ZPW-2000A移頻機車信號掉碼和竄碼問題分析與處理

曲子賢

（蘭州鐵路局總工室，蘭州 730000）

隨著鐵路的不斷發展，列車運行速度越來越快，提速區段越來越多，鐵路運輸對機車信號有了更高的要求。任何移頻機車信號的掉碼、竄碼問題的存在，都可能導致列車延時故障或機車“脫軌、碰撞”事故的發生，因此，認真分析并解決機車信號掉碼、竄碼問題，是確保列車運行安全的重要工作。

下面主要以電氣化區段25 H z相敏軌道電路疊加ZPW-2000A移頻電碼化為例，對移頻機車信號的掉碼、竄碼等問題進行分析。

1 軌道上電流的分析

在電氣化區段的軌道上主要有3種電流：機車牽引電流、軌道電路信號電流、移頻信號電流。

1.1 機車牽引電流

機車牽引電流由牽引變電所送出至接觸網，經機車供電臂流到鋼軌，再通過軌道吸上線回至牽引變電所。在一般情況下，大約一半的牽引電流由鋼軌返回牽引變電所，機車牽引電流一般比較大，高達幾百安培。

1.2 軌道電路信號電流

軌道電路信號電流是以鋼軌和軌道引接線為載體，由軌道電路送電端、鋼軌、受電端3部分組成的閉和回路，一般25 H z相敏軌道電路電流為幾安培，相對較小。

1.3 移頻信號電流

在具備發碼條件時，移頻發送器通過電纜向軌道上發送移頻信號，形成的電流稱為移頻信號電流。移頻電碼化信號有送電端發碼、受電端發碼兩種。

軌道電路的信號電流頻率與機車牽引電流頻率不同。

2 移頻機車信號掉碼、竄碼原因分析

2.1 入口電流調整問題

原因分析：入口電流調整超低，會影響機車信號接碼問題。而入口電流調整過大，機車信號容易受鄰線干擾而錯誤動作。

2.2 鋼軌對地不平衡問題

原因分析：1）電力架空安全地線與線路一條鋼軌直接相連；2）電力架空安全地線通過“火花間隙”與一條鋼軌連接，“火花間隙”埋入土中，或經過“火花間隙”后的連接線埋入土中，造成單軌接地；3）完全橫向連接或電力吸上線處，扼流或空心線圈與鋼軌連接線其中一端接觸不良，造成鋼軌對地不平衡；4）橋梁鋼結構與線路單根鋼軌連接接地；5）線路地錨拉桿（撐桿）對地未加裝絕緣或絕緣破損；6）紅外線軸溫探測鋼軌安裝件損壞，通過管線造成鋼軌接地。

2.3 電纜設計、施工及維護問題

原因分析：1）采用“雙絞線對”替代四芯組的對角線對以及SPT電纜、ZCO3電纜四芯組沒有按照紅線、白線及藍線、綠線成對使用，造成電纜串音大幅度增高問題；2）施工配線圖紙錯誤，如：將上行某區段發送電纜與下行某區段發送電纜錯誤并聯。各自軌道電路接收仍能通過數字解調、正常工作，不易被發現；3）電纜單線接地，使電纜芯線對地不平衡，產生較大干擾。特別是相同兩載頻發送、接收同時通過電纜接地，即使是不同電纜也會造成較大串音，導致故障升級；4）備用電纜未按照《ZPW-2000軌道電路技術條件》（TB/T3206-2008）中規定的電纜使用原則進行貫通，現場倒替電纜芯線時造成串音干擾。

2.4 調諧區設備性能不良、使用錯誤問題

原因分析：1）零阻抗端塞釘（或端頭）與鋼軌、設備接觸不良，造成鋼軌間零阻抗加大，導致鄰段信號外串；2）施工中，調諧單元安裝類型錯誤，零阻抗超標，無法實現短路，導致信號外串，并使小軌道接收電壓過高。

2.5 站內回流吸上線點及橫向連接線問題

原因分析：1）站內吸上線設計錯誤，兩處距離過近；2）橫向連接線設計錯誤或施工錯誤，造成軌道電路間信號的串擾。

2.6 機車設備自身問題

原因分析：1）由于機車信號線圈靈敏度不良，極易造成竄碼、掉碼問題。偏高則容易引起竄碼問題，偏低易造成掉碼現象；2）機車信號接收線圈互相不匹配問題。左右兩線圈接收的信號電流值不完全相等，削弱了機車信號電流的接收能力，增強了牽引電流的干擾。

