ZPW-2000A轨道电路邻区段干扰原因分析及总结

李达奇

(中国铁路沈阳局集团有限公司吉林电务段，吉林省吉林 132001)

1 概述

近年来，国内电气化铁路高速发展，ZPW-2000A型无绝缘轨道电路得到广泛应用。然而，无绝缘轨道电路不可避免产生邻区段和邻线干扰。邻区段干扰是指同线路两相邻区段间信号越过电气绝缘节后形成的干扰，干扰超过一定量值，会影响机车信号的正常工作，降低行车运行效率，危及行车安全，对运输生产安全造成极大的影响。如何防止，整治ZPW-2000A频率干扰，已经成为当前急需解决的问题[1]。

2 邻区段干扰的主要原因

2.1 调整问题

轨道电路标调要以轨道电路调整表作为调整依据，严格按照调整表来进行标调。调整内容包含了本区段的发送电平级，接收电平级，电缆补偿总长要求等。轨道电路如果没有按照对应调整表来调整，本区段信号过强，会增加信号串到相邻区段的概率，产生邻区段干扰[2]。

2.2 电缆质量和应用问题

电缆的质量问题会导致有干扰信号串入。部分现场出现过电缆质量问题，屏蔽能力下降。如果有某段（机柜内部或者室外）存在相邻两个区段的电缆布置在同一通道，容易因电缆质量问题导致本区段信号与相邻区段信号经过电缆线间信号耦合，最终串入邻区段的干扰信号。

电缆的应用不规范也会出现干扰信号。比如上段提到的相邻两个区段的电缆走同一通道，就是施工不规范。还有电缆捆扎没有按照正常的方式，或者电缆存在接地，绝缘破损等问题，也会导致干扰信号通过电缆进入本区段，最终串入本区段接收器。

电缆问题可以通过查找干扰源来判断。在测试有邻区段干扰问题的区段时，当断开被干扰区段的送受端调谐匹配单元的E1E2，或者断开钢轨引接线时，干扰量消失或大幅降低，证实干扰是从室内或者室外电缆耦合过来的，是电缆质量或者应用存在问题。否则，与电缆无关，干扰是从其他通道进入本区段。

2.3 零阻抗值超标

ZPW-2000A轨道电路电气绝缘节的零阻抗，实现相邻区段信号的隔离。原理如图1所示：“f1”端的调谐单元（BA）的L1C1对“f2”端的频率为串联谐振， f2端的调谐单元（BA）的L2C2对f1端的频率为串联谐振，串联谐振呈现较低阻抗（约数十毫欧姆，称“零阻抗”）相当于短路，阻止了相邻区段信号进入本轨道电路区段[3]。

图1 调谐区零阻抗原理图Fig.1 Schematic diagram of zero impedance in tuning area

测试方法：使用移频表阻抗测量档测试被干扰区段送端调谐单元双根钢轨引接线中干扰区段的电流i，同时测试被干扰区段送端轨面中干扰区段的电压u，仪表显示被干扰区段送端电气绝缘节零阻抗的值。（电流测试不变，改测调谐单元引向轨面的铜端子的电压，仪表显示调谐单元零阻抗的值）[4]。电气绝缘节零阻抗指标如表1所示。

表1 电气绝缘节零阻抗指标Tab.1 Zero impedance indexes of electric rail joint

如果测试的零阻抗指标偏高，那么证明存在邻区段干扰，这就需要在调谐区查找问题，以下3点会影响到零阻抗值：

1） 轨旁设备问题；

2）引接线质量或者捆扎问题；

3）钢轨对地不平衡问题[5]。

根据以上提出的邻区段干扰的原因，归纳处理邻区段干扰问题的流程，如图2所示。

图2 处理邻区段干扰问题的流程框图Fig.2 Flow diagram of processing adjacent section interference problems

