一起客专ZPW2000A轨道电路改方故障案例
杨振丰
[摘 要]铁路信号轨道电路是铁路信号控制中自动完成列车占用状态检查的电气设备，其空闲状态轨道电路终端的轨道继电器吸起，允许列车进入该轨道电路区段；其占用状态时轨道电路终端轨道继电器失磁落下，不允许列车进入该轨道电路区段。目前我国铁路信号设备轨道电路主要由两大部分组成：一部分是站内轨道电路，另一部分是区间轨道电路。ZPW-2000A型移频区间轨道电路以其性能相对稳定和低频信息量大在国内被广泛推广应用，在其基础上形成的ZPW-2000K型移频轨道电路已成为我国高速铁路站内和区间唯一的轨道电路制式。轨道电路的工作质量直接影响铁路运输的秩序和效率，是列车安全运行的重要保障。为快速分析判断和处理ZPW-2000A型移频区间轨道电路故障，本人根据多年对ZPW-2000A轨道电路的安装和维护工作经验，对ZPW-2000A型移频区间轨道电路结构原理及故障进行分析总结和论述，供电务维护参考介鉴。
[关键词]铁路信号；ZPW-2000A轨道电路；故障；分析
中图分类号：U284.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）12-0299-02
铁路信号设备是行车指挥者和车辆驾驶者的千里眼、是铁路的主要设备之一，它对于铁路的运输起着非常重要的作用，轨道电路设备是铁路信号设备的重要组成部分，轨道电路设备的故障延时长、对行车秩序影响大，越来越引起行车和信号维护人员的关注。目前我国铁路比较常用的区间轨道电路设备型号有UM71、WG21A、ZPW-2000A、ZPW-2000K、ZPW-2000G、ZPW-2000、RZPW-2000S（处于试验阶段），在高速铁路信号设备中，普遍采用ZPW-2000K（既客专ZPW-2000A）型移频轨道电路。ZPW-2000A型移频轨道电路由室内设备和室外设备两大部分组成，其故障特点是离散、复杂、线长，故障处理成为铁路信号维护人员的难点，经常因误判而延长故障处理时间，严重影响铁路运输秩序，同时还会给处理故障人员和行车安全带来隐患，是铁路信号维护人员的一个真正难题。发生故障时，如何迅速使用专用仪表测试关键点位数据和查询微机监测曲线综合分析，对故障的ZPW-2000A型移频轨道电路设备进行分段、判定故障部位，尽快排除故障恢复信号设备正常运用是我们急需解决的问题。
一、ZPW-2000A型移频轨道电路的组成
1、ZPW-2000A型移频轨道电路室内设备由发送器、接收器、电缆模拟网络盒、衰耗器、发送检测器以及附属的采集处理器组成。
2、ZPW-2000A型移频轨道电路室外设备由电缆、匹配变压器、调谐单元（客专用的ZPW-2000K型移频轨道电路匹配变压器与调谐单元合并为调谐匹配单元）、空心线圈（含机械绝缘节空心线圈）、补偿电容、钢轨及引接线组成。
二、ZPW-2000A型移频轨道电路主要工作原理
1、工作原理：用发送器产生的符合要求频率的载频信号经逻辑关系进行调制后，输送到送电端电缆模拟网络盘，经送电端电缆送至室外发送端调谐区的调谐匹配单元（或匹配变压器和调谐单元）经谐振后送到送电端轨面，由送电端通过钢轨向受电端传输调谐的电信号，并在补偿电容处所进行能量补偿，调谐的电信号在受电端调谐区经调谐匹配单元（或匹配变压器和调谐单元）谐振后通过受电端电缆传输至室内受电端分线盘，经受电端电缆模拟网络盘再传递给衰耗器，再传递给接收器，接收器得到“轨出1”信号；小轨信号是送电端轨面信号越过29米调谐区，经过前方区段的接收通道送入前方区段接收器并得到“轨出2”信号，只有本区段接收器的“轨出1”信号与前方区段接收器的“轨出2”信号信号同时符合电压标准时使本区段对轨道继电器（GJ）励磁吸起工作。
2、ZPW-2000A型移频轨道电路组成原理图
（如图1）
三、铁路信号ZPW-2000A型移频轨道电路设备技术标准
1、ZPW-2000A型移频轨道电路在调整状态下，“轨出1”电压不小于240mV，“轨出2”电压不小于100mV。小轨道接收条件（XGJ/XGJH）电压不小于20V，轨道继电器（GJ）可靠励磁吸起。
2、轨道电路在分路状态下（用0.15Ω标准分路线分路轨道），“轨出1”电压不大于140mV，轨道继电器可靠失磁落下。
3、除站内一体化轨道电路的道岔区段外，其它所有无分歧轨道电路能够实现全程断轨检查。
