ZPW-2000A轨道电路接收电压波动分析与维护

张 燚 上海铁路局合肥电务段

ZPW-2000A无绝缘轨道电路满足了设备安全性、稳定性、可靠性要求，目前在全路广泛应用，是今后一个时期我们维修的重点对象之一。接收电压是ZPW-2000A无绝缘轨道电路的一个重要参数，由主轨道接收电压和小轨道接收电压组成。接收电压波动是设备存在隐患的一种客观反映，接收电压波动幅度较大时，会直接导致轨道电路红光带的发生。通过接收电压波动及时发现设备隐患，降低故障发生概率，有效保证保证ZPW-2000A无绝缘轨道电路稳定可靠工作。

加强日常电特性测试和微机监测调阅，通过轨道电路接收电压波动情况，可判断出ZPW-2000设备存在的潜在隐患。本文是对近年来发生的ZPW-2000A接收电压波动案例进行分析判断，旨在为ZPW-2000A设备维修、维护工作分享经验，提供参考。

1 ZPW-2000A轨道电路接收电压波动原因及统计

本文针对2008-2011年来上海局电务处信号旬报中发生ZPW-2000A轨道电路接收电压波动情况进行汇总，并结合日常该设备的维修工作，对ZPW-2000A移频轨道电路接收电压波动原因进行分类统计。ZPW-2000A移频轨道电路接收电压波动原因分类以下几类，如表1所示。从表中数据可见电容失效是接收电压波动的主要原因。接收电压波动虽然不会直接导致故障，但随着运输效率的提高，ZPW-2000A轨道电路是区间关键设备，因此快速判断接收电压波动原因，及时查找设备的隐患就尤为重要了。

表1 2008.1～2011.10年上海局ZPW-2000A接收电压波动原因分类统计

2 ZPW-2000A轨道电路接收电压波动原因分析及判断

在查找接收电压波动原因时应考虑到轨道电路的数量、时间、天气、地理位置、环境、设备运用情况、施工、外界人为干扰情况。新开通站场还应加强补偿电容数量、安装位置、塞钉电阻、空扼流、等位线位置、WAGO端子连接等方面的验收工作。

2.1 补偿电容失效

补偿电容是ZPW-2000A轨道电路的重要组成部分，主要作用是抵消钢轨的感性，使钢轨阻抗尽可能呈阻性负载，其好坏直接影响到轨道电路的传输特性。补偿电容失效可从接收电压的波动形式表现出来，例如某站区间9128G主轨接收电压从597 mV下降至546 mV；相邻区段9116G小轨接收电压从129 mV上升至193 mV。经现场检查发现，从接收端数第12个电容不良（共15个）。更换电容后主轨电压由530 mV上升至586 mV；同时相邻区段9116G小轨电压从193 mV下降至130 mV。

在现场的维修工作中，有很多补偿电路失效的案例，分析其失效原因，大多可归纳如下：

（1）由于补偿电容风吹、日晒、雨淋自然老化会经常失效。

（2）因防护不当，作业造成或高速列车冲击补偿电容断线；

（3）日常维修不到位，补偿电容塞钉接触电阻过大；

（4）补偿电容被人为破坏或偷盗。

（5）雷电电压造成补偿电容的损坏。

（6）牵引回流电压波动形成浪涌电压过大击穿补偿电容。

在分析补偿电容失效时，可根据主轨、小轨接收电压测试数据判断电容失效及位置，对数据分析时应对本轨道主轨道、小轨道以及邻区段小轨道的接收电压结合起来分析，总结如下：

主轨道电压下降达50 mV，或小轨道电压变化在10 mV以上时，补偿电容失效的可能性较大。主轨道电压下降，同时小轨道电压下降较多，那么发送端第3～5个电容失效的可能性较大。主轨道电压下降，但小轨道电压有一定程度的上升，那么靠近发送端电容失效可能性较大，上升幅度越大越靠近发送端。主轨道电压下降较大，本区段小轨道电压变化不大，但同时接收邻轨道小轨道电压有所上升，那么靠近接收端端电容失效可能性较大，越靠近接收端影响越大。在新开通站场，还存在补偿电容漏安装和电容安装位置不对的情况，同样也会使接收电压降低。