3 邻区段干扰实际案例

以下是处理邻区段干扰的实际案例。

据现场反馈，13247AG（1 700 Hz）室外测试时，C5电容附件测得邻区段干扰信号（2 300 Hz）最大，约400 mA。

首先确认区段的载频、区段类型、区段长度等信息，用以确定对应调整表，通过该调整表核对室内机柜配线。经确认，该区段的发送、接收电平级，电缆补偿等测试项均与调整表一致，排除调整问题。

其次确认室内外电缆，选定该区段主轨的一个钢轨测试点，本次选择电容C4与C5中间的某点，测试分路电流，此时邻区段2 300 Hz干扰电流为388 mA。在断开本区段送受端调谐匹配单元的E1E2接线后，本区段1 700 Hz基本降为0，但2 300 Hz干扰信号不变，证明调谐匹配单元到室内的电缆无问题。

然后检查调谐区。根据上文提到的测试方法，分别测试该区段电气绝缘节和调谐匹配单元的零阻抗值。电气绝缘节零阻抗测试结果为0.0 587 Ω。零阻抗值偏高。调谐匹配单元的零阻抗值为0.0 453 Ω。调谐匹配单元指标正常，排除设备问题。

检查调谐区钢轨引接线时，发现现场引接线交叉放置，如图3所示。

图3 现场钢轨引接线图示Fig.3 Schematic diagram of rail wiring on the site

按照设计院的钢轨引接线的接线要求，引接线从室外设备两个端子引出后，要捆扎在一起，然后接入钢轨塞孔中，正确接法如图4所示。

图4 钢轨引接线标准捆扎图示Fig.4 Diagram of rail wiring standard banding

通过对引接线的整理，现场接线布线情况如图5所示。

4 测试结果及分析

钢轨引接线按标准捆扎后，测试该区段干扰比较大的测试点的分路电流数据如表2所示。

图5 现场整改后引接线捆扎图示Fig.5 Rail wiring banding diagram after site rectification

表2 13247AG引接线整改前后数据对比Tab.2 Data comparison before and after the rectification of 13247AG wiring

由于之前的引接线有些长，现在引接线捆扎后不能拉直接到钢轨上，但保证上钢轨的4根线捆扎在一起，就能降低干扰信号值。捆扎后，零阻抗由之前的0.0 587 Ω降为0.0 446 Ω，零阻抗下降14 mΩ。

钢轨引接线捆扎会降低干扰值的原理如图6所示。

图6 引接线捆扎电感量下降原理图Fig.6 Schematic diagram of inductance value drop in wiring banding

如果钢轨引接线不捆扎，那么PT的两个端子的引接线会形成一个大致的圆弧，根据右手定则，引接线构成的回路形成一个磁场，产生额外电感量，破坏原有PT内部的串联谐振。这会导致串联谐振后的零阻抗上升，零阻抗上升会导致相邻区段的干扰信号不能完全短路，会有部分电流进入本区段[6]。

如果钢轨引接线捆扎牢固，那么钢轨双端引接线并行，电流一正一反，产生的磁场相互抵消，将不会产生太大的额外电感量，不会影响到PT内部串联谐振的零阻抗，所以，引接线捆扎的规范与否对邻区段干扰影响很大[7]。

5 结束语

在交流电气化区段，轨道电路是信号设备与线路和接触网结合的部位。邻区段干扰问题是比较常见的干扰问题，处理类似问题，如有相对应的处理措施、规范会具有事半功倍的作用。通过本文提供的几种处理方式，给施工单位，维护单位提供一些处理问题的思路，比如施工阶段严查电缆质量和应用问题，在采集区段信息时，注意区段信息的准确性，在开通运营后，日常维护时测试调谐区零阻抗极阻抗，消除隐患。避免简单的更换设备解决问题的方式，旨在对现场人员，在电缆施工，施工配合和日常维护中提供相应指导，引起重视并采取有效的防护措施，确保生产安全有序可控[8]。