浅析ZPW-2000A型移频自动闭塞控制系统存在的问题

易斌

基金项目：湖南省教育厅科学研究项目《ZPW-2000A型区间闭塞自动控制系统的电路改进及优化方案的研究》（项目编号：17C1051）

摘要：ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统在我国已经有几十年的应用基础，本文将重点围绕ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统进行研究，对现场使用中存在的问题和不足进行分析、讨论。

关键词：区间自动闭塞;ZPW-2000A轨道电路;电气绝缘节

中图分类号：U284.43;U284.92文献标识码：A文章编号：1672-9129（2020）06-0078-02

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

Keywords：Intervalautomaticblock;Zpw-2000atrackcircuit;Electricalinsulationjoint

目前，在我国的铁路既有线和高速铁路区间中，区闭自动闭塞系统多采用ZPW-2000系列无绝缘移频自动闭塞控制系统。铁路总公司在铁路技术设备中长期建设计划中明确规定：为提高我国自动闭塞装备水平，必须采用ZPW-2000系列设备（或UM71）统一我国铁路自动闭塞制式，这是一个强制性的技术装备标准，也是今后一个时期自动闭塞发展的基本政策。

ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统在我国已经有几十年的应用基础，本文将重点围绕ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统进行研究，对现场使用中存在的问题和不足进行分析、讨论。

1ZPW-2000A的工作原理

ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统是我国在引进法国UM71区间闭塞系统基础中，结合我国国情，在可靠性和安全性等方面进行技术改进后，实现的国产化。相较于最初从法国引进的UM71区间闭塞系统在我国的水土不服，基于国情改进的ZPW-2000A解决了调谐区断轨检查问题，实现轨道电路的全程断轨检查。同时，轨道电路的传输极限也由1000m增加到1500m。此外，通过将电缆改成SPT数字信号电缆、发送器改成“N+1”冗余、接收器改成雙机并联等措施，大大地提高了区间自动闭塞的安全性、可靠性和传输长度。

ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞实质是由无绝缘轨道电路和发送、接收设备等构成移频信号的传输通道。通过传输通道，可以实现列车的超速防护和区闭通过信号机的自动控制等功能。ZPW-2000A型无绝缘轨道电路分为主轨和小轨。室内发送器产生出不同含义的低频调制移频信号，通过ZPW-2000A室内设备及电缆通道送至室外，既向主轨传送，也向小轨传送，送至主轨的移频信号经过钢轨送到受端，经室外受端的调谐单元、匹配变压器等设备回到室内并被本区段接收器接收处理。传送至小轨的移频信号将由运行前方相邻轨道电路接收器接收并处理后，并将处理结果形成小道电路继电器执行条件送回本区段接收器[1]。

此时，本区段接收器实际收到两个信号，分别是本区段主轨移频信号和小轨继电器执行条件，通过判断两个信号，做出是否驱动本区段轨道继电器GJ的决定，并由GJ的吸起或落下来判断本区段是否空闲。

2应用中发现的不足及事例分析

2.1当ZPW-2000A与DX3型道口信号设备叠加使用时，出现对DX3道口信号干扰问题。

ZPW-2000A与DX3型道口信号设备叠加使用，出现对DX3干扰的问题。事例发生于济南局管内胶黄线区间[2]。具体情况如下：在ZPW-2000A型三显示移频自动闭塞区段中有2处DX3型道口信号设备叠加，2处DX3道口信号设备共计16个道口控制器。当叠加区段没有安装补偿电容时，各道口控制器正常工作。当叠加区段的ZPW-2000A安装有补偿电容时，补偿电容对道口控制器呈现低容抗，导致控制器无法正常工作，出现区段长期处于占用的状态，并引发道口设备错误报警。针对这一系统叠加后产生的现象，解决思路大致分两种方向：1）在不改变系统叠加区段的补偿电容和在保证道口控制器安全轨道作用距离下，尽可能缩短道口控制器轨道作用距离。2）在不改变道口控制器轨道作用距离的前提下，将道口控制器两侧最近的补偿电容型号进行更换，替换成ZPW.CBGD型道口专用LC补偿电容。

目前，全国铁路平交道口改建、新建道口信号均采用DX3型区间道口信号设备，因此，对于ZPW-2000A无绝缘轨道电路与DX3道口设备叠加后产生的问题，非常具有代表性[2]。

2.2ZPW-2000A电码化误码问题。轨道电路电码化是指非电码化的轨道电路在采用一定技术手段后，能根据列车运行前方信号机的显示向机车发送各种信息码。ZPW-2000A电码化轨道电路主要是为了使列车在站内运行时，机车信号车载设备能继续接收地面信号，而采用的ZPW-2000A叠加电码化方式。

