ZPW-2000A轨道电路故障案例分析Analysis of ZPW-2000A Track Circuit Faults

李波

摘 要：本文介绍了铁路区间闭塞系统广泛采用的ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路的工作原理，在对几类典型的ZPW-2000A轨道电路故障案例分析后，得出了ZPW-2000A轨道电路故障处理的一般方法。

关键词：区间闭塞系统;ZPW-2000A轨道电路;故障案例

一、引言

ZPW-2000轨道电路系列轨道电路是区间信号闭塞系统、列车运行控制系统和车站信号联锁系统的安全基础设备，具备区段空闲检查、列车占用检查和地-车信息传输等功能[1]。主要由室外设备和室内设备构成。室外设备包括电缆、轨旁阻抗匹配设备、绝缘节调谐设备、补偿电容等;室内设备包括发送设备、接收设备、电缆长度补偿设备和接收电平调整设备等。

二、ZPW-2000A轨道电路工作原理

ZPW-2000A轨道电路采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离，电气绝缘节也称其为调谐区，由调谐单元，空心线圈和29米钢轨组成，如图1所示。调谐区对于本区段频率呈现极阻抗，利于本区段的移频信号的传输及接收，对于相邻区段则呈现零阻抗，有效短路邻区段的移频信号，防止越区传输，实现相邻区段移频信号的电气绝缘[2]。

ZPW-2000轨道电路由主轨道和小轨道组成，将调谐区视为列车运行前方主轨道电路的延续区段，即小轨道。主轨道的发送器由编码条件控制产生不同含义的低频信号，普速铁路一般采用继电编码，高速铁路一般由TCC编码。

移频信号经电缆发送通道（由实际电缆和模拟电缆组成），发送断匹配变压器和调谐单元，传送至主轨道和小轨道上，主轨道信号经钢轨送到本区段轨道受电端，经受端调谐单元、匹配变压器，电缆通道，传送至室内的衰耗器，接收器。而小轨道信号经调谐区衰耗后，由运行前方相邻区段的接收器处理，并将处理结果形成小轨道执行条件（XG XGH），由于普速铁路小轨参与联锁，本区段接收器同时接收到主轨移频信号及前方区段送来的小轨道继电器执行条件，条件满足后本区段的GJ吸起，并由此判断区段的空闲与占用状态。在高速铁路，小轨道执行条件仅提供报警[3]，本区段只要接收到符合条件的主轨道移频信号即可使GJ吸起。

三、典型故障案例分析

ZPW-2000A轨道电路有下述特点：

（1）属于常闭合电路。ZPW-2000A无绝缘轨道电路属于常闭合回路，其电源是常供到电路内的。由于电路具有这个特点，在故障处理中可以采用电压法处理故障。

（2）接收通道传输双信号。ZPW-2000A无绝缘轨道电路的接收通道内传输的两个载频频率不同、来源不同的信号，即接受通道既传输本区段的主轨信号，又传输邻区段的小轨信号，这是ZPW-2000A轨道电路的一个显著的特点。在处理故障时，可以利用这个特点来分析判断故障。

1.案例一

（1）概况

某区间上行线AG轨道电路红光带，故障延时3小时57分钟，影响列车8列。

（2）原因

AG轨道区段室内衰耗器底座质量不良，底座印刷版上“轨入”配线端子C1至插座C1间的连线存在虚接、开路，如图2所示。不能满足后级接收盒工作负载需求，轨道继电器落下，轨道区段出现红光带。