四、铁路信号ZPW-2000A型移频轨道电路故障分段判断方法
若一个ZPW-2000A区段故障，从发送器至送电端轨面再至受电端轨面查找；若相邻两个区段同时故障，则从后方区段接收器至受电端轨面查找，即ZPW-2000A送端故障只影响本区段，而受端故障既影响本区段又影响与本受端相邻区段（后方区段）。（如图2）
五、铁路信号ZPW-2000A型移频轨道电路故障部位的分析判断和处理
1、送电端发送器至轨面设备故障分析（一个区段红光带）
（1）如果发送器故障，则发送器功出没有电压，更换发送器。
（2）如果发送器功出有电压且高于正常工作时电压，功出电流为零，说明是功出线圈至发送端电缆模拟网络盒间配线断线（含变压器线圈），检查配线或更换模拟网络盒；如果功出电压为正常工作状态电压，则该部分电路、器材完好。
（3）功出电压正常，如果送电端分线盘上无电压，送电端电缆电流为零，说明是送电端电缆模拟网络盒至送电端分线盘间断线，检查配线。
（4）如果功出电压正常，送电端分线盘电压升高，且送电端电缆电流为零，说明室外送电端电缆或匹配变压器一次线圈断线，到现场测试本区段送端匹配变压器一次线圈电压，有电压更换匹配变压器无电压需确认送端电缆断线并成对更换电缆备用芯线。
（5）如果发送器功出电压正常，送电端分线盘电压下降，且送电端电缆电流升高时，说明送电端电缆或匹配变压器一次线圈混线，到室外断开匹配变压器一次线圈端子上电缆线，电压升高更换匹配变压器，电压未升高成对更换电缆备用芯线。
（6）如果送电端电缆电压和电流都基本不变，可能是匹配变压器与调谐单元间连线断线，也可能调谐单元至送电端轨面连线断线或混线，到室外检查连线。
2、送电端轨面至受电端轨面故障分析（1个区段红光带）
（1）如果前后区段轨出2都没有变化，只有本区段轨出1电压大幅度下降（有时也可能不出现红光带），一般为某个补偿电容半短路引起的故障，多发生在雷雨过后，主要原因是雷击造成的。具体查找判断方法如下：
以2015年9月8日哈大高速铁路下行线2441BG故障处理过程为例。使用TC2000D型移频参数测试仪，首先从送电端开始逐个补偿电容处所和两补偿电容中间测量，在正常电容处仪表显示电容值应接近标称电容值，轨面电压高于两电容中间处轨面电压（如图片一为良好补偿电容处仪表显示，图片二为两电容中间测量轨面电压仪表显示），当测量至故障电容处时，仪表显示轨面电压低于两电容中间轨面电压，更低于良好电容处轨面电压，仪表显示电容值大大高于标称电容值（如图片三所示），值得注意的是仪表显示的电容值并不是真正的电容值，而是依据电压和电流换算出的值，该电容并不是容量增大了，实际是失去补偿任用处于半击穿漏电状态。将故障电容更换后，室内接收端限入电压立即回复正常（图片四为更换故障电容过程室内接收端限入电压曲线）。（如图3）
（2）如果前后区段轨出2都没有变化，只有本区段轨出1为零伏时，则可判断为本区段钢轨发生断轨现象，在本轨道电路区段内逐段测试轨面电压，电压突变点为断轨点。
3、受电端轨面设备至衰耗器故障分析（2个区段红光带）
（1）受电端分线盘上有电压，且电压正常，受电端电缆上无电流，则说明是受电端分线盘至受电端模拟网络盒间断线（含变压器断线）；
（2）受电端分线盘电压下降，且受电端电缆上电流升高，则说明是受电端模拟网络盒内部混线；
（3）受电端分线盘电压下降为零，且受电端电缆上电流升高较大，则说明受电端分线盘至受电端模拟网络盒间连线混线；
（4）如果受电端分线盘上电压不变，受电端电缆上电流不变，则说明是受电端模拟网络盒至衰耗盘间连线断线或混线，以及受电端电缆模拟网络盒内部断线（含器材插接不良）。
（5）如果受电端分线盘上无电压，受电端电缆上无电流，则说明是受电端轨面至调谐单元间连线或调谐单元与匹配变压器间连线断线；
随着铁路信号设备微机监测设备的不断发展和日益完善，适时记录了大量数据和曲线，我们在日常维护中要深入研究这些数据，对数据进行提炼分析，可提前发现一些隐患，若能及时处理可预防故障；在分析判断ZPW-2000A型移频轨道电路设备故障时，我们可根据微机监测采集电路节点部位不同，将整个电路划分成若干个小单元，通过分析不同单元数据变化，能快速分析、准确判断设备故障部位，提高故障处理速度，大幅度压缩信号设备故障延时，确保铁路运输安全正点。
