ZPW-2000A轨道电路红光带的分析方法和影响道砟电阻的成因

祁少康 陈建译 叶建斌

（广州铁路（集团）公司电务处，广州 510088）

1 ZPW-2000A无绝缘轨道电路的特点

ZPW-2000A型无绝缘轨道电路是在法国UM71无绝缘轨道电路技术引进、国产化基础上，结合国情进行的技术再开发。ZPW-2000A在轨道电路传输安全性、传输长度、系统可靠性、可维修性以及结合国情提高技术性能价格比、降低工程造价上都有显著提高。ZPW-2000轨道电路由较为完备的轨道电路传输安全性技术及参数优化的传输系统构成，是安全性高、传输性能好、具有自主知识产权的一种先进自动闭塞制式，具有轨道电路全程断轨检查、减少调谐区分路死区、调谐单元断线故障检查、移频干扰防护、传输距离长、设备状态稳定、工程造价低等一系列优点。所以，ZPW-2000A型轨道电路在我国铁路已全面应用。

但现场线路应用情况复杂，存在一些特殊区段道床电阻变化较大，遇雨天各种综合因素导致道床电阻急剧下降，严重时导致区段红光带的情况。

2 ZPW-2000A轨道电路红光带的案例说明

京九南段河源至龙川间线路穿越隧道ZPW-2000A非一次性调整区段有21419G、21431G，21527G、21539G，21464G、21450G共6个相邻区段，于2006年至2011年间分别对发送电平、接收电平进行过调整，部分区段甚至在最恶劣天气条件下调整接近极限。2010年6月15日，连降大暴雨21431G轨出1降至255 mV，应急将发送由3级调至2级，6月17日连降暴雨，轨出1再度降至246 mV，将接收电平从标准级调至140级，期间安排人员盯控。如果大雨继续持续，可能使该区段调整到达极限，导致红光带故障无法恢复，影响行车。

3 现场调查和测试情况

为了分析现场道砟电阻降低原因，进行了现场的轨道一次参数测试、轨道电路工作参数的统计分析和扣件绝缘电阻的测试。

1）采用对称双短路法，测试钢轨线路道砟电阻，如表1所示。

2）轨道电路轨面电压分布情况测试，如表2、3、4所示。

3）扣件固定螺钉绝缘及垫板绝缘电阻测试

现场采用II型轨枕，轨枕绝缘结构如图1所示，共通过3部分的绝缘措施分离钢轨与轨枕：1）钢轨下部为绝缘垫板，确保轨底与轨枕绝缘；2）固定垫板直接压在轨沿，固定螺栓与钢轨电气连通，固定螺栓在轨枕内部采用硫磺锚固，实现与钢轨的绝缘；3）固定垫板的另一侧与轨枕间有尼龙扣件，确保垫板另一端与轨枕绝缘。这3个环节绝缘失效都会造成钢轨绝缘降低，道床漏泄增大。

表1 双短路法测试的数据

表2 21527G轨面电压/电流测试记录

表3 21527G，21539G轨面电压/电流测试记录

表4 21431G轨面电压/电流测试记录

对上述绝缘的测试内容如表5所示。对固定螺栓与轨枕的绝缘性能在现场测试，拆除上方的扣件后测量。

线路在隧道内，有粉尘堆积，空气较干燥：21431G隧道内轨枕固定螺栓绝缘测试，2～3间绝缘电阻为5 MΩ。

表5 在图1位置各处测试记录

根据对固定螺栓的绝缘电阻测试：轨道外侧两螺栓间绝缘电阻最低，为14 kΩ，螺栓与轨枕间硫磺锚固的上表面堆积了大量锈蚀的铁屑，冲洗干净扣件下方的堆积污物后，测试达到140 kΩ，说明该锈蚀的铁屑破坏了硫磺锚固的绝缘性能，造成钢轨与轨枕绝缘减弱，道床漏泄增大。

4 轨道电路的常规参数的分析和对比

为了确认是由于道床漏泄造成的轨道电路信号减弱，现场对轨面电压进行逐点测试，并与计算的道床轨面电压进行对比。21527G的轨面电压对比，条件为发送端621 m为1.1 Ω·km。接收端650 m为3 Ω·km，因为根据线路情况，接收端为直线区域，扣件损耗较少，判断道砟电阻较高。21539G轨面电压对比，线路送受端情况较为接近，全程采用1.8 Ω·km道砟电阻进行仿真。21431G轨面电压对比，条件为发送端851 m为5 Ω·km，接收端420 m为15 Ω·km，因为根据线路情况，接收端为开放线路，判断道砟电阻较高。

如图2所示，根据测试对比结果，实测轨面电压分布情况与计算结果相近，趋势相符。

5 结论

经过现场测试实际最低道砟电阻值21527G为1.1 Ω·km、21539G 为 1.8 Ω·km、21431G 为4.3 Ω·km，对21527G和21539G已经接近1 Ω·km边缘值，轨面电压分布测试结果与根据实测道砟电阻理论计算的轨面电压分布一致。通过校验判断得到，确系由于线路道床漏泄造成的轨道电压偏低。

根据现场的调查判断，测试区段道砟电阻低的主要原因弯道导致内侧钢轨扣件腐蚀严重、绝缘垫板电阻偏低，遇到下雨大量的铁屑溶解导电造成道床漏泄增大，接受电平减小，所以雨天需要进行调整，如果调整到极限则出现红光带无法恢复的情况。

任何制式都有其能够适应的工作环境和极限指标，ZPW-2000A在适应低道床方面已经取得很大进步，但是在现场环境超出其能适应的范围后，仍会出现无法实现一次调整的问题。因此，对于该类问题，需要从设计源头解决，在设计初期就需要根据线路条件合理的判断，对各种典型的低道床环境要提前进行分割处理。

[1]当代中国铁路信号（2001～2005）编辑委员会.当代中国铁路信号（2001～2005）[M].北京：中国铁道出版社，2007