。

2.至信號機械室查看SH上各發送、接收的工作燈（綠）是否滅燈。

3.滅燈設備為故障。

4.迅速判決故障是否影響行車。如只一臺發送故障并已轉為“+1FS”工作，接收仍正常工作，不影響行車。如只一臺接收故障，由于雙機并聯另一方仍保持工作，不影響行車。

5.發現故障一般處理程序

對發送：檢查電源、保安器、低頻編碼電源、功出電壓等等，區分發送內外故障，當+1發送工作正常，估計為發送內部故障，可更換新發送。

對接收：檢查電源、保安器、輸入電壓（主軌道、小軌道）等等，區分接收內外故障。并機仍可保證GJ工作，多為單一接收故障，可更換新接收。

（二）無報警故障處理程序

無故障報警一般多屬于無檢測非冗余環節故障。這類故障多由控制臺紅光帶指示及司機行車受阻報告得知。

如：發送功出→組合架→防雷柜→分線盤→室外軌道電路。

接收輸入→衰耗→組合架→防雷柜→分線盤→室外軌道電路。

再如：區間信號機的點燈電路從室內到室外，以上線路均存在故障可能。處理故障中應迅速判斷故障范圍屬于室內或室外，進而處理。室內外故障劃分多在分線盤處測量確定。

五、結束語

在ZPW-2000A無絕緣軌道電路設備運用過程中，有時會由于鐵路運輸過程影響、軌道電路道床隨氣候變化、設備元器件老化和器材破損等原因發生指標劣化，進而出現故障。結合ZPW-2000A 的設備特點和運用環境，對相關故障進行以下歸納：

（1）移頻模擬量信號電壓突變的故障多是在室內外出現了斷線故障：如電纜斷線、引接線斷線、補償電容斷線、調諧單元斷線和分離式斷軌等。

（2）移頻模擬量信號電壓漸變的故障故障出現多與室外運用環境有關：如道床條件變壞，補償電容劣化容值減小，塞釘銹蝕引起接觸電阻逐漸增大至超標等。

（3）移頻模擬量信號電壓不穩定的故障多是由室外設備接觸不良引起：如引接線松動，電纜盒和匹配盒端子松動引起的接觸不良，鋼軌帶傷出現軌裂等。

在上述三種故障模式中，突變類故障往往會直接影響行車，但卻是最容易捕捉和發現的;漸變類故障往往不易察覺，直至影響行車;不穩定類故障則由于其會自恢復致使排查更加困難。

模擬量信號變化數據分析方法在上述移頻模擬量信號變化的故障中，需要建立有效的報警機制，將故障消除于影響行車之前。除要進行常規的模擬量超限報警外，應當對非超限范圍內的模擬量給出信號突變報警警和變化趨勢預警。

參考文獻：

[1]陳祥鶴.ZPW2000A系統故障排查處理[J].中國新技術新產品，2019（23）：87-88.

[2]吉王毅.ZPW-2000A自動閉塞站間聯系電路改進[J].科技與企業，2015（04）：196.

[3]馬進華.ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞軌道電路故障分析[J].電子制作，2013（06）：17.