CTCS-2列控系统中ZPW-2000A设备的微机监测应用建议

2012-11-20李尚彬

中国新技术新产品 2012年14期

李尚彬

（成都铁路局重庆电务段，重庆 401147）

CTCS-2级列控系统是ZPW-2000A轨道电路和点式应答器传输列车运行许可信息的列车控制系统，其中ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路设备完成列车占用检查，向接车发送行车信息和断轨检查等功能，是保证列车速度、高密度、高安全的基础设备。然而ZPW-2000A设备的在运用过程中，无法及时发现ZPW-2000A设备的故障，本文提出实现ZPW-2000A设备的运用过程的动态实时监测、数据记录、统计分析。

1 监测系统结构

系统的结构模型如图l所示，主要由3个部分组成，分别为轨道占用，主轨、小轨、轨出、功出电压，功出电流，分线盘发送电压、电流等的数据采集部分；数据解析、故障判别的数据分析部分；以及故障显示和维修建议等的报警部分。

图1

1.1 数据采集部分

据采集设备由接收电压采集器、区间移频接收综合采集器、移频发送综合采集器和采集处理器构成。其中接收电压采集器用于移频ZPW-2000A的主轨接收电压和小轨接收电压，进行高阻隔离采集。区间移频接收综合采集器能在两个混合移频(载波)信号中解调出主频信号，它能同时对主频信号的载波频率、低频基波频率、载波电压幅值及副频信号的电压幅值进行监测。通过输入的主副频信号和开关量判断有无故障（故障包括主轨道故障、小轨道故障、左调谐故障和右调谐故障），可记录下故障发生的时间，数据信息通过RS485总线上传；移频发送综合采集器种在 1700-2600Hz/450-950Hz移频(载波)信号中解调出0-30Hz低频信号的专用传感器，用于移频发送端及站内电码化的监测。它能同时对移频载波频率、低频基波频率、载波电压幅值、载波电流幅值四种信号进行监测，并通过RS485上传数据和信息；采集处理器进行数据上传处理。主要任务是将下位机传送的ZPW-2000A采集数据发送给数据分析部分，在分析后对相应的故障进行判别。

2 故障分析流程

故障的分析流程图是经过对所收集信息的详细判断后的对分析过程进行直观的图形表现。流程图的每个位置代表某一个判断条件，当该条件满足时，将依照流向继续下一节点的判断，直到找寻到故障内容。若没有任何距配的故障内容，则认为当前状态是正常的。具体故障分析流程如图2所示。从图2中可以看出，针对ZPW-2000A设备的故障诊断大致过程如下：当区间轨道出现红光带时，首先判断该红光带是正常过车占用还是故障红光带，如果该区段前后设备依次占用，则根据三点检查认为该次为正常过车，不再进行故障分析；若不是，则根据ZPW-2000A设备的原理，如果当前轨道设备的前后轨都没有出现过红光带，则可以将故障分析的范围缩小在发送通道、轨面故障或衰耗盒故障范围内；如果本轨区段红光带同时后方轨道也出现了红光带，则可以将故障分析的范围缩小在接收通道范围内。

图2

在对故障处所的初步定位后，需要进一步深入判断故障可能出现的位置，此时可以结合采集的各项模拟量进行综合判断。由于各种故障导致的采集模拟量电气特性变化存在差异，所以可以将各类故障的异常特性进行总结归纳，从而形成有效判断故障的依据。表l归纳了一些故障发生时各项采集模拟量变化的情况。依照表l的特征对各项采集模拟量进行依次匹配分析，据此可以准确判断故障发生的处所。该系统以每天24 h不间断运行的方式，实时在系统后台对所有zPW.2000A设备进行监控，同时也具有故障回放、报警查询、设备状态查询等事后分析功能，为今后可能的故障提供经验参考。

3 故障判断举例

图3 轨补偿电容失效时电压变化曲线图

如图3，该故障表现为主轨电压会随气候而变化，小轨电压非常稳定，功出电压、电流正常。在进行故障分析和解决时应参考以下步骤方法：（1）首先根据原理判断故障发生的位置，如图所示，图中的主轨电压会随气候而变化，小轨电压非常稳定，故障点在主轨区段。（2）进一步分析主轨道各项采集量。（3）经过分析得出气候对主轨的影响极大，主轨的电压在不同气候条件下波动很大，而小轨电压值变化一直相对平稳。（4）分析这些因素之后，就要对设备的故障进行恰当的音频警示。（5）使用者根据操作界面的警示等判断设备非正常运行的位置，然后工作人员对设备相应位置进行筛查，最终确定故障位置，解决故障。经过监测设备一段时间的运行，这套故障申报和解决的方案已经日臻完善，基本上可以满足多数故障的发现和修理。对于现场操作具有重要的指导意义。