ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路故障分析与维修建议论文_旋文晓

ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路故障分析与维修建议论文_旋文晓

中国铁道科学研究院研究生部 北京 100000

摘要:ZPW-2000A区间无绝缘移频轨道电路普遍应用于我国高速铁路、普速干线铁路,具有传输距离远、电气绝缘、轨道电路全程断轨检查、发送器既有线N+1(高速铁路1+1)冗余等特点。相对比半自动闭塞、自动站间闭塞轨道电路,ZPW-2000A轨道电路实现了列车追踪运行,提高了铁路运输行车密度和区间通过能力;相对比交流计数、18信息移频轨道电路,ZPW-2000A轨道电路故障概率小,设备工作可靠性较高。因此,ZPW-2000A轨道电路成为适应现代铁路运输需求的技术手段。本文结合ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路的技术特点,通过分析典型故障案例,提出日常维修建议。

一、ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路技术特性

ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路是在法国UM71无绝缘移频轨道电路的基础上,结合我国国情进一步改进设计而成,在信号传输距离、轨道电路工作可靠性、技术成本等诸多方面进步很大。ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路技术特性主要表现为以下3个方面:

1、电气绝缘:取消了传统的机械绝缘节,相邻轨道电路之间采用电气绝缘的方式实现电气隔离,电气绝缘节长度为29m,由调谐单元、空心线圈构成,调谐区对本区段频率呈现极阻抗,利于本区段信号的传输,对于相邻区段频率信号呈现零阻抗,可靠地短路相邻区段信号,防止了越区传输,这样实现了相邻区段信号的电气绝缘。

2、发送功率一致:为了使ZPW-2000A轨道电路传输衰耗一致,采取室内模拟补偿电缆的方式,按照室外实际电缆和室内模拟电缆总长度为10Km的设计,使得任一轨道区段电缆传输衰耗恒定。在此情况下将发送器的功出电压调整一致,方便了现场对ZPW-2000A轨道电路的技术管理。

3、冗余设计:ZPW-2000A轨道电路室内器材都为电子元器件,器材工作性能受温度、年限、维修、环境等因素影响较大,为了弱化电子元器件性能对ZPW-2000A轨道电路工作的影响,将发送器按照既有线采用N+1(高速铁路1+1)冗余设计、接收器按照成对双机并联运用,都具备故障检测转换功能,提升了系统工作可靠性。

二、典型故障分析与处理

2.1 室内故障

2.1.1 微机监测分析发现0083G发送器故障报警,倒N+1,主发送器功出电压降低、功出电流大幅度上升,判断为发送通道短路。检查发现0083G发送端移频架至组合架间屏蔽线破皮双接地短路造成。

2.1.2 车站控制台间断性移频故障报警,通过查看功出电压变化确定报警对象为X1LQG发送器,再通过站场回放发现报警时该发送器编绿码时故障,在机械室检查发现故障点为移频架零层绿码条件配线万科端子虚接。

2.1.3 微机监测分析发现0287G闪红光带,通过查看分线盘电压发现发送端瞬间降为0V,初步判断故障点在室内,经查找发现GJF接点电阻超标。

ZPW-2000A轨道电路室内故障点比较多,但首先要区分清楚是器材故障还是信号通道故障,器材故障可借助于微机监测开关量数据或者器材面板指示灯,通道故障要通过模拟网络盘或者分线盘电压来缩小故障范围。

2.2 室外故障

2.2.1 调谐单元性能不良。

微机监测分析发现0187G小轨入电压约392mv,超过小轨调整表355mv上限,造成小轨出电压超标。现场测试发现0187G接收调谐单元零阻抗超上限,更换调谐单元后,小轨入电压由392mv降为275mv,轨道电路恢复正常。

ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路调谐单元的功能是实现相邻轨道电路的电气隔离,可以理解为“近端并联谐振,远端串联谐振”,即更靠近发送器的调谐单元发生并联谐振,以提高信号的传输比;更远离发送器的调谐单元发生串联谐振,以阻断本区段的信号串入相邻区段。当调谐单元性能不良时便会造成信号的强弱变化,表现为轨道电压变化。

