ZPW-2000A轨道电路红光带故障案例与分析

高志勇，张金波

（1．中国铁路北京局集团有限公司安监室唐山安全监察队，河北唐山 063000；2．中国铁路北京局集团有限公司唐山电务段，河北唐山 063000）

1 概述

轨道电路在铁路信号中起着至关重要的作用，能够对铁路网络中任何位置的列车进行追踪与监测，是铁路信号系统“线路占用唯一性原则”的关键保障。

ZPW-2000系列轨道电路与外界接口较多，容易受到外界各种原因的干扰，轨道闪红问题属于较为典型的故障，区段闪红故障且自行恢复查找处理过程时间较长，故障点较为隐蔽，极易对运输效率造成一定影响。

2 故障问题描述

2020年5月6日08：00，新建线A站试运行期间，车站信号操作终端和TDCS终端显示下一离去（简称XLQG）红光带，导致开放的一道正线出站信号机由绿灯变为红灯；10:00，A站下行第一离去再次闪红光带；13:00，该区段第3次闪红光带，未进行测试查找前，红光带自行恢复。

A站XLQG为带分割点区间区段，其中XLQAG区段长度为926 m，使用1700-1载频。

XLQBG区段长度为927 m，使用2300-2载频。相邻B站1203AG区段长度为740 m，使用1700-2载频；1203BG区段长度为741 m，使用2300-1载频，如图1所示。

图1 两站间区间设备平面布置Fig.1 Layout of section equipment between two stations

3 故障问题排查

通过信号集中监测回放确定为A站XLQBG在08:41:08到08:41:18着红光带10 s，对该区段各部电压进行测量。测量XLQBG轨出1电压544 mV，XGJ电压24 V，GJ电压24 V，设备电气特性正常，红光带故障自然恢复。

10：49，A站下一离去区段再次闪红光带，由B站1203AG接收器经站联条件驱动的A站XGJ（邻）继电器短时间落下，如图2所示。

图2 B站向A站提供XGJ条件电路Fig.2 Circuit diagram of conditions of Relay XGJ provided by Station B to Station A

对与A站XLQBG相邻的B站1203AG进行测试，小轨道变化曲线如图3所示。小轨入电压在137～148 mV成正弦波波动，小轨出电压在130～194 mV成正弦波波动，波动周期约为6～8 min，最低值低于90 mV，导致XLQBG闪红光带；在有车占用时主轨道电压可降至正常分路残压值范围，小轨分路残压值超标。通过以上异常情况初步分析1203AG存在电化干扰问题。13:51时A站下一离去区段第三次闪红光带。

通过对1203AG的发送、接收通道等环节增加监测点，采集实时数据分析1203AG区段小轨出存在较强异常正弦波干扰信号，干扰信号与正常信号在不定周期情况下矢量叠加低于门限值导致红光带。

通过进一步分析，造成ZPW-2000A接收器受到干扰的信号可能是同载频干扰信号被接收器接收并解调。采取依次关闭B站管辖的所有区间区段发送器，观察1203AG状态，当关闭1245BG发送器后，1203AG小轨出电压恢复正常，可确认1245BG为干扰源（该区段载频与A站XLQBG使用相同载频为2300-2），如图4所示。

图4 B与C站间B站集中控制区间区段示意Fig.4 Layout of the centralized control section of Station B between Station B and Station C

采取分段甩线方法缩小故障范围，重点对1245BG发送器及发送通道配线进行甩线排查，当断开05-16至QFJ53内部配线时故障消失。重点对该配线进行查找发现线槽内同时03-16至QZJF41内部配线被固定线槽的螺丝挤破外皮且相互混线，更换两根配线后故障恢复。

通过对该处故障点进行短接试验，试验结果与发生故障时的现象重现，由此确定该处两配线短路即是造成A站XLQBG着红光带故障的根本原因。区间综合柜内被固定螺栓挤破外皮配线如图5所示。

图5 配线外皮破损故障点Fig.5 Damaged wire sheath

经核实两根配线分别用于B站1245BG发送通道线和区间24 V正电，电路如图6、7所示。

图31203AG小轨入和小轨出异常电压曲线Fig.3 Abnormal input and output voltage curves of Short Track Circuit 1203AG

4 故障原因分析

接收器电源输入端、模拟网络盘内隔离变压器输入端与地均存在分布电容。故障时，移频信号由发送器输出端S1连接至接收器电源输入端，移频信号通过分布电容传输至地。由于移频柜、接口柜的地线连接，信号被传输至接收器所在接收端模拟网络盘，最终通过干扰源区段的发送端模拟网络盘返回至发送器S2端，形成干扰电流回路。

由于模拟网络盘输入端变压器两端对地不能绝对平衡，与地间形成的分布电容不同等原因，干扰电流流经接收端模拟网络盘隔离变压器时，在变压器上产生电压U2，U2通过衰耗器后传输至接收器，在接收器小轨信号输入端上形成干扰电压U1，原理如图8所示。

图8 干扰信号形成原理Fig.8 Schematic diagram of the formation of interference signals

由于U1的频率与本区段小轨载频频率相同，两个信号在接收器小轨输入端产生叠加，原理如图9所示。

图9 信号叠加原理Fig.9 Schematic diagram of signal superposition

因此，发送功出线与接收器电源线混线故障后，出现同频信号叠加现象，导致小轨出信号呈现高低变化，当低于接收器小轨门限值时，判断小轨状态落下，小轨落下状态传送至后方区段后，造成后方区段红光带。本案例中，造成XLQBG红光带故障。

图61245BG发送通道电路Fig.6 Circuit diagram of transmission channel of 1245BG

图71245BG接收器电路Fig.7 Circuit diagram of receiver of 1245BG

5 建议及措施

施工源头严把质量关。施工单位在进行ZPW-2000A施工过程中确保施工质量，提前核对图纸、配线图，确保图纸设计正确无误；在进行配线的放线、焊线作业过程中要一人作业一人核对，确保配线正确，质量、工艺、防护措施严格按照操作规范、标准落实到位。

电务段落实好监护职责，把好最后一道施工质量关，将安全隐患消除在设备开通上线运用前。施工前对施工配线特别是出厂的定型配线应由专人负责检查、核对，并将核对情况记名存档，结合对地绝缘测试、复联试验等手段全面进行设备克缺及隐患排查。

熟悉掌握同频干扰故障特点。发生同频干扰故障，一般小轨道电压曲线受影响较大，受干扰区段的小轨出调整状态电压呈现正弦波波动，小轨出占车状态电压不归零。存在以上情况即可确认存在同频干扰问题，应查找本站内受干扰小轨相同载频的区段发码通道配线是否正确，有无存在混线问题，锁定故障点最终尽快排除故障。

电务段完善施工应急预案。重点对施工过程中可能发生的新设备、新技术、疑难故障、混线故障进行汇总分析，不断更新完善应急预案，并组织相关人员学习培训，减少或缩短故障延时。