客专ZPW—2000A轨道电路主轨电压波动问题的分析与处理
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇客专ZPW—2000A轨道电路主轨电压波动问题的分析与处理范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
【摘 要】客专zpw-2000a轨道电路主轨电压波动原因多，大部分原因在室外，波动现象容易反复出现，不易查找。结合现场工作经验，梳理出查找与处理主轨电压波动的方法。
随着高速铁路的不断发展，客运专线的运营里程越来越多，作为客专重要组成部分的ZPW-2000A轨道电路的安全与稳定运用越来越引起铁路专业人员的重视。然而，客专ZPW-2000A轨道电路主轨电压波动问题一直困扰着现场维修者，该问题原因较多，易反复，没有明确的查找处理方法，如果处理不及时，电压波动超出下限，便会造成红光带故障。由于ZPW-2000A移频轨道电路室外设备远离信号工区，一旦造成故障，便会造成故障处理延时长。为此，本文对ZPW-2000A移频轨道电路电压波动问题进行分析总结，提出解决方法，以期对现场维护人员有所帮助。
1.客专ZPW-2000A移频轨道电路主轨电压波动原因
1.1电容不良
补偿电容是为了补偿因轨道电路过长，钢轨电感的感抗所产生的无功功率损耗，改善轨道电路在钢轨上的传输性能。为抵消钢轨电感对移频信号传输的影响，采取在轨道电路中分段加装补偿电容的方法，使钢轨对移频信号的传输趋于阻性，使接收端能够获得较大的能量。补偿电容不良或失效将会导致轨道电路电压下降。
1.2调谐匹配单元等阻引入线松动
等阻引入线是移频信号传输的重要和关键设备，等阻引入线与钢轨连接松动或塞钉头锈蚀，易造成主轨电压波动。
1.3空扼流变压器钢轨引入线松动
空扼流变压器的钢轨引入线松动或塞钉头锈蚀易造成牵引回流不平衡，形成电气化干扰。电气化干扰一般是由于牵引电流不平衡或钢轨上串入50Hz频率的杂波引起的，从而影响主轨出电压的平稳传输。
1.4调谐匹配单元不良
调谐匹配单元用于轨道电路的电气绝缘节和机械绝缘节处，调谐部分形成相邻区段载频的短路，且与调谐区内钢轨电感（或机械绝缘节处的机械绝缘节扼流空芯线圈）形成并联谐振，实现相邻区段信号的隔离和本区段信号的稳定输出。匹配部分主要作用是实现钢轨阻抗和电缆阻抗的匹配连接，以实现轨道电路信号的有效传输。调谐匹配单元内部电感电容元件参数发生变化或连线断线都会造成主轨电压下降，严重时会产生红光带。
1.5道床漏泄
道床漏泄一般出现在雨天，影响较大的为有砟道床，这是因为雨水具有一定的导电性，雨水较多时，会增强钢轨与大地的接触导通的能力，增大钢轨传输电信号的损耗，导致主轨出电压波动。
2.客专ZPW-2000A移频轨道电路主轨电压波动原因查找存在的问题
主轨电压波动问题处理查找存在很多难点和疑点。
（1）不良或失效电容不易查找定位。
以京沪高铁03865BG主轨电压波动为例，根据处理经验，可以判断为补偿电容失效或不良。但经天窗点现场测试，该区段电容值都在标准范围以内，又对该区段电容塞钉头紧固情况检查，但均未找到故障点，电压波动情况未能得到缓解。后又将发送接收端的调谐匹配单元进行更换，但仍未能解决。
后来铁道部动检车检测出京沪高铁03865BG的C2电容不良，需进行查找确认。接到通知后，现场安排人员于次日天窗进行测试更换，更换前对该电容进行了测试，测试数据说明该电容正常。但还是根据动检车的报告对其进行了更换，更换后当时电压就上升了20mv。以后观察该区段主轨电压趋于稳定，波动现象消失。
