ZPW-2000A无绝缘轨道电路

ZPW-2000A型无绝缘轨道电路摘要：ZPW - 2000A 型无绝缘轨道电路是铁路信号的一个重要的组成部分。

该系统保持UM71无绝缘轨道电路整体结构上的优势，解决调谐区内断轨的检查，且减少调谐区的分路死区长度，并在系统中发送器采用“N + 1”冗余，接收器采用成对双机并联运用，提高系统可靠性。

本文将主要讲述一下ZPW - 2000A 型无绝缘轨道电路的技术特点，相关原理及一些常见故障的现象及处理。

关键词：ZPW - 2000A；型无绝缘轨道电路；故障一、ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统特征1. ZPW-2000A型无绝缘轨道电路主要技术特点ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统，采用1700Hz-2600Hz载频段、FSK制式轨道电路传输特性、主要参数及计算机技术，满足机车信号为主体信号的自动闭塞及列车超速防护系统要求。

其主要技术特点是：充分肯定、保持UM71无绝缘轨道电路的技术特点和优势；解决调谐区断轨检查，实现轨道电路全程电气折断检查；减少调谐区分路死区；实现对调谐单元断线故障的检查；实现对拍频干扰的防护；通过系统参数优化，提高轨道电路传输长度；提高机械绝缘节轨道电路传输长度；实现与电气绝缘节轨道电路等长传输；轨道电路调整按固定轨道电路长度与允许最小道碴电阻方式进行提高一般轨道电路系统工作稳定性；采用国产信号数字电缆代替法国ZC03电缆，减小铜芯线经，减少备用芯组，加大传输距离，提高轨道电路系统技术性能价格比；采用长钢包铜引接线取代70mm2，铜引接线，利于防护和维修；发送、接收设备四种载频频率通用，减少电码化器材种类，减少运转备用数量，既有利于维护，又可降低工程造价；发送、接收设备有比较完善的检测功能，发送器可以实现“N+1”冗余，接收器可以实现双机互为冗余。

2. ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统构成ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统，采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。

毕业设计(论文)任务书本任务书下达给： 2011 级自动化专业学生王胜设计（论文）题目：ZPW-2000A轨道电路分析及故障处理一、设计（论述）内容通过ZPW-2000A轨道电路分析研究，为故障进一步快速的判断、快速的定位做好准备。

本文通过对ZPW-2000A轨道电路的组成及组成各部件的的一些作用进行了相应的阐述，然后通过理论的掌握提出日常维护与检修工作。

还有一些在2014年陇海线改造过程中，所发生的一些故障现象和处理方法。

主要完成以下的任务：1.对ZPW-2000A轨道电路结构进行分析；2.如何做好ZPW-2000A轨道电路日常维护工作；3.如何减少ZPW-2000A轨道电路故障的发生；4.通过实验及发生的故障现象进行总结；二、基本要求1.查阅大量参考文献，熟悉设计内容，掌握设计方法；能够熟知系统的工作原理，系统的结构，掌握各个部件的功能，尤其对于小轨的条件和主轨条件的掌握。

2.查阅与本课题相关资料；另外对一些简单的ZPW-2000A轨道电路故障能够进行判别及处理。

3.按照论文撰写格式完成毕业论文，并参加论文答辩；三、重点研究的问题1. ZPW-2000A轨道电路结构的组成部分；2. ZPW-2000A轨道电路各部的功能；3. ZPW-2000A轨道电路的日常维护；4. 如何减少ZPW-2000A轨道电路故障的发生；四、主要技术指标1.无绝缘轨道技术；2.光电隔离技术；3.冗余技术；五、其他要说明的问题下达任务日期： 2014年 6 月 1 日要求完成日期： 2014年 8 月 20 日答辩日期： 2014 年 8 月 22 日指导教师：开题报告题目：ZPW-2000A轨道电路分析及故障处理报告人：王胜 2014年7月 14 日一、文献综述铁路运输是以机车车辆等移动设备和铁路线路、桥梁隧道、站场等固定设备为基本设备，以车站为运输生产基地的实现旅客和货物运输的庞大系统。

