道床电阻与ZPW-2000G轨道电路设置的分析

佘定国

（中国铁路广州局集团有限公司怀化电务段，湖南怀化 418000）

1 概述

改建铁路重庆至怀化线梅江至同田湾段增建二线行进于云贵高原东缘，线路自渝黔省界开始，经大路河、兰桥、孟溪、普觉、沙坝、桃映、观音山等镇，于铜仁附近又沿锦江而下，经过九龙洞国家风景名胜区，而后在锦和进入沅麻红色盆地丘陵地区，直至终点同田湾。

既有线路自渝黔省界开始包含梅江站、兰桥站、孟溪站、普觉站、沙坝村站、桃映站、观音岭站、铜仁站渝怀场、铜仁东站、漾头站、郭公坪站、锦和站、齐天坪站及同田湾站，共14个车站。

线路桥梁总长约为21.6 km，均为混凝土桥梁，其中最长的为锦和锦江大桥，约为646 m；隧道总长约为41.5 km，均为有砟隧道，其中最长的为盘龙坡隧道，约为2.4 km，长度超过700 m的共计20处。

渝怀增建二线工程，长大桥隧较多，气候潮湿，线路道床电阻对轨道电路的工作质量影响较大。为确保渝怀线自动闭塞轨道电路区段长度设计合理以及开通后最大限度地避免因线路环境影响，导致轨道电路故障频发的风险。在项目之初，开展了线路环境的调研与道床电阻的测量工作，并根据调研结果统筹考虑既有线、新建线轨道电路区段的设置划分问题，制定区间轨道电路的调整方案。

2 调研分析

2.1 道床电阻调查测量

渝怀铁路既有线区间原为半自动闭塞，车站接近区段轨道电路为ZPW-2000A制式轨道电路，接近区段以外的区间没有设置轨道电路。

在怀化电务段多年的运营维护中，总结和积累了相当多的应用、运用数据。项目启动之初，对其使用的接近区段轨道电路的道床漏泄情况进行汇总分析，组织调查了各个车站接近轨道电路区段的调整情况，并对其进行理论推算，典型道床电阻推算值如表1所示。

从表1中可以看出，维护结果与推算结果基本一致，根据中国铁路广州局集团有限公司电务部印发的《关于做好渝怀线ZPW-2000G轨道电路上道工作的函》（电函[2019]57号），要求“针对渝怀线隧道、桥梁多，现场道床电阻低的问题，开展既有线和新线全线道床电阻等现场运用环境测量点的测量工作。其中隧道地段14个测量点、路基地段9个测量点、桥梁路基混合地段3个测试点、隧道路基混合地段5个测量点、隧道桥梁混合地段1个测试点。测试结果举例如表2所示。

从测量过程及结果可见，个别隧道内环境潮湿，排水效果不好，导致道床漏泄较大，低于《ZPW-2000轨道电路技术条件》（TB/T 3206-2017）有砟轨道线路轨道电路可靠工作长度最低道砟电阻的要求，雨季尤为明显，不利于轨道电路的传输。

2.2 既有线不能一次性调整区段情况

根据怀化电务段多年运营维护中总结和积累的应用、运用数据，汇总得出2017年、2018年涉及不能一次性调整的区段共计13个。轨道电路不能实现一次调整，极大地增加现场维护的难度和工作量，降低运输效率。典型区段详细情况如表3所示。

表3 不能一次性调整区段情况统计Tab.3 The sections cannot be adjusted at one time

其中观音岭站X2JG二次调整次数较多，因此以观音岭站X2JG为例对其进行道床电阻实际测量，同时收集室内数据进行道床电阻推算，用以验证道床电阻推算的准确性。X2JG道床电阻实测数据与推算结果如表4、5所示。

表4 X2JG道床电阻实测数据Tab.4 Measured resistance of ballast X2JG

表5 X2JG道床电阻推算结果Tab.5 Calculation resistance of ballast X2JG

通过观音岭站X2JG实际测量道床电阻与推算数据对比，误差不大于10%。在此基础上，对2017年至2018年不能一次性调整区段调整前、后适应道床电阻进行理论推算，典型推算数据如表6所示。

表6 二次调整区段调整前后适应的道床电阻Tab.6 Suitable ballast resistance before and after adjustment in the secondary adjustment section

通过分析，调整前、后的区段最低道床电阻范围已达到0.5～0.8 Ω·km。

2018年比2017年不能一次性调整区段调整次数减少的主要原因为更换长钢轨，同步对钢轨扣件系统、橡胶垫板进行更换，一定程度上改善了线路环境，继而道床电阻升高，调整次数减少。

3 解决措施

3.1 线路整治

通过前期对既有线路的调查分析，针对上述问题对线路进行排查整治，采取如道砟清筛，更换钢轨扣件系统，拆除线路中不良接地等措施改善线路环境。以郭公坪站阴山岔2号隧道外方（重庆方面）为例，工务人员对该区域的钢轨扣件系统进行更换。同一测量点更换前、后的道床测量数据如表7所示。

表7 线路环境整治前后道床电阻对比Tab.7 Comparison of ballast resistance before and after line environmental renovation

从整治前、后的测试数据可以看出，效果明显，道床电阻提高近83%。

3.2 区段分割设置

虽然线路整治措施在一定程度上能有效提高道床电阻，但在大长隧道内，环境潮湿，在暴雨等恶劣天气下，道床电阻仍然下降严重，根据历史经验，不能一次性调整区段多为隧道区段。在低道床环境下，区段长度与轨道电路工作的稳定性有直接关系，以区段长度750 m和1 400 m为例，计算并绘制道床电阻与轨入电压的关系曲线，如图1所示。

图1 道床电阻与轨入电压的关系曲线Fig.1 The relation curve between ballast resistance and feed-in voltage

从图1中可以看出，在道床电阻同为0.5 Ω·km条件下，区段长度750 m的轨入电压值明显高于区段长度为1 400 m的轨入电压值，故长度相对短的区段适应低道床环境的能力更强，所以隧道、桥梁地段通过分割，控制区段长度基本在750 m以下，基本能满足轨道电路一次调整的要求。

3.3 轨道电路调整

鉴于既有线不能一次性调整区段的调整情况及数据，结合各区段所处的线路环境，有针对性的出具轨道电路调整参考表，例如混合道床线路，通过仿真建模，出具的调整表更加接近现场的实际运行环境。为解决暴雨时节道床电阻骤降导致轨道电路出现“红光带”的现象，制定出特殊调整方案，并出具特殊轨道电路调整参考表，保障ZPW-2000G轨道电路传输性能。

4 结束语

ZPW-2000系列轨道电路，是中国铁路安全性高、传输性能较好的自动闭塞制式，并在全国得到大面积的应用。渝怀线环境多样，隧道桥梁较多，所处地域雨季时节较长，暴雨天较为频繁。自开通至今，区间ZPW-2000G轨道电路可靠稳定运行，情况良好。项目从前期调研到后期的顺利开通，为类似线路的开通调试提供宝贵的经验和重要的指导意义。自开通至今，整条线路区间轨道电路运行情况稳定。