又如京沪高铁03550AG主轨电压波动，通过集中监测可以判断波动原因在室外。工区人员于天窗修时间上道处理，对该区段补偿电容逐个检查测试，未发现不良情况，又对该区段调谐匹配单元的阻抗特性进行测试，也未发现异常。处理人员最后决定对发送端前三个电容进行逐一更换。当换到第二个电容时，主轨出电压升高了25mv，确定该区段主轨电压波动原因为发送端第二个电容（更换前测试数据正常）不良。次日观察该区段主轨电压波动现象消失，电压曲线恢复良好。
电容不良或失效不易检查测量的原因分析：在没有牵引电流干扰的情况下，主轨出电压平稳无波动，各处电容测试数值及使用正常。每天开始运营后，钢轨通过较大的牵引电流，在这种情况下电容两端一般都会存在不平衡电流产生的压差，此时无法在运营时段上道对电压值进行测试，但大于轨道电路发送的电压。此时如果电容耐压性能不良就会造成电容容量的变化，进而引起轨道电压发生变化。因此，当天窗点内，对主轨电压波动区段电容进行检查测试良好时，不能排除运营时段电容不良的情况。
（2）电气化干扰，不易查找，线路运营时段无法上道检查，天窗点内钢轨中已无牵引回流，无法在钢轨中有牵引回流的情况下对电气化干扰问题进行查找。
（3）调谐匹配单元或扼流变压器等阻线塞钉与钢轨连接良好，外观检查无异常，但塞钉头或钢轨孔有时有锈蚀现象，外观不易检查。
（4）调谐匹配单元为一体化密封元件，当内部元件失效或损坏时，损坏部位不易查找和发现。
（5）道床漏泄问题涉及整个区段，钢轨与路基又都为工务设备，不宜分解查找。
3.主轨电压波动问题查找和处理措施
3.1主轨电压波动区段不良或失效电容检查处理方法。
（1）运用动态检测车进行检测，动检车开行区段，对每个电容的电气特性进行检测，通过分析动检车运行记录的电容波形，对不良电容进行更换，该方法的优点是能够准确定位不良电容，进行更换，无需逐个测试查找，省时省力。缺点是动检车开行次数有限，有些电压波动下限较低，亟需处理。
（2）有些区段主轨道电压变化，小轨道电压向相反的方向变化，那么靠近发送端电容失效可能性较大，小轨电压变化幅度越大，不良电容越靠近发送端。以京沪高铁03644AG为例，过车前后该区段主轨电压下降了30mV，如图1所示，与此同时，它的小轨电压升高了10mV，如图2所示（03644AG小轨电压由03626BG接收）。当03644AG主轨电压升高30mv时，如图1所示，它的小轨电压又降低了10mv，如图2所示。工区人员更换了靠近该区段发送端第一个电容后，主轨电压有明显上升，次日观察03644AG主轨电压波动消失，因此确认03644AG主轨电压波动由靠近发送端第一个电容不良引起。
图1 03644AG主轨电压曲线
图2 03626BG小轨电压曲线
主轨道电压下降较大，本区段小轨道电压变化不大，但同时接收邻区段小轨道电压有所上升，那么靠近接收端端电容失效可能性较大，越靠近接收端影响越大。以京沪高铁03663AG为例，该区段主轨电压下降了35mV，与此同时，它的相邻区段小轨电压升高了10mV，工区人员更换该区段靠近接收端第三个电容（C3）后，主轨电压有所上升，次日观察，该区段主轨电压波动消失，因此确认03663AG主轨电压波动由C3电容不良引起。
3.2等阻线连接不良的检查处理方法。
根据微机监测浏览分析主轨电压及小轨电压曲线，当主轨电压或小轨电压同时下降或升高时，则可判断为发送端等阻线与钢轨连接不良；当主轨电压和邻区段小轨电压同时下降或升高时，则可判断为接收端等阻线与钢轨连接不良。处理方法如下：
（1）对等阻线塞钉压降进行测试，塞钉压降过大时说明塞钉与钢轨连接松动或塞钉与钢轨孔锈蚀。这种情况下，投下塞钉，用砂纸打磨塞钉和钢轨孔，将塞钉固定到钢轨上，再用黄油或油漆进行封堵。
（2）用钳流表对等阻线电流进行单根测试，当同一侧的两根等阻线电流相差较大时，则说明电流较小的那根等阻线连接不良，处理方法同1.