2.2 接触不良

2.2.1 钢包铜线、接续线塞钉接触不良

塞钉接触不良主要有3个方面原因：塞钉眼孔不圆，塞孔孔径误差大，造成塞钉旷动；塞钉头连接压力不够，紧固不良，因车列震动造成松动；塞孔进水锈蚀，接触电阻增大。

塞钉接触不良会造成接触电阻不断变化，接收电压也随之波动。接收电压在过车、雨后波动时，需测试塞钉接触电阻是否达标，通过判断接收电压波动时间和接触电阻测试结果就可判断是否为钢包铜、接续线塞钉接触不良造成。

2.2.2 发射盒、接收盒底座接触不良

对发送盒、接收盒底座接触不良的案例进行分析发现，发送盒不良一是发送盒在运输过程中有损伤，二是由于日常N+1试验时导致发送盒未锁闭到位。

发送盒底座接触不良时，功出电压和接收电压同时会出现瞬间到零的现象，重新固定和锁闭好发送盒即可解决。接收盒底座接触不良时功出电压正常，接收电压出现瞬间到零的现象，重新固定即可解决波动问题。

2.2.3 端子接触不良

现在ZPW-2000A室内外设备各部端子多数采用WAGO端子，由于我们不能直观确认WAGO端子是否连接牢固。端子线压接松动直接会造成主轨接收电压波动，甚至直接导致故障。新开通、改造站场ZPW-2000A轨道电路存在接收电压波动时，如果各部电特性都达标，那WAGO端子接触不良可能性较大。

2.3 器材不良

2.3.1 调谐匹配单元不良

调谐匹配单元由调谐部分、匹配部分和电感组成，如图1所示。调谐匹配单元不良主要分为调谐部分和匹配部分不良。

调谐部分不良最显著的特征是调谐单元的零阻抗、极阻抗超标。

图1 调谐匹配单元原理图

某站3778G主轨接收电压年曲线从570 mV逐降为489 mV（如图2），小轨从126 mV逐升到210 mV。测试发现3778G接收端调谐匹配单元零阻抗为0.11 Ω超标（标准为 0.022-0.079 Ω），更换调谐匹配单元后测试零阻抗为 0.041 Ω，3778G小轨道电压降由210 mV降至125 mV，3778G主轨出电压从489 mV上升到570 mV左右。

图2 3778G主轨接收电压年曲线

对于调谐单元零阻抗、极阻抗超标的分析主要是根据主轨接收电压长时间的测试数据分析对比，利用好微机监测设备，同时做好设备的的电特性测试和分析。

匹配部分不良主要是匹配变压器电气特性不达标造成。从现场发生的案例进行分析，发现原因是发送盒进潮气后，匹配变压器内锈蚀造成变压器不稳定，所以接收电压波动。匹配部分不良时，实际上匹配变压器电特性已不达标，通过测试 E1、E2、V1、V2 电压数据就能判断。

2.3.2 空心线圈、空扼流不良

空心线圈主要是平衡牵引电流回流，减少工频谐波对轨道电路设备的影响,保证调谐区的工作稳定性。如果两个相邻区段轨道电路接收电压同时波动时，对两区段之间调谐区空心线圈的电特性测试就尤为重要了。

空扼流是平衡两轨间牵引回流的作用，如果空扼流失效那两钢轨间牵引回流会使主轨接收电压不稳定，主轨接收电压下降幅度较大。在判断接收电压波动原因时要考虑波动区段内空扼流是否被盗，电特性测试值是否达标。

2.3.3 发送盒不良

发送盒不良主要表现在接收电压有瞬间到零或者列车在反方向运行时波动，不良的发送盒经返厂分析为发送盒芯片不良。发送盒不良可根据微机监测中功出电压和接收电压瞬间到零来判断，观察衰耗盒发生表示灯是否有瞬间灭灯也能判断，但最快捷的方法是更换发送盒或N+1试验。

2.3.4 钢包铜线不良

钢包铜线不良主要外皮破损，锈蚀，老化造成，通过钳形表测试钢包铜线通过电流，分析对比数据可判断钢包铜线是否不良。例如某站8968G主轨接收电压在577-470 mV之间波动，经查8968G发送端钢包铜线不良，更换后主轨接收稳定在619 mV。

