ZPW-2000A轨道电路窜频故障分析及处理

陈利东

陈利东:华东交通大学电气与电子工程学院 硕士研究生郑州铁路局电务处 工程师 450052 郑州

众所周知，随着ZPW-2000A型轨道电路在我国铁路建设中的普及，其在铁路信号系统中的地位也越发重要。但随着ZPW-2000A的广泛应用，必然也会暴露出一些问题。

1 问题的提出

在ZPW-2000A暴露出的问题中，轨道电路窜频干扰尤为突出，已影响行车安全。分析其原因，主要有室内与室外2大部分。室内有分线采集器配线错误、衰耗器故障等;室外有机械绝缘节破损、道岔跳线错误、电气绝缘节调整不良、屏蔽电缆施工工艺不规范等。本文结合京广客专联调、联试期间发现50多处窜频干扰现象，提出解决该类问题基本步骤和方法。

2 原因分析及解决方法

首先要判断是室内还是室外问题，最简单的是对故障区段做模拟。具体步骤是:先降低发送器(主、备)的发送电平级到最低(10级)，再甩掉室内外分线柜(综合柜)发送端与接收端的电缆，用短环线代替。等轨道继电器吸起后，再次测量衰耗盘的轨入数据，如果没有之前的异常窜频，则问题很明显是室外造成的，反之，则是室内原因。

需要强调的是，站内ZPW-2000A区段采用的是机械绝缘节，其接收器除了接收本区段的频率信号外，基本不会收到其他频率的信号，即使有也是很小的感应信号，约10 mV以内属于正常现象。而区间ZPW-2000A轨道电路采用的是电气绝缘节，本区段接收器既要接收本区段主轨频率信号，又要接收相邻区段的小轨信号，所以测得的“轨入”一般都含有2种频率信号。这2种信号可以通过频率及其电压值的大小来判断是否为窜频干扰。正常情况下，从衰耗器“轨入”测得主轨电压值约为1～3 V，小轨信号电压值约为几百毫伏左右。而采用测量频率方法可测量载频是否存在与现场不一致的频率。

确认室内和室外问题后，从检查下列设备来解决该类问题。

2.1 室内

1．检查分线采集器配线。客专线路 ZPW-2000A轨道区段均加设分线采集器，分别对发送及接收模拟网络盘电缆侧与设备侧共4处进行电气特性采集。在施工的过程中，因施工方对分线采集器配线错误导致轨道窜频很多，所以在进行验收时要认真检查分线采集器配线，确保100%正确。

2．检查衰耗器。ZPW-2000A主要电气性能是从衰耗器的各个测试孔中得出，比如“功出”、“轨入”、 “主轨出”、 “小轨出”等。当“轨入”中测试出来的值有窜频干扰，而从模拟网络接收端未测到干扰信号时，则可能是衰耗器故障，需更换衰耗器来确认。

2.2 室外

1．检查机械绝缘节。在站内ZPW-2000A轨道区段中，如果判断窜频信号是室外故障造成，且窜频信号来自于故障区段的相邻区段时，则可确认是由两区段间的机械绝缘节绝缘性能不良造成。在现场进一步确认绝缘破损处，并更换绝缘节即可。绝缘节破损会造成邻区段干扰和邻线干扰2种情况，分别如图1、图2所示。根据测的干扰频率值能迅速判断故障范围。

2．检查道岔跳线。现场确认绝缘节无破损且绝缘性能良好时，如果该区段属于道岔区段，则道岔跳线钉错也会造成相邻区段互相干扰窜频。检查该故障时必须严格核对道岔跳线位置。

3．检查电气绝缘节。如图3所示，电气绝缘节是利用电磁谐振原理来实现的。当载频确定后，选择BA1和BA2的参数，让BA1对相邻区段2G载频为2300 Hz的移频信号呈现串联谐振，使2G信息在BA1处被短路。对2G信息，BA1不仅不能接收，而且由于其短路作用，阻止了其向左传送。同时调谐单元BA1对本区段1G载频为1700 Hz的移频信号呈现容性，并与26 m长的钢轨及空心线圈SVA综合电感配合，对1G信息呈现并联谐振，使1G信息被接收。同理1G信息在BA2被短路，不能向右传送而本区段信息被可靠接收，这样就象有绝缘一样隔离了相邻区段的信息，这就是电气绝缘节。

图3 ZPW-2000A轨道电路电气绝缘原理图

无论从定性方面还是定量方面分析，元器件本身及谐振状态不可能达到理想化状态，无绝缘轨道电路电气绝缘节窜码问题都是客观存在的，只是幅值大小不同。对于窜码幅值较大的区段，应尽量降低窜码信号的幅值，使串联谐振零阻抗值更接近于零，即调整调谐单元的电容值、调整电容的分布等。

4．检查内屏蔽数字电缆。由于ZPW-2000A轨道电路所用的内屏蔽数字电缆双绞线构成各个环路，改变了线间电磁感应的方向，使其相互抵消，因而对电磁场干扰有一定的抑制效果。所以要求施工方在施工过程中，对屏蔽电缆的扭绞尽可能在接入设备处打开，尽可能降低干扰信号的强度，且内屏蔽数字电缆应严格执行以下规定:①2个频率相同的发送与接收回路严禁采用同一根电缆;②2个频率相同的发送回路严禁使用同一屏蔽四芯组;③2个频率相同的接收回路严禁使用同一屏蔽四芯组;④电缆中有2个及其以上的相同频率的发送回路、或者有2个及其以上相同频率的接收回路时，该电缆必须采用内屏蔽数字信号电缆;⑤电缆中各发送、各接收频率均不相同时，宜采用非内屏蔽铁路数字信号电缆，但线对必须按四芯组对角成对使用。

总之，造成ZPW-2000A轨道电路窜频的原因很多，在处理过程中必须具体问题具体分析，“透过现象看本质”，只有这样，才能在发生窜频故障后及时准确地进行处理。