2.案例二

（1）概况

某区间BG出现红光带，故障延时114分钟。

（2）原因

BG衰耗器接触不良，导致BG主轨出电压降低， QGJ繼电器不能吸起出现红光带，如图3所示。

3.案例三

（1）概况

某区间CG红光带，故障延时113分钟，影响列车8列。

（2）原因

CG-C9补偿电容内部短路导致轨道电路红光带。

4.案例四

（1）概况

某区间DG红光带，检查发现DG受电端两根3.6m电源线塞钉头锈蚀严重，半开路造成红光带，故障影响客车4列。

（2）原因

DG受电端长电源线塞钉头锈蚀严重接触不良。

5.案例五

（1）概况

某区间下行线改方后EG红光带，故障延时85分钟。

（2）原因

某工厂生产的ZPW-PT-1700型无绝缘调谐匹配单元不良，导致在改方后，长期使用的发送端变为接收端，电气特性发生变化，轨道电路出现红光带。

6.案例六

（1）概况

某区间隧道内下行线FG间歇性红光带故障。

（2）原因

受道床电阻变化的影响，多种物质组成的粉尘污染物板结覆盖在扣件系统及其轨道绝缘垫板上，天气潮湿状态下导致钢轨与扣件、无砟板间漏电过大。

四、ZPW-2000A轨道电路故障处理方法

ZPW-2000A轨道电路故障处理流程如图4所示，故障类型可分为有报警的故障和无报警的故障。

（一）一般有报警故障处理程序

1.通过控制台声光报警（YBJ落下）得知故障，由于发送、接收有冗余设计，系统正常工作有可能不中断、有可能中断。

2.至信号机械室查看SH上各发送、接收的工作灯（绿）是否灭灯。

3.灭灯设备为故障。

4.迅速判决故障是否影响行车。如只一台发送故障并已转为“+1FS”工作，接收仍正常工作，不影响行车。如只一台接收故障，由于双机并联另一方仍保持工作，不影响行车。

5.发现故障一般处理程序

对发送：检查电源、保安器、低频编码电源、功出电压等等，区分发送内外故障，当+1发送工作正常，估计为发送内部故障，可更换新发送。

对接收：检查电源、保安器、输入电压（主轨道、小轨道）等等，区分接收内外故障。并机仍可保证GJ工作，多为单一接收故障，可更换新接收。

（二）无报警故障处理程序

无故障报警一般多属于无检测非冗余环节故障。这类故障多由控制台红光带指示及司机行车受阻报告得知。

如：发送功出→组合架→防雷柜→分线盘→室外轨道电路。

接收输入→衰耗→组合架→防雷柜→分线盘→室外轨道电路。

再如：区间信号机的点灯电路从室内到室外，以上线路均存在故障可能。处理故障中应迅速判断故障范围属于室内或室外，进而处理。室内外故障划分多在分线盘处测量确定。

五、结束语

在ZPW-2000A无绝缘轨道电路设备运用过程中，有时会由于铁路运输过程影响、轨道电路道床随气候变化、设备元器件老化和器材破损等原因发生指标劣化，进而出现故障。结合ZPW-2000A 的设备特点和运用环境，对相关故障进行以下归纳：

（1）移频模拟量信号电压突变的故障多是在室内外出现了断线故障：如电缆断线、引接线断线、补偿电容断线、调谐单元断线和分离式断轨等。

（2）移频模拟量信号电压渐变的故障故障出现多与室外运用环境有关：如道床条件变坏，补偿电容劣化容值减小，塞钉锈蚀引起接触电阻逐渐增大至超标等。

（3）移频模拟量信号电压不稳定的故障多是由室外设备接触不良引起：如引接线松动，电缆盒和匹配盒端子松动引起的接触不良，钢轨带伤出现轨裂等。

在上述三种故障模式中，突变类故障往往会直接影响行车，但却是最容易捕捉和发现的;渐变类故障往往不易察觉，直至影响行车;不稳定类故障则由于其会自恢复致使排查更加困难。

模拟量信号变化数据分析方法在上述移频模拟量信号变化的故障中，需要建立有效的报警机制，将故障消除于影响行车之前。除要进行常规的模拟量超限报警外，应当对非超限范围内的模拟量给出信号突变报警警和变化趋势预警。

参考文献：

[1]陈祥鹤.ZPW2000A系统故障排查处理[J].中国新技术新产品，2019（23）：87-88.

[2]吉王毅.ZPW-2000A自动闭塞站间联系电路改进[J].科技与企业，2015（04）：196.

[3]马进华.ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞轨道电路故障分析[J].电子制作，2013（06）：17.