ZPW-2000A軌道電路紅光帶的分析方法和影響道砟電阻的成因

祁少康 陳建譯 葉建斌

（廣州鐵路（集團(tuán)）公司電務(wù)處，廣州 510088）

1 ZPW-2000A無絕緣軌道電路的特點(diǎn)

ZPW-2000A型無絕緣軌道電路是在法國(guó)UM71無絕緣軌道電路技術(shù)引進(jìn)、國(guó)產(chǎn)化基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)情進(jìn)行的技術(shù)再開發(fā)。ZPW-2000A在軌道電路傳輸安全性、傳輸長(zhǎng)度、系統(tǒng)可靠性、可維修性以及結(jié)合國(guó)情提高技術(shù)性能價(jià)格比、降低工程造價(jià)上都有顯著提高。ZPW-2000軌道電路由較為完備的軌道電路傳輸安全性技術(shù)及參數(shù)優(yōu)化的傳輸系統(tǒng)構(gòu)成，是安全性高、傳輸性能好、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一種先進(jìn)自動(dòng)閉塞制式，具有軌道電路全程斷軌檢查、減少調(diào)諧區(qū)分路死區(qū)、調(diào)諧單元斷線故障檢查、移頻干擾防護(hù)、傳輸距離長(zhǎng)、設(shè)備狀態(tài)穩(wěn)定、工程造價(jià)低等一系列優(yōu)點(diǎn)。所以，ZPW-2000A型軌道電路在我國(guó)鐵路已全面應(yīng)用。

但現(xiàn)場(chǎng)線路應(yīng)用情況復(fù)雜，存在一些特殊區(qū)段道床電阻變化較大，遇雨天各種綜合因素導(dǎo)致道床電阻急劇下降，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致區(qū)段紅光帶的情況。

2 ZPW-2000A軌道電路紅光帶的案例說明

京九南段河源至龍川間線路穿越隧道ZPW-2000A非一次性調(diào)整區(qū)段有21419G、21431G，21527G、21539G，21464G、21450G共6個(gè)相鄰區(qū)段，于2006年至2011年間分別對(duì)發(fā)送電平、接收電平進(jìn)行過調(diào)整，部分區(qū)段甚至在最惡劣天氣條件下調(diào)整接近極限。2010年6月15日，連降大暴雨21431G軌出1降至255 mV，應(yīng)急將發(fā)送由3級(jí)調(diào)至2級(jí)，6月17日連降暴雨，軌出1再度降至246 mV，將接收電平從標(biāo)準(zhǔn)級(jí)調(diào)至140級(jí)，期間安排人員盯控。如果大雨繼續(xù)持續(xù)，可能使該區(qū)段調(diào)整到達(dá)極限，導(dǎo)致紅光帶故障無法恢復(fù)，影響行車。

3 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和測(cè)試情況

為了分析現(xiàn)場(chǎng)道砟電阻降低原因，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)的軌道一次參數(shù)測(cè)試、軌道電路工作參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析和扣件絕緣電阻的測(cè)試。

1）采用對(duì)稱雙短路法，測(cè)試鋼軌線路道砟電阻，如表1所示。

2）軌道電路軌面電壓分布情況測(cè)試，如表2、3、4所示。

3）扣件固定螺釘絕緣及墊板絕緣電阻測(cè)試

現(xiàn)場(chǎng)采用II型軌枕，軌枕絕緣結(jié)構(gòu)如圖1所示，共通過3部分的絕緣措施分離鋼軌與軌枕：1）鋼軌下部為絕緣墊板，確保軌底與軌枕絕緣；2）固定墊板直接壓在軌沿，固定螺栓與鋼軌電氣連通，固定螺栓在軌枕內(nèi)部采用硫磺錨固，實(shí)現(xiàn)與鋼軌的絕緣；3）固定墊板的另一側(cè)與軌枕間有尼龍扣件，確保墊板另一端與軌枕絕緣。這3個(gè)環(huán)節(jié)絕緣失效都會(huì)造成鋼軌絕緣降低，道床漏泄增大。

表1 雙短路法測(cè)試的數(shù)據(jù)