在这个系统中，必须有一套行车指挥系统，以指挥行车按运行计划，安全有效地运行。

ZPW—2000A型无绝缘轨道电路故障现象分析及处理ZPW-2000A型无绝缘轨道电路是在法国UM71无绝缘轨道电路技术基础上改进而来，广泛的应用于我国的铁路闭塞系统，其正常工作是列车安全、高效运行的保证。

本文以现场实践为基础，对ZPW-2000A型无绝缘轨道电路在现场使用过程中的常见故障现象及处理方法进行总结，并对故障处理流程进行分析，总结其操作过程中需要注意的几点。

关键字：轨道电路调谐单元补偿电容故障处理ZPW-2000A型无绝缘轨道电路是在法国UM71无绝缘轨道电路技术基础上进行改进[1]，在保证系统安全性、传输稳定性和可靠性的前提下，较大程度的提高其抗干扰能力，以适应我国复杂的气候环境。

ZPW-2000A型无绝缘轨道电路提高技术性能、降低工程造价，能够满足主体化机车信号和列车超速防护系统对轨道电路安全性和可靠性的要求，广泛的应用于我国的铁路闭塞系统。

在铁路系统中，轨道电路系统一直是铁路线路灾害防治和设备安全风险管理的重点。

根据近几年各铁路局信号设备故障统计数据，可发现轨道电路故障发生最为频繁，在采用约占信号故障总量的36%[2]。

1 ZPW2000A型轨道电路结构组成ZPW2000A型轨道电路，如图1所示，由主轨道电路和调谐区小轨道电路两部分组成，其中调谐区小队到電路可视为列车运行前方主轨道电路所属的延伸段。

电气绝缘节是轨道电路实现与相邻轨道电路间电气分隔的部件，包括两个调谐单元（BA1/BA2）、一个空心线圈（SA V）和29m的钢轨组成，在主轨道区段设置补偿电容C。

轨道电路工作时，发送端产生信号经由发送端设备传输至发送端轨面，然后分别向主轨道电路方向和小轨道电路方向传输，主轨道电路接受处理来自主轨道电路的信号，小轨道电路信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将小轨道电路继电器执行条件传输至本轨道电路接收器，作为轨道继电器励磁的必要检查条件。

2 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路的室外故障现象及处理ZPW-2000A型轨道电路包括主轨道区段和小轨道区段，为了实现钢轨的无缝连接，取消了传统用于轨道电路绝缘的机械绝缘节，采用具有电气绝缘特性的电气绝缘节，ZPW-2000A型轨道电路电气绝缘节设计长度为29m，为了实现列车在该区域的占用检查，将去其构成一段小轨道电路，通过相邻区段轨道电路接收设备来检查该区段的占用与空闲。

ZPW2000A移频自动闭塞1.1ZPW2000A闭塞系统概述一、概述1.载频、频偏的选择我国于20世纪90年代初引进法国高速铁路的UM71移频自动闭塞设备，并在此基础上结合我国国情研制了更加适应我国铁路的区间移频自动闭塞设备，该设备即为目前铁道部推广使用的ZPW-2000无绝缘轨道电路移频自动闭塞设备。

ZPW-2000无绝缘轨道电路移频自动闭塞低频、载频延用了UM71技术。

载频分别为四种：1700HZ、2000HZ、2300HZ、2600HZ。

其中上行线使用2000 HZ和2600 HZ 交替排列，下行线用l700HZ和2300 Hz交替排列。

UM71轨道电路的频偏Δf为11HZ。

UM71低频调制信号Fc(低频信息)从10.3 HZ 至29 HZ按1.1 HZ递增共18种。

即这18种低频信息分别为：10.3 HZ、11.4HZ、12.5 HZ、13.6 HZ、14.7 HZ、15.8 HZ、16.9 Hz、18 HZ，19.1 HZ、20.2 HZ、21.1H2、22.4 HZ、23.5 HZ、24.6 HZ、25.7HZ、26.8 HZ、27.9 HZ、29 HZ。

