ZPW-2000軌道電路典型案例分析及對(duì)策

潘曉東 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司上海鐵路軌道交通開發(fā)有限公司

1 設(shè)備應(yīng)急處置要點(diǎn)分析

ZPW-2000無絕緣制式軌道電路是在UM71軌道電路基礎(chǔ)上發(fā)展的軌道電路，能夠符合我國鐵路列車追蹤間隔短、車型多輪軌關(guān)系復(fù)雜等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)區(qū)間自動(dòng)閉塞追蹤和占用檢查功能。其性能穩(wěn)定，安全可靠性高，經(jīng)技術(shù)的逐步發(fā)展，關(guān)鍵設(shè)備的冗余性能進(jìn)一步提升。設(shè)備原理見圖1。

圖1 原理圖

目前，ZPW-2000軌道電路實(shí)現(xiàn)冗余的設(shè)備主要有：室內(nèi)發(fā)送器、接收器等。非冗余的設(shè)備主要有：電纜模擬網(wǎng)絡(luò)、室外匹配變壓器、室內(nèi)衰耗盒等。與25 Hz軌道電路不同，ZPW-2000 A軌道電路在集中監(jiān)測(cè)中采集點(diǎn)多，一般借助集中監(jiān)測(cè)能夠第一時(shí)間判斷故障范圍。發(fā)生故障時(shí)，按由先到后主要瀏覽項(xiàng)目如下：主軌出、小軌出、軌入、接收端電纜側(cè)、發(fā)送段電纜側(cè)、發(fā)送盒功出等各部電壓日曲線及發(fā)送和功出電流日曲線等。各設(shè)備的故障查找分析原則如下：

（1）電纜模擬網(wǎng)絡(luò)故障。微機(jī)監(jiān)測(cè)調(diào)閱或移頻表測(cè)試模擬網(wǎng)絡(luò)電纜設(shè)備側(cè)、電纜側(cè)電壓，發(fā)送端模擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備側(cè)測(cè)試電壓和發(fā)送盒功出電壓相當(dāng)，電纜側(cè)無電，接收端模擬網(wǎng)絡(luò)電纜側(cè)有電壓而設(shè)備側(cè)無電壓。對(duì)故障電纜模擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更換并進(jìn)行測(cè)試。

（2）衰耗盒故障。測(cè)試衰耗盒軌入電壓正常，軌出、小軌出電壓不正常，則判斷衰耗盒故障，進(jìn)行更換并測(cè)試。

（3）匹配變壓器故障。在本區(qū)段發(fā)送端電纜模擬網(wǎng)絡(luò)上測(cè)試電纜側(cè)電壓輸出正常，衰耗盒上測(cè)試主軌電壓、小軌均無電壓，則可判定為接收端匹配變壓器故障（連續(xù)兩個(gè)區(qū)段紅光帶）；在本區(qū)段發(fā)送端電纜模擬網(wǎng)絡(luò)上測(cè)試電纜側(cè)電壓輸出正常，衰耗盒測(cè)試小軌電壓正常，次一區(qū)段衰耗盒測(cè)試小軌無電壓，則可判定為發(fā)送端匹配變壓器故障（本區(qū)段紅光）。對(duì)故障匹配變壓器進(jìn)行更換，并進(jìn)行測(cè)試。

（4）調(diào)諧單元故障。在電纜使用正確，全程絕緣良好的情況下，出現(xiàn)鄰區(qū)段干擾，對(duì)調(diào)諧單元極阻抗、零阻抗進(jìn)行測(cè)試，不達(dá)標(biāo)的進(jìn)行更換。

（5）空芯線圈故障。發(fā)送、接收端測(cè)試電壓正常，而出現(xiàn)50 Hz干擾時(shí)，測(cè)試空心線圈阻抗值，不達(dá)標(biāo)進(jìn)行更換。

