ZPW-2000A軌道電路紅光帶的分析方法和影響道砟電阻的成因

祁少康 陳建譯 葉建斌

（廣州鐵路（集團）公司電務處，廣州 510088）

1 ZPW-2000A無絕緣軌道電路的特點

ZPW-2000A型無絕緣軌道電路是在法國UM71無絕緣軌道電路技術引進、國產化基礎上，結合國情進行的技術再開發。ZPW-2000A在軌道電路傳輸安全性、傳輸長度、系統可靠性、可維修性以及結合國情提高技術性能價格比、降低工程造價上都有顯著提高。ZPW-2000軌道電路由較為完備的軌道電路傳輸安全性技術及參數優化的傳輸系統構成，是安全性高、傳輸性能好、具有自主知識產權的一種先進自動閉塞制式，具有軌道電路全程斷軌檢查、減少調諧區分路死區、調諧單元斷線故障檢查、移頻干擾防護、傳輸距離長、設備狀態穩定、工程造價低等一系列優點。所以，ZPW-2000A型軌道電路在我國鐵路已全面應用。

但現場線路應用情況復雜，存在一些特殊區段道床電阻變化較大，遇雨天各種綜合因素導致道床電阻急劇下降，嚴重時導致區段紅光帶的情況。

2 ZPW-2000A軌道電路紅光帶的案例說明

京九南段河源至龍川間線路穿越隧道ZPW-2000A非一次性調整區段有21419G、21431G，21527G、21539G，21464G、21450G共6個相鄰區段，于2006年至2011年間分別對發送電平、接收電平進行過調整，部分區段甚至在最惡劣天氣條件下調整接近極限。2010年6月15日，連降大暴雨21431G軌出1降至255 mV，應急將發送由3級調至2級，6月17日連降暴雨，軌出1再度降至246 mV，將接收電平從標準級調至140級，期間安排人員盯控。如果大雨繼續持續，可能使該區段調整到達極限，導致紅光帶故障無法恢復，影響行車。

3 現場調查和測試情況

為了分析現場道砟電阻降低原因，進行了現場的軌道一次參數測試、軌道電路工作參數的統計分析和扣件絕緣電阻的測試。

1）采用對稱雙短路法，測試鋼軌線路道砟電阻，如表1所示。

2）軌道電路軌面電壓分布情況測試，如表2、3、4所示。

3）扣件固定螺釘絕緣及墊板絕緣電阻測試

現場采用II型軌枕，軌枕絕緣結構如圖1所示，共通過3部分的絕緣措施分離鋼軌與軌枕：1）鋼軌下部為絕緣墊板，確保軌底與軌枕絕緣；2）固定墊板直接壓在軌沿，固定螺栓與鋼軌電氣連通，固定螺栓在軌枕內部采用硫磺錨固，實現與鋼軌的絕緣；3）固定墊板的另一側與軌枕間有尼龍扣件，確保墊板另一端與軌枕絕緣。這3個環節絕緣失效都會造成鋼軌絕緣降低，道床漏泄增大。

表1 雙短路法測試的數據

表2 21527G軌面電壓/電流測試記錄

表3 21527G，21539G軌面電壓/電流測試記錄

表4 21431G軌面電壓/電流測試記錄

對上述絕緣的測試內容如表5所示。對固定螺栓與軌枕的絕緣性能在現場測試，拆除上方的扣件后測量。

線路在隧道內，有粉塵堆積，空氣較干燥：21431G隧道內軌枕固定螺栓絕緣測試，2～3間絕緣電阻為5 MΩ。

表5 在圖1位置各處測試記錄

根據對固定螺栓的絕緣電阻測試：軌道外側兩螺栓間絕緣電阻最低，為14 kΩ，螺栓與軌枕間硫磺錨固的上表面堆積了大量銹蝕的鐵屑，沖洗干凈扣件下方的堆積污物后，測試達到140 kΩ，說明該銹蝕的鐵屑破壞了硫磺錨固的絕緣性能，造成鋼軌與軌枕絕緣減弱，道床漏泄增大。

4 軌道電路的常規參數的分析和對比

為了確認是由于道床漏泄造成的軌道電路信號減弱，現場對軌面電壓進行逐點測試，并與計算的道床軌面電壓進行對比。21527G的軌面電壓對比，條件為發送端621 m為1.1 Ω·km。接收端650 m為3 Ω·km，因為根據線路情況，接收端為直線區域，扣件損耗較少，判斷道砟電阻較高。21539G軌面電壓對比，線路送受端情況較為接近，全程采用1.8 Ω·km道砟電阻進行仿真。21431G軌面電壓對比，條件為發送端851 m為5 Ω·km，接收端420 m為15 Ω·km，因為根據線路情況，接收端為開放線路，判斷道砟電阻較高。

如圖2所示，根據測試對比結果，實測軌面電壓分布情況與計算結果相近，趨勢相符。

5 結論

經過現場測試實際最低道砟電阻值21527G為1.1 Ω·km、21539G 為 1.8 Ω·km、21431G 為4.3 Ω·km，對21527G和21539G已經接近1 Ω·km邊緣值，軌面電壓分布測試結果與根據實測道砟電阻理論計算的軌面電壓分布一致。通過校驗判斷得到，確系由于線路道床漏泄造成的軌道電壓偏低。

根據現場的調查判斷，測試區段道砟電阻低的主要原因彎道導致內側鋼軌扣件腐蝕嚴重、絕緣墊板電阻偏低，遇到下雨大量的鐵屑溶解導電造成道床漏泄增大，接受電平減小，所以雨天需要進行調整，如果調整到極限則出現紅光帶無法恢復的情況。

任何制式都有其能夠適應的工作環境和極限指標，ZPW-2000A在適應低道床方面已經取得很大進步，但是在現場環境超出其能適應的范圍后，仍會出現無法實現一次調整的問題。因此，對于該類問題，需要從設計源頭解決，在設計初期就需要根據線路條件合理的判斷，對各種典型的低道床環境要提前進行分割處理。

[1]當代中國鐵路信號（2001～2005）編輯委員會.當代中國鐵路信號（2001～2005）[M].北京：中國鐵道出版社，2007