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2.2.2 “第三轨”干扰

微机监测分析发现0063G主轨出电压波动,通过监测分线盘电压判断故障点在室外,检查调谐线、电容、调谐单元未发现问题。最后检查目光落在了工务备用钢轨上,发现工务备用钢轨通过地锚拉杆与既有钢轨并联,形成“第三轨”。经过胶垫隔离后0063G主轨出电压恢复正常。

区间ZPW-2000A轨道电路“第三轨”的形成主要是工务放置备用钢轨短路地锚拉杆,“第三轨”的最直接危害是轨道电路一条钢轨断裂时,信号可以通过“第三轨”形成闭合回路,这样便出现了轨道电路断轨不红的情况,失去了轨道电路检查功能,一定情况下会导致行车事故。

2.2.3 外界设备、器材干扰

微机监测分析发现X1LQG主轨入电压频繁波动,从曲线分析初步认为是外界电路干扰。经查找确定为室外道口电路收发器不良干扰轨道电路,更换器材后X1LQG主轨入电压恢复正常。

ZPW-2000A轨道电路信号通道传输移频信息,在施工、维修过程中需注意频率干扰(特别是同频干扰),这是最难判断和处理的故障。这就要求严格按照技术规范施工,规避频率干扰。

三、ZPW-2000A轨道电路日常维护建议

3.1 电缆绝缘测试死角

当前ZPW-2000A轨道电路发送或接收通道电缆全程对地绝缘测试方式为:

使用兆欧表人工测试(或者通过信号集中监测测试)分线盘发送及接收电缆对地绝缘,根据测试结果判断是否存在电缆绝缘不良的问题。这种测试方法只能检查模拟网络盘电缆侧至室外匹配变压器之间的电缆配线及负载的对地绝缘情况。由于模拟网络盘防雷侧相当于变压器,具有隔离作用,将设备侧和电缆侧隔离成为两个独立的电气回路,导致传统的対地絶縁测试方法不能实现全程检查,无法检查道设备侧至室内配线及负载的绝缘,存在测试死角,主要体现为两个部位:一是发送器至模拟网络盘之间的配线及负载,二是接收器至模拟网络盘之间的配线及负载。加强电缆绝缘死角测试就更进一步保证了轨道区段正常工作状态。

3.2 调谐单元、匹配变压器性能测试

调谐单元实现了相邻轨道电路的电气隔离,匹配变压器实现了轨道电路与SPT数字信号电缆的匹配连接,因此加强对二者电气特性测试是非常必要的。调谐单元性能测试标准:调谐单元测试极阻抗、零阻抗,其中零阻抗正常测试为30-70mΩ,极阻抗和基准载频分别对应1700—360±20 mΩ、2000—420±30 mΩ、2300—480±40 mΩ、2600—420±50 mΩ;匹配变压器性能测试方法:在不摘除信号电缆的情况下,测试匹配变压器E1E2、V1V2电压,发送端测试数据E1E2/V1V2=18、接收端E1E2/V1V2=9,则可判定匹配变压器性能良好。

3.3 加强发送功出电流的监测分析

ZPW-2000A轨道电路可以最简化为由电源、负载形成的电路,正常情况下电路回路的电流是恒定的,由此增加了一种通过回路电流判断轨道区段工作状态的方法,具体来说就是查看微机监测功出电流曲线。功出电流曲线一方面可以反映轨道电路负载变化情况,另一方面可以缩小故障范围、为分析故障提供指导。

四、结论

通过分析ZPW-2000A无绝缘轨道电路技术特性、典型故障案例,结合技术分析,提出日常维修建议,进一步提升现场轨道电路工作安全可靠性,方便铁路运输组织。

参考文献:

[1]《ZPW—2000A轨道电路故障分析与处理》,刘建壮,中国新技术新产品,2018

[2]《ZPW2000-A型区间无绝缘轨道电路系统常见故障处理》,杨静,科技创新与应用,2018

[3]《基于故障树的ZPW-2000轨道电路故障分析及对策》,胡领强,西南交通大学学报,2018

论文作者:旋文晓

论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期

论文发表时间:2019/4/24

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