ZPW-2000A叠加电码化方式就是在原有不具备传递行车信息的轨道电路（25HZ相敏轨道电路）上增加发码设备（发送器、发送检测器、防雷单元）和配套设备（隔离盒、防护盒、轨道变压器）。使站内也能实现传递行车信息的作用，为列车提速提供技术支持。

当ZPW-2000A轨道电路叠加电码化后，发现存在误码、掉码等现象。主要原因是电码化移频电流与轨道电路电流处在同一传输径路上，因此，会出现信号干扰的现象。当出现这种叠加电码化后发码故障的情况时，通常采用关闭电码化设备的方法来查找故障点。方法一：关闭室内叠加电码化的发送装置。方法二：站内每个发码区段增加一个GCJ，将用GCJ作为发码电路的开关[3]。在关闭发送装置的前提下，再分段进行传输通道的检查，以缩小故障查找的范围[3]。

2.3ZPW-2000A轨道电路干扰并导致两根轨条产生对地电位不平衡，进一步影响列车运行安全。采用双轨条制的ZPW-2000A移频轨道电路在使用过程中，很容易因为钢轨对地不平衡，感应电压在钢轨上形成电压差，而导致列车在分路时在相关区段形成干扰电流。而干扰电流又容易对机车信号造成影响或使车载设备工作不稳定，从而影响列车运行安全[4]。

示例分析：通过监测发现，站内某区段的ZPW-2000A移频轨道电路存在邻线干扰。受干扰区段轨道电路为5DG，区段载频为2000HZ，区段长度286m，电缆长度为10km。根据下发的3.0版移频轨道电路调整表完成轨道电路调整。在查找5DG区段干扰来源的过程中，现场信号人员从3个步骤开展工作：一是确定造成干扰的来源;二是确定产生干扰源的原因;三是排除故障。

（1）确定干扰源。在查找和确定造成干扰的来源时，信号人员发现当关闭与5DG区段相邻的7DG区段发送器（主机、备机均关闭）时，受干扰的5DG区段的干扰信号明显减弱。为进一步验证猜测，继续将7DG区段室外送端扼流变压器短接，短接后发现5DG干扰信号减弱。同时，当甩开7DG室外电缆时，5DG干扰信号也有减弱。因此，可以确定5DG区段的干扰信号是由于相邻7DG区段干扰产生。

（2）产生干扰的原因。确定5DG区段的干扰来自于相邻区段7DG后，进一步分析相邻区段发生干扰的原因。通常，邻线干扰的原因除电缆等物理设备外，大多属于轨面辐射干擾。即由于被干扰区段的两根钢轨对地电流不平衡，从而导致在钢轨上形成电压差，进一步形成了干扰信号电流。之所以，会出现两根钢轨对地电流不平衡，归其原因，大致由下面几种原因引起。1）区段存在空扼流。2）站内有岔轨道电路区段容易产生区段钢轨对地电流不平衡。3）防雷单元的接法是否正确。4）其他物理设备的破损引起钢轨对地电流不平衡（如：引接线是否破地导致接地、电容及引接线是否破皮接地、轴温探测器是否接地等）。

（3）排除故障。在查找并确定是由钢轨接地电流不平衡造成的干扰信号后，信号人员及时对故障点进行处理，解除故障，恢复设备正常使用。

3总结

根据我国电务系统建设发展思路的要求，要求推进机车信号作为主体信号的地位，从而实现列车超速防护功能。因此，为了达到这一建设目标，要求我国的自动闭塞必须采用ZPW-2000系列设备作为我国铁路自动闭塞统一制式，这是强制性技术装备标准。新建及改扩建站的过程中，将逐步实现这一目标。尽管ZPW-2000自动闭塞制式未来的应用前景相当看好，但应用过程中，ZPW-2000系列出现的各类问题（如：ZPW-2000A出现的小轨调整难、系统叠加问题多、电码化丢码等）的完善也急待解决。

参考文献：

[1]余红梅.铁路ZPW—2000A无绝缘移频轨道电路若干问题的探讨[J].石家庄铁路职业技术学院学报.2006，03：12-17.

[2]王志维.解决ZPW_2000A型无绝缘轨道电路对DX3型道口信号干扰问题[J].铁路通信信号工程技术.2007，01：11-12.

[3]高俊明.浅谈ZPW-2000A型站内叠加电码化技术[J].江西建材.2017，03：125.

[4]刘俊国.ZPW-2000A轨道电路干扰以致两轨条对地电位不平衡问题简析[J].铁路通信信号工程技术.2014，08：83-84.