ZPW-2000A无绝缘轨道电路故障分析

ZPW-2000A无绝缘轨道电路故障分析

王昱

 中国铁路北京局集团有限公司天津电务段 天津 300000

摘要：ZPW-2000A无缘轨道电路是在引进国外技术的基础上改进而来的产品，主要应用于现代轨道交通系统的运行控制中。以下简单介绍ZPW-2000A无缘轨道电路系统的结构组成，之后再重点分析其室内外设备和电路中常见的故障类型，并针对具体故障类型阐述了有效的故障排除方案，为提高系统可靠性奠定了技术基础。

关键词：轨道电路；ZPW-2000A型；故障分析

引言：

ZPW-2000A在轨道交通当中，总体来说是一种相对来说技术较为先进的设备，从其技术特点上分析，主要是通过实现调谐区断轨检查功能，防护拍频干扰以达到提升其抗干扰能力的目的，以及有效减少协调区分路死区等重要作用。由于系统中存在多种电力电子设备，并且线路也较为复杂，因而在运行过程中存在一定的故障风险，对其故障类型、故障原因以及故障排除方法开展研究具有重要的铁路运营管理价值。

一、ZPW-2000A型无缘轨道电路系统简介

（一）室外设备

①调谐区。设计长度为29m，设备构成包括空心线圈和调谐单元，主要作用是隔离相邻轨道的电路电气系统，亦可理解为电气绝缘。②匹配变压器。该设备在实际的使用过程中主要发挥的作用是为了实现铁路数字信号线缆（SPT缆）、轨道电路二者之间的有效连接。③补偿电容。这一步的核心作用是为了确保轨道电路在实际使用当中不发生故障，因此就需要具备良好的传输性能，只有这样才能够保证其通过电容器来有效维持传输通道的阻性。基于此，在进行电容的选择时就需要充分考虑到低道碴电阻道床传输方面，选择合理有效地设备投入使用[1]。④传输电缆。采用STP缆，直径为1mm。⑤引接线。这一材料主要用于在钢轨、机械绝缘节空心线圈，以及与调谐单元之间建立连接，而针对其材质而言，主要为钢包铜，直径分为2000mm、3700mm两种规格。

（二）室内设备

①发送器。这一设备主要是用于产生移频信号，及时发送信息，一般来说具有精度高、稳定性优异的特点。此外，在系统发送信号的过程中设计了一定的冗余，具体模式为“N+1”冗余。②接收器。这一设备的应用是方便主轨道电路信号发送给接收器，之后再经由接收器进行详细的检查，保证所有调谐区短小轨道电路状态健康，进而才会开展下一步动作，对轨道继电器发出动作指令。除此之外，接收器还可作用于临近区段的小轨道电路状态，保证整体运行状态良好。③衰耗盘。这一设备主要是用于调整主轨道、小轨道等不同电路，可提供各种信息，如轨道占用、接收器故障信息、发送器故障信息、接收GJ等重要作用。④电缆模拟网络。这一设备在实际使用过程当中主要是作用于补偿SPT电缆长度，SPT电缆和电缆模拟网络补偿长度也有一定的要求，具体来说其二者之和通常是10km,安装在室内[2]。

（三）系统防雷

防雷也分为室内和室外两个部分，其中室内部分主要设置在室内发送端和接收端，可防护横向和纵向的雷电冲击，横向防护中使用压敏电阻，纵向防护中运用低转移系数防雷变压器。室外防雷从钢轨引入雷电信号，同样包括纵向和横向防护。防雷接地的电阻值不可超过10欧姆，在雷电多发地区，还需设置贯通地线。

二、故障分析及处理措施

（一）室外故障

室外设备的保护难度相对较大，因为人为性的干扰因素较多，从故障设备看，电容失效、电缆断裂、电容的容值出现大幅度变化以及引接线接触不良等都是常见的问题。但由于室外设备及电路分布在较大的空间范围之内，在排查和处理故障问题时要提前掌握故障点位，形成准确的目标，这是节约时间、提高故障排除效率的最佳方法，操作要点如下。

①首先要判断电路故障发生在接收端还是发送端，衰耗盘上可提供各种电路信息，为故障判断提供了有效的依据。如果是接收端出现了故障，这两种电压都不存在有效值。如果是小轨正常，这种情况下并不能确定故障是否在发送端，但接收端故障可排除[3]。

②针对第①步中的情况，要将测量范围扩大至下一个区段，观察下一个区段的小轨入电压，判断发送端设备故障的依据是观察目标没有电压信号。如果观察目标存在电压，则表明故障点为主轨道。钢轨断线、电容失效、电容值不足等是主轨道上的常见故障类型，检查时要提高重视度。

③另一种情况是故障发生在小轨上，判断依据为下一区段小轨入无电压而本区段主轨入电压维持正常，此时即可将故障排除的点位定位在小轨接续线或者小轨轨道上，观察是否接续线断开，或者小轨轨道断开。

④最后再去检查电缆的断线情况，重点检查部位是匹配变压器的箱电缆，此时要区分电缆断线是发送端还是接收端，根据接线情况判断即可。

（二）室内故障

室内电路部分故障也主要体现在两个方面，其一是室内的设备，其二是室内设备的线路。衰耗盘上的各类指示灯用于表征设备运行情况，室内设备故障可借助衰耗盘来判断。线路故障判断则相对困难，需结合图纸作出判断。

①同样的处理思路，先判断线路问题属于发送端还是接收端，方法是检测零层分线端子板，其位置在区间综合架上，端子板上可检测发送端和接收端的电压值，通过电压可判断出线路故障发生在哪一端

[4]。

②发送端的电路故障又可细分为三种类型，其一是混线，其二是继电保护故障，其三是断线故障。每一种情况都要查找和判断。混线故障会引起顶空开保险，可以此为判断依据。断线故障根据是否正常送电作出判断。在送电正常的情况下可进一步排查继电器联锁电路是否存在故障。有时候经过排查后发现以上这几个部分均正常，那么故障点可能出现在发送器的电路板上。

③接收端故障与发送端故障类型相似，因为设计方法相同。其中混线故障依靠模拟网络盘来判断，检测模拟网络盘上任意一根线的电压，如果电压正常，表明故障类型为混线，此时根据系统线路图，逐一去排查。断线故障判断方法包括两个方面，一方面是本区段的主轨电路，另一方面是下一个区段的小轨电路，先检查是否有电，哪一路断电则重点检查其电路的完整性。通过以上电路故障排查方法可知，在排除电路故障时要重视顺序和策略，以电路接线图为根据，形成系统严密的逻辑，从而在最大程度上避免遗漏。

三、结束语

总之，ZPW-2000A型无绝缘轨道电路是一种性能优异、技术可靠的移频自动闭塞系统。系统的核心组成部分是其室内外设备及附属电路，常见的故障因素也主要集中于此。在排除故障时要先明确是室内部分还是室外部分，判断故障位于发送端还是接收端，明确是断线还是混线等问题。

参考文献：

[1]李晓艳.基于GA-KELM的ZPW-2000A型轨道电路故障预测研究[J].大连交通大学学报,2022,43(02):115-119.

[2]刘宝忠.ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路室内设备故障处理分析[J].科技创新与应用,2020(12):117-118.

[3]王国栋. ZPW-2000A型移频轨道电路室外设备故障预警系统的研究与设计[D].石家庄铁道大学,2019.

[4]张卫伟.ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞的维护检修与故障处理[J].中国新技术新产品,2018(06):51-52.