2.3.5 防雷模拟网络不良

防雷模拟网络主要是模拟一定长度电缆传输特性，与真实电缆共同构成一个固定极限长度。如果防雷模拟网络不良会造成主、小轨接收电压下降。例如某站8562G主轨电压由736 mV下降至571 mV，小轨电压由127 mV下降至113 mV，经查找为防雷模拟网络坏，更换后接收电压恢复正常。

防雷模拟网络不良时主轨、小轨接收电压会下降，这与电容失效相似，但通过对防雷模拟网络的设备侧、电缆侧电压数据分析，很快能判断防雷模拟网络是否不良。

2.4 道床电阻变化

2.4.1 积雨、积雪

积雨或积雪会造成道床潮湿，道床电阻随雨雪的浸入而逐步减小，会引起某个区域多个区段同时下降，天晴后同时升高。对于判断是否为雨雪影响接收电压应考虑轨道电路下降时的天气因素，还有就是多个区段同时降低或者升高。

2.4.2 工务对道床清筛

由于工务道床清筛后道床漏泄减小，道床电阻会增大，轨道电路的接收电压会升高，这种现象属于正常的现象。在电务部门配合工务对道床清筛作业时，我们应该预想到清筛后接收电压升高。

2.5 工务及施工影响

2.5.1 零散钢轨、护轮轨及绝缘不良

工务常常把零散钢轨放置在两轨间并且与主轨并置，有的还与碰主轨扣件相碰。零散钢轨相当于两轨间放入了一个宽大的铁板，形成"有电介质的平行板电容"，在轨间高频率的信号幅射下，使得轨间阻抗变小，电导增大，泄漏电流增大，轨面电压降低，接收电压降低。

护轮轨在调谐区段时，护轮轨绝缘不良会使该区域的主轨、小轨接收电压下降，甚至出现红光带。调谐区段存在护轮轨时要特别加强护轮轨绝缘的测试。

钢轨护轮轨扣件松动，碰基本轨会造成主轨电压不同程度的波动。护轮轨大多设置在大桥上面，在电特性测试各部达标情况下，应考虑到护轮轨扣件是否松动。

2.5.2 钢轨接地

钢轨接地后接收电压会大幅下降，甚至导致红光带。钢轨接地可通过测试发送端和接收端V1、V1电压，如果发送端V1、V2电压正常，接收端V1、V2电压比正常值低很多，那钢轨接地的可能性较大。

2.5.3 线路施工

线路拨接、拉轨、应力放散等针对钢轨的作业施工，会使的ZPW-2000A接收电压小幅波动，等工务施工作业完后，主轨接收电压波动也同时结束，判断是否为施工影响主要是观察波动是否随施工结束而结束。

3 ZPW-2000A轨道电路的日常维护

3.1 加强微机监测调阅和日常电特性测试工作

通过对ZPW-2000A轨道电路接收电压波动原因的分析判断，不难发现电特性测试与微机监测调阅相结合分析的重要性。日常测试时除了测试日常熟悉的测试项目，还要加强塞钉电阻、调谐匹配单元阻抗、空扼流阻抗、护轮轨绝缘等项目的测试，并做好数据的对比分析。

3.2 加强新设备的验收工作

在新开通站场对补偿电容数量、安装位置、塞钉电阻、空扼流、等位线位置、WAGO端子连接等方面的验收工作尤为重要。特别是在塞钉电阻的验收时，严格把关，消灭大孔、小孔、塞钉卷边、塞钉反打等病害。接收器主轨、小轨接收电压的调整必须严格按“调整表”进行调整，对道床泄漏严重、道床电阻变化较大的区段也要适时按照“调整表”进行调整。

3.3 做好防潮、防腐和设备防护工作

ZPW-2000A轨道电路室外设备长期风吹热晒、雨淋，做好各部位的防腐工作尤为重要。防潮工作一直是电务部门的一项重要工作，对ZPW-2000A轨道电路也不例外，特别是做好发送端、接收端防护盒的防潮工作。由于列车速度加快，我们要做好设备的防护工作，防止列车冲击及外界干扰造成设备不良。

3.4 做好配合施工工作、加强设备巡视

在配合工务施工时，防止大机作业时损伤电容、钢包铜线；防止钢轨接地，设备存在隐患需工务处理时，积极联系工务克服。加强ZPW-2000A轨道电路的巡视工作，桥上设备还不要忽视护轮轨扣件、绝缘的巡视。