在低频调制信号作用下，一个周期内，信号频率发生f1、f2来回变化。

其中f1=f0 -Δf，f2=f0 +Δf 。

2.18信息的显示3.基本工作原理在移频自动闭塞区段，移频信息的传输，是按照运行列车占用闭塞分区的状态，迎着列车的运行方向，自动地向各闭塞分区传递信息的。

如图3-1-1所示，若下行线有两列列车A 、B 运行，A 列车运行在1G 分区，B 列车运行在5G 分区。

由于1G 有车占用，防护该闭塞正线通过信号L 码 11.4出站信号开放黄灯信号L U 码 13.6经18号道岔侧线通过U U S 码 19.1列车“直进”“弯出”通过 U 2 码 14.7 (出站信号开放)进站开放正线停车信号 U 码 16.9 进站开放侧线停车信号U U 码 18进站开放引导信号H B 码 24.6进站信号关闭H U 码 26.8 进站信号机前方有2以上闭塞分区空闲L 码 11.4前方只有2个闭塞分区空闲L U 码 13.6次架为进站信号机开放黄、闪黄信号U 2S 码 20.2(次架信号机显示U S U )次架为进站信号机开放双黄信号U 2 码 14.7(次架信号机显示U U ) 前方只有1个闭塞分区空闲U 码 16.9(次架信号机显示H )前方闭塞分区有车占用H U 码 26.8通过 或出站 信号机信号显示含义发送的低频码（H Z ）显示分区的通过信号机7显示红灯，这时7信号点的发送设备自动向闭塞分区2G发送以26.8 Hz调制的中心载频为2300Hz的移频信号。

区间轨道电路采用ZPW-2000A型无绝缘轨道电路，该制式轨道电路具有全程断轨检查功能，很大程度上提高了系统的安全性。

钢轨受环境、温度影响较大，冬季夜间及凌晨气温降至最低时，断轨现象不可避免。

受照明和交通条件的限制，凭眼睛检查断轨点是很费时也很困难的，对运输的干扰很严重。

断轨反映到信号设备故障，电务人员如何通过现有仪表和测试手段，迅速判断、确定断轨点显得尤为重要。

一、ZPW-2000A无绝缘轨道电路断轨实例XXX站控制台上行二离去区段2490G出现红光带，电务值班人员接到通知，到控制台确认现象后，去机械室测量，2490G衰耗盘主轨入为39mv，轨出1为14mv，轨出2为156mv，发送功出155V，前方区段2478G衰耗盘轨出2为153mv。

经室外现场测试查找，2490G主轨道断轨，通知工务抢修处理。

故障恢复。

如图1所示：从该故障的处理过程和测试数据（见下表）分1、故障区段2490G衰耗盘主轨轨入、轨出1电压明显下降，轨出2电压不变，证明接收通道正常，即室外接收设备至室内接收设备工作正常。

2、故障区段2490G发送电压正常，小轨道电压（2478G衰耗盘轨出2）略有增加，可以证明发送通道正常，即室内发送设备至室外发送设备工作正常。

3、故障范围是2490G主轨道内部。

主轨轨入、轨出1电压下降明显，可排除个别电容损坏或丢失情况，应为钢轨封连或钢轨断轨故障。

小轨道电压（2478G衰耗盘轨出2）基本不变，可判断为区段内部钢轨断轨。

4、断轨点前后轨面电压差别明显，或显著升高或显著降低，断轨处两侧电容的端电压或电流也差别明显。

补偿电容均匀分布，间隔小，电压高，易测试，应作为测试点。

下表为电容的电流值：C5、C6间电流变化比较大，可以判断：C5、C6间有断轨点。

经仔细查找，距C5 17m左右右侧钢轨有1.2mm左右的裂缝，及时通知工务处理。

至此，从故障发生到找到故障点仅用了24分钟，极大地压缩了故障时间。

二、ZPW-2000A型无绝缘轨道电路断轨检查功能分析1、主轨道电路可视为由许多图2所示的四端网络组成。

ZPW-2000A无绝缘轨道电路故障判断方法分析ZPW-2000A型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和送端调谐区小轨道电路两部分。