表2 21527G軌面電壓/電流測(cè)試記錄

表3 21527G，21539G軌面電壓/電流測(cè)試記錄

表4 21431G軌面電壓/電流測(cè)試記錄

對(duì)上述絕緣的測(cè)試內(nèi)容如表5所示。對(duì)固定螺栓與軌枕的絕緣性能在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，拆除上方的扣件后測(cè)量。

線路在隧道內(nèi)，有粉塵堆積，空氣較干燥：21431G隧道內(nèi)軌枕固定螺栓絕緣測(cè)試，2～3間絕緣電阻為5 MΩ。

表5 在圖1位置各處測(cè)試記錄

根據(jù)對(duì)固定螺栓的絕緣電阻測(cè)試：軌道外側(cè)兩螺栓間絕緣電阻最低，為14 kΩ，螺栓與軌枕間硫磺錨固的上表面堆積了大量銹蝕的鐵屑，沖洗干凈扣件下方的堆積污物后，測(cè)試達(dá)到140 kΩ，說明該銹蝕的鐵屑破壞了硫磺錨固的絕緣性能，造成鋼軌與軌枕絕緣減弱，道床漏泄增大。

4 軌道電路的常規(guī)參數(shù)的分析和對(duì)比

為了確認(rèn)是由于道床漏泄造成的軌道電路信號(hào)減弱，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)軌面電壓進(jìn)行逐點(diǎn)測(cè)試，并與計(jì)算的道床軌面電壓進(jìn)行對(duì)比。21527G的軌面電壓對(duì)比，條件為發(fā)送端621 m為1.1 Ω·km。接收端650 m為3 Ω·km，因?yàn)楦鶕?jù)線路情況，接收端為直線區(qū)域，扣件損耗較少，判斷道砟電阻較高。21539G軌面電壓對(duì)比，線路送受端情況較為接近，全程采用1.8 Ω·km道砟電阻進(jìn)行仿真。21431G軌面電壓對(duì)比，條件為發(fā)送端851 m為5 Ω·km，接收端420 m為15 Ω·km，因?yàn)楦鶕?jù)線路情況，接收端為開放線路，判斷道砟電阻較高。

如圖2所示，根據(jù)測(cè)試對(duì)比結(jié)果，實(shí)測(cè)軌面電壓分布情況與計(jì)算結(jié)果相近，趨勢(shì)相符。

5 結(jié)論

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試實(shí)際最低道砟電阻值21527G為1.1 Ω·km、21539G 為 1.8 Ω·km、21431G 為4.3 Ω·km，對(duì)21527G和21539G已經(jīng)接近1 Ω·km邊緣值，軌面電壓分布測(cè)試結(jié)果與根據(jù)實(shí)測(cè)道砟電阻理論計(jì)算的軌面電壓分布一致。通過校驗(yàn)判斷得到，確系由于線路道床漏泄造成的軌道電壓偏低。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查判斷，測(cè)試區(qū)段道砟電阻低的主要原因彎道導(dǎo)致內(nèi)側(cè)鋼軌扣件腐蝕嚴(yán)重、絕緣墊板電阻偏低，遇到下雨大量的鐵屑溶解導(dǎo)電造成道床漏泄增大，接受電平減小，所以雨天需要進(jìn)行調(diào)整，如果調(diào)整到極限則出現(xiàn)紅光帶無法恢復(fù)的情況。

任何制式都有其能夠適應(yīng)的工作環(huán)境和極限指標(biāo)，ZPW-2000A在適應(yīng)低道床方面已經(jīng)取得很大進(jìn)步，但是在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境超出其能適應(yīng)的范圍后，仍會(huì)出現(xiàn)無法實(shí)現(xiàn)一次調(diào)整的問題。因此，對(duì)于該類問題，需要從設(shè)計(jì)源頭解決，在設(shè)計(jì)初期就需要根據(jù)線路條件合理的判斷，對(duì)各種典型的低道床環(huán)境要提前進(jìn)行分割處理。

[1]當(dāng)代中國(guó)鐵路信號(hào)（2001～2005）編輯委員會(huì).當(dāng)代中國(guó)鐵路信號(hào)（2001～2005）[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2007