3.3电气化干扰的查找处理方法。
电气化干扰一般由机车牵引电流回流不畅引起，会引起主轨电压波动，严重时冲击送受电端保险，产生红光带。排查电气化干扰，可从以下几方面查找。
（1）检查电气化干扰区段扼流变压器等阻线是否连接良好，包括等阻线与钢轨连接是否松动，塞钉与钢轨孔是否锈蚀。
（2）对扼流变压器（或空扼流）的阻抗特性进行测试。利用天窗点对其进行移频阻抗测试，其中轨道圈的移频阻抗不小于17Ω， 1与3之间、2与3之间的阻抗应基本相等，查看测试数据是否符合标准，不符合标准时更换设备。测试端子3与地线的电阻值，当测试值较小时为正常，当测试值较大时应查找扼流变中心端子3与地线或吸上线连接是否良好。
（3）检查钢轨对地绝缘是否良好。甩开发送接收端的等阻线（有空扼流的区段，还要甩开空扼流等阻线），分别测试两根钢轨对地电阻，比较两测试值，当两测试值基本一致时，且电阻值较大时，说明钢轨对地绝缘良好。当有一端电阻值较小，且两测试值相差较多时，说明有一端钢轨对地绝缘不良。2013年12月4日，京沪高铁曲阜东站5DG红光带，原因为5#道岔J3前面东股第三块滑床板预压盖旋转移位造成与弹条相碰，并有电弧灼伤痕迹，如图3所示，造成东股钢轨对地电阻为5Ω左右，经敲击分离，东股钢轨对地电阻瞬间大于2KΩ，测试两根钢轨对地电阻基本一致，设备全部恢复良好。这是一起典型的因钢轨单边接地，造成两钢轨牵引电流不平衡，冲击送受电端保险而引发的红光带故障。检查钢轨是否对地绝缘不良还应对道岔杆件绝缘进行测试检查（高铁转辙机接地），联系工务部门对钢轨扣件及绝缘垫板进行检查。
图3 滑床板预压盖板与弹条相碰
（4）正常情况下，两钢轨同一位置处，测得的钢轨对地电压是大体相等的，当有一侧钢轨对地绝缘不良时，这一侧的钢轨对地电压就会降低。通过比较两钢轨同一位置处钢轨对地电压大小，可以判断钢轨对地绝缘是否良好。
3.4雨天道床漏泄增大是一种正常现象，下雨时主轨电压都会出现一定程度的下降，一般晴天后，主轨电压又恢复正常值。如果下雨时主轨电压下降幅度很大，晴天后，又不能恢复到原来的值，就要逐段检查钢轨对地绝缘，查找处理方法同3.3的方法3。
3.5对于调谐匹配单元引起的主轨电压波动，可以在线测试调谐匹配单元的零阻抗和极阻抗，测试结果不正常时更换调谐匹配单元。
4.总结
补偿电容失效和电气特性发生改变是我们最为常见的导致主轨出电压波动的因素，根据现场经验，发现一般距离发送端和接收端最近的前三个电容失效对主轨出电压的影响最大，一般可达到20mv到50mv之间的波动。电气化干扰及其产生的原因都会对主轨电压的平稳传输产生一定的影响。道床漏泄在高铁无砟区段影响较小，但也要在雨天加强观察，发现主轨电压下降较多时，及时查找处理。对于设备不良或损坏引起的电压波动，则更换相应的设备。客专主轨电压波动的原因是复杂的，要解决问题，这需要我们不断地学习、总结。 [科]
【参考文献】
[1]林瑜筠.高速铁路信号技术.北京：中国铁道出版社，2012.
[2]铁道部.高速铁路现场信号设备维修岗位.北京：中国铁道出版社，2012.
[3]叶海贵.高铁50Hz牵引电流干扰分析及查找的基本方法[J].铁道通信信号，2014（1）：35-37.