3 相關措施及解決方法

3.1 正確調整機車入口電流

軌道電路發碼方式是迎著機車運行方向發碼，列車輪對形成移頻信號短路電流，往往出口電流遠大于入口電流，因此只要入口電流能滿足機車信號設備的工作要求，出口位置也應能使機車信號正常工作。建議軌道電路區段的移頻入口電流一般調整為鋼軌最小短路電流的3～5倍，即載頻1 700 Hz、2 000 Hz、2 300 Hz入口電流一般調整為1.5～2.5 A，載頻2 600 Hz入口電流為1.35～2.25 A。

3.2 規范室外設備加裝

規范設備加裝：1）工務線路的地錨拉桿（或撐桿）必須加裝良好絕緣，絕緣件不得損壞或缺失，絕緣以及至鋼軌間的連接段均不得埋入石碴或土中，在線絕緣電阻≥10 kΩ；2）橋梁金屬結構不得通過金屬導體與鋼軌相連接；3）紅外線軸溫設備不得通過連接件造成鋼軌接地；4）平交道口各種地面設備和軌旁設備均不得造成鋼軌接地；5）各種防護鋼管及金屬件過軌底均應有可靠隔離措施，不得與鋼軌相碰；6）護輪軌應保證與承重軌可靠隔離，不得通過扣件、夾板等相連通。

3.3 抓好施工質量源頭

注意事項：1）按四芯組對角線成對使用（即紅、白一對，藍、綠一對）；2）軌道電路不得使用對絞線組代替四芯線組使用；3）電纜引入不宜過早剝開護套，更不得打開四芯組；4）加強日常測試，發現單芯接地及時處理；5）更換故障芯線應符合電纜配置原則并成對使用；6）設計施工及維修改線中要防止電纜配線錯誤；7）嚴格按照《ZPW-2000軌道電路技術條件》（TB/T3206-2008）中規定的電纜使用原則進行貫通，使用過程中備用芯線必須成對倒換，且發送或接收備用芯線替換某一載頻線對后，同一備用四芯組中不得再替換相同基準載頻的線對。

3.4 空心線圈、調諧單元各項技術指標符合維規要求

1）阻抗符合維修在線測試標準（如表1、2、3所示），兩線圈對稱。

表1 空心線圈（SVA）阻抗

表2 機械絕緣節空心線圈（SVA）阻抗

表3 調諧單元零阻抗

在鋼軌兩端軌面測試與上述指標相差過大時，應檢查引接線及接觸狀態。

2）引接線完整、無斷股損傷，兩端端頭（或塞釘）與調諧單元及鋼軌連接可靠，接觸電阻≤1 mΩ（載頻信號）；

3）引接線采用雙線或一線雙頭（鋼軌端）。

3.5 牽引回流吸上線及電氣化桿塔

根據《鐵路信號設計規范》（TB10007-2006）原則要求：1）接觸網桿塔地線、橋梁等建筑物地線不得直接與鋼軌相連。同時嚴禁經火花間隙與鋼軌連接；2）在采用綜合接地體條件下，接觸網的桿塔地線、橋梁等建筑物的地線，只允許接至完全橫向連接點的空心線圈中點或扼流變壓器中點；3）吸上線或PW保護線應接在完全橫向連接點的空心線圈中點或扼流變壓器中點。

3.6 定期測試、檢修機車信號主機設備

機車出庫前對機車信號主機設備重點檢測，對機車信號線圈不達標問題進行調整或更換設備：1）對機車信號設備進行整體對地絕緣、線間絕緣、整體靈敏度測試，逐一篩選故障點，更換不良機車感應設備；2）對兩套機車信號接收線圈分別進行電感量、電阻、品質、安裝高度等性能指標的測量，在多個備品中進行性能接近篩選。

[1]鐵運（2008）142號 鐵路信號維護規則[S].北京：中國鐵道出版社，2008.

[2]鐵道部運輸局基礎部.鐵路信號維護規則（技術標準）說明[S].北京：中國鐵道出版社，2002.