（6）發(fā)送器故障。若發(fā)送器故障，微機(jī)監(jiān)測(cè)調(diào)閱功出電壓應(yīng)為0，用移頻表測(cè)試衰耗盒發(fā)送功出電壓為0，判斷為發(fā)送器故障后，對(duì)發(fā)送盒進(jìn)行更換并對(duì)功出電壓進(jìn)行測(cè)試。

（7）接收器故障。接收器為1+1并機(jī)使用，若轉(zhuǎn)換后出現(xiàn)紅光帶，在衰耗盒上測(cè)試GJZ，GJB，XG均無電壓，則判斷切換后的接收器故障。更換故障接收器并轉(zhuǎn)換試驗(yàn)。

（8）補(bǔ)償電容故障。表現(xiàn)為電壓波動(dòng)，其中區(qū)段前三、后三只補(bǔ)償電容故障應(yīng)造成波動(dòng)明顯易造成紅光帶故障。

2 典型案例分析

2.1 模擬網(wǎng)絡(luò)故障

現(xiàn)象：某區(qū)段發(fā)送器功出電壓無變化，發(fā)送端電纜側(cè)電壓大幅下降，該區(qū)段GJ繼電器落下。

處置：室內(nèi)測(cè)試故障區(qū)段發(fā)送功出電壓為156 V，正常。測(cè)試發(fā)送端區(qū)間綜合柜零層QZH-D1-1、3端子（電纜側(cè)）電壓為0 V，QZH-D8-1、3（設(shè)備側(cè)）電壓正常。判斷為電纜模擬網(wǎng)絡(luò)故障，更換后恢復(fù)。

模擬網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)曲線見圖2。

圖2 模擬網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)曲線

2.2 補(bǔ)償電容故障

現(xiàn)象：某區(qū)段紅光帶，測(cè)試發(fā)送段電壓正常，接收端電壓異常。

處置：故障時(shí)，測(cè)試室內(nèi)發(fā)送功出電壓、發(fā)送電纜側(cè)電壓正常，室內(nèi)接收端電纜側(cè)電壓異常。判斷故障在室外。室外人員同步測(cè)試發(fā)送端調(diào)諧匹配單元輸入、輸出均正常。接收端輸入異常。為進(jìn)一步驗(yàn)證，測(cè)試發(fā)送端軌面電壓:3.5 V左右、接收端軌面電壓：180 mV左右。判斷故障因軌面電壓衰耗導(dǎo)致，立即從發(fā)送、接收兩端徒步檢查、測(cè)試補(bǔ)償電容，同時(shí)通知工務(wù)檢查鋼軌。依次測(cè)量 C12、C11、C10、C9、C8軌面電壓和補(bǔ)償電容容值都在正常范圍之內(nèi)，C8軌面電壓2.2 V左右，在C7處測(cè)到的軌面電壓驟降為190 mV左右，電容容值大于500 μF，當(dāng)即判斷為C7電容容性不良，將C7電容線路內(nèi)側(cè)塞釘頭打掉，紅光帶消失，C7處軌面電壓上升為2.1 V左右。

2.3 衰耗盒故障

現(xiàn)象：某高鐵站內(nèi)ZPW-2000一體化軌道電路區(qū)段在排列接車進(jìn)路時(shí)出現(xiàn)紅光帶，后可自動(dòng)恢復(fù)。

處置：對(duì)故障時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查，模擬量回放：故障時(shí)區(qū)段功出電壓、電流正常，排除發(fā)送通道問題。故障時(shí)區(qū)段主軌電壓集中監(jiān)測(cè)回放在22 mV，軌入電壓、電纜側(cè)電壓正常，在故障時(shí)未實(shí)測(cè)，故障持續(xù)15 min后自動(dòng)恢復(fù)。懷疑接收通道半開路。開關(guān)量回放：故障時(shí)，應(yīng)該股道有分割點(diǎn)，分割點(diǎn)的兩個(gè)區(qū)段分別設(shè)置不同的控制發(fā)碼方向繼電器，在排列接車進(jìn)路，G1方向繼電器狀態(tài)變化，軌道電路通道有斷開和恢復(fù)過程，在電流沖擊下，可能造成半開路情況的故障顯現(xiàn)。結(jié)合模擬量測(cè)試數(shù)據(jù)，接收通道內(nèi)模擬網(wǎng)絡(luò)-衰耗盒-接收盒通道問題。后經(jīng)進(jìn)一步查找，發(fā)現(xiàn)衰耗盒后背板調(diào)整封線冷壓接頭接觸不良，通道內(nèi)電流變化沖擊形成半開路。