ZPW-2000A型无绝缘轨道电路故障判断分析需注意：不能以“轨入”电压作为判断故障的唯一依据，这是与UM-71设备的主要区别所在，因为ZPW-2000A设备增加了“衰耗盒”，接收器的工作值取决于经“衰耗盒”分频调整后的主轨道接收信息（指“轨出1”电压）和小轨道接收信息（指“轨出2”电压）。

不能单以测试数据符合标准范围确定好坏，而是测试数据必须与日常测试数据进行比较，再作出正确判断。

一、ZPW-2000A型无绝缘轨道电路发送无功出故障分析与判断结合发送盒工作条件和经验来分析判断发送无功出故障，最常出现的故障是编码电路故障（因为继电器接点是动态的）、模拟电缆故障和死机故障（当遇电源转换、打雷冲击等会造成发送盒内部自动保护）及发送器本身故障。

编码电路故障可根据列车的运行状态来判断（列车运行至前方某一区段时，本区段出现故障，列车再运行至前方更远的区段后，又恢复正常），查找方法是在故障情况下到编码组合根据判断的故障范围测试有关继电器接点电路的电压注意不要借KZ、KF电源测量，因为编码电路用的是QKZ电源，而跨组合借电源又不容易），在故障恢复的情况下检查有关配线。

死机故障可以通过松出发送盒半分钟再上好试验的方法来处理，如还不行则可能是发送盒本身故障。

发送器本身故障判断方法为首先用CD96-3A数字选频表在衰耗盘面板上“发送电源”插孔测试，工作电源正常，再用CD96-3A数字选频表选好相应频率，在衰耗盘面板上“发送功出”插孔测试，无电压输出。

即发送器工作电源正常，但没有功出电压输出则可判断为发送盒故障，更换发送盒进行恢复。

二、发送功出正常，接受电路故障分析与判断结合衰耗盒测试的“轨入”、“轨出1”、“GJ”、“XGJ”电压来分析判断接受电路故障，最常出现的故障是室外的补偿电容、电源引入线、匹配盒，室内的模拟电缆（含防雷装置）。

原理说明1．系统原理ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路系统，与UM71无绝缘轨道电路一样采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。

电气绝缘节长度改进为29m，由空心线圈、29m长钢轨和调谐单元构成。

调谐区对于本区段频率呈现极阻抗，利于本区段信号的传输及接收；对于相邻区段频率信号呈现零阻抗，可靠地短路相邻区段信号，防止了越区传输，这样便实现了相邻区段信号的电气绝缘。

同时为了解决全程断轨检查，在调谐区内增加了小轨道电路。

ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨道电路两个部分，并将短小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。

主轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号，该信号经电缆通道（实际电缆和模拟电缆）传给匹配变压器及调谐单元，因为钢轨是无绝缘的，该信号既向主轨道传送，也向小轨道传送。

主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端，然后经调谐单元、匹配变压器、电缆通道，将信号传至本区段接收器。

调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成小轨道电路轨道继电器执行条件通过（XG、XGH）送至本轨道电路接收器，做为轨道继电器（GJ）励磁的必要检查条件之一。

本区段接收器同时接收到主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件，判决无误后驱动轨道电路继电器吸起，并由此来判断区段的空闲与占用情况。

主轨道和调谐区小轨道检查原理示意图见图2-1。

该系统“电气—电气”和“电气—机械”两种绝缘节结构电气性能相同。

2．电路工作原理及冗余设计2．1 发送器2．1．1 用途ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路发送器在区间适用于非电码化和电码化区段18信息无绝缘移频自动闭塞，供自动闭塞、机车信号和超速防护使用。

在车站可适用于非电码化和电码化区段站内移频电码化发送，并可作站内移频轨道电路使用。

2．1．2 原理框图及电路原理简要说明同一载频编码条件，低频编码条件源，以反码形式分别送入两套微处理器CPU中，其中CPU1产生包括低频控制信号Fc的移频信号。