2.4 調(diào)諧匹配單元故障

現(xiàn)象：某普速鐵路區(qū)間ZPW-2000軌道電路紅光帶，發(fā)送電壓正常，接收電壓大幅下降。

處置：因普速鐵路小軌納入聯(lián)鎖，通過故障現(xiàn)象，可初步判斷故障點(diǎn)在發(fā)送通道內(nèi)。通過集中監(jiān)測(cè)調(diào)閱發(fā)現(xiàn)，故障區(qū)段發(fā)送端電纜側(cè)電壓40 V，接收端電纜側(cè)電壓為0 V，同時(shí)相鄰區(qū)段接收的小軌電壓為0 V。室內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試電纜模擬網(wǎng)絡(luò)電纜側(cè)電壓，數(shù)值與微機(jī)監(jiān)測(cè)基本一致。通過上述數(shù)據(jù)分析判斷故障在室外。室外人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，在接收端測(cè)試受端軌面電壓為零，隨后趕往送電端。到達(dá)發(fā)送端測(cè)試軌面電壓為20 mV，打開送端調(diào)諧單元，測(cè)試匹配變壓器E1、E2側(cè)電壓為38 V，V1、V2側(cè)電壓為29 mV左右。甩開電纜測(cè)試電纜上電壓為128 V，判斷故障為發(fā)送端匹配單元內(nèi)部不良，更換后故障恢復(fù)。

2.5 配線故障

故障現(xiàn)象：某普速鐵路區(qū)間ZPW-2000軌道電路紅光帶，發(fā)送電壓正常，接收電壓無。

處置：調(diào)閱微機(jī)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)：故障區(qū)段發(fā)送端電纜側(cè)電壓為0.1 V，發(fā)送盒發(fā)送功出電壓為135 V，初步判斷室內(nèi)故障。更換發(fā)送端模擬網(wǎng)絡(luò)后故障未消失。隨后測(cè)量區(qū)間綜合柜電纜模擬網(wǎng)絡(luò)測(cè)量電纜入電壓為0.5 V，電纜出電壓為0.4 V，確定為室內(nèi)故障區(qū)段模擬網(wǎng)絡(luò)-發(fā)送盒之間故障，進(jìn)一步查看圖紙分別測(cè)量組合（位置QZ1-4）QZJ51和QZJ61接點(diǎn)間電壓為9 V、FBJ31和FBJ41接點(diǎn)間電壓為15 V，電壓均小于實(shí)際值（單根斷線后電壓），經(jīng)測(cè)試移頻柜02-1、02-2端子，電壓正常。進(jìn)一步縮小故障范圍為組合柜QZ1-4組合FBJ至移頻柜QY1-3間單根斷線。經(jīng)查找，測(cè)試組合柜QZ1-4側(cè)面端子08-1或08-2電壓時(shí)發(fā)現(xiàn)08-2接點(diǎn)脫焊，造成組合側(cè)面端子08-2至QZ1零層D9-02-2開路，重新焊接后故障恢復(fù)。

發(fā)送通道電路見圖3。

圖3 發(fā)送通道電路圖

3 結(jié)束語

ZPW-2000制式軌道電路結(jié)構(gòu)雖復(fù)雜，但同一種型號(hào)電路結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，邏輯性強(qiáng)，通過熟知其原理及定型電路結(jié)構(gòu)，總結(jié)不同器材故障特征表現(xiàn)、電路中不同位置斷點(diǎn)的電氣特性參數(shù)規(guī)律，能夠第一時(shí)間判斷故障點(diǎn)，提高故障處理效率，縮短故障延時(shí)。