熊小良

熊小良:南昌鐵路局電務(wù)處檢測(cè)所 助理工程師 330002 南昌

動(dòng)態(tài)檢測(cè)是檢測(cè)ZPW-2000移頻軌道電路補(bǔ)償電容質(zhì)量的主要方式，通過動(dòng)態(tài)檢測(cè)可以快速、便捷地了解補(bǔ)償電容的工作狀態(tài)，是實(shí)現(xiàn)ZPW-2000移頻軌道電路狀態(tài)修的重要手段。但由于日常信號(hào)動(dòng)態(tài)檢測(cè)是按一定的列車固定交路進(jìn)行，造成絕大部分車站側(cè)線股道補(bǔ)償電容長(zhǎng)期得不到應(yīng)有的檢測(cè)。為此，根據(jù)現(xiàn)有信號(hào)系統(tǒng)的各種監(jiān)測(cè)、記錄數(shù)據(jù)情況，提出解決辦法，并就具體操作方式進(jìn)行詳細(xì)闡述。

1 現(xiàn)狀分析及解決辦法

由于車站側(cè)線股道處于動(dòng)態(tài)檢測(cè)盲區(qū)，設(shè)備維護(hù)管理部門一般規(guī)定對(duì)側(cè)線股道補(bǔ)償電容進(jìn)行定期人工測(cè)試，這不但增大了工作量，也給安全帶來(lái)許多不定因素。另外，由于人工測(cè)試周期相對(duì)較長(zhǎng)，不能完全滿足設(shè)備維護(hù)工作的需要，給站內(nèi)ZPW-2000移頻設(shè)備的維修、維護(hù)工作造成很大被動(dòng)。為了解決這個(gè)問題，提出利用對(duì)機(jī)車信號(hào)記錄器數(shù)據(jù)的分析，來(lái)彌補(bǔ)這個(gè)動(dòng)態(tài)檢測(cè)的盲區(qū)。

2 分析方法探討

2.1 曲線中電容有效標(biāo)志的確定

利用機(jī)車信號(hào)記錄器數(shù)據(jù)來(lái)分析側(cè)線股道補(bǔ)償電容的工作狀態(tài)。首先要研究機(jī)車信號(hào)記錄曲線，就是研究機(jī)車經(jīng)過電容時(shí)，機(jī)車信號(hào)所記錄的曲線有沒有特殊變化，如有特殊變化就可以認(rèn)定為電容有效的標(biāo)志。圖1所示為機(jī)車信號(hào)記錄器數(shù)據(jù)記錄的一段各補(bǔ)償電容正常時(shí)的曲線截圖。

圖1中曲線是由若干個(gè)圓滑小曲線連接而成，相鄰2個(gè)曲線連接部位有一個(gè)曲線變化突變點(diǎn)，稱為補(bǔ)償電容的有效標(biāo)志。根據(jù)ZPW-2000軌道電路設(shè)計(jì)原理，機(jī)車剛進(jìn)入軌道電路區(qū)段時(shí)，可以近似認(rèn)為補(bǔ)償電容C1與這一小段鋼軌相互補(bǔ)償，使之呈純阻性，這時(shí)機(jī)車感應(yīng)電壓相對(duì)最高。隨著列車向C1移動(dòng)，機(jī)車輪對(duì)不斷短路鋼軌，使輪對(duì)距C1之間的距離越來(lái)越短，鋼軌產(chǎn)生的感抗也越來(lái)越小，這時(shí)C1與機(jī)車第一輪對(duì)之間的阻抗逐漸由純阻性向容性轉(zhuǎn)變，C1的補(bǔ)償效果也由最初的較好狀態(tài)逐漸向過補(bǔ)狀態(tài)轉(zhuǎn)變，并且機(jī)車靠電容越近，過補(bǔ)現(xiàn)象越明顯。當(dāng)機(jī)車輪對(duì)壓到電容兩端時(shí)，由于列車輪對(duì)與C1之間沒有鋼軌阻抗，對(duì)鋼軌的感抗處于電容過補(bǔ)現(xiàn)象最明顯狀況。當(dāng)機(jī)車輪對(duì)越過補(bǔ)償電容C1時(shí)，此時(shí)C1被輪對(duì)短路已不起作用，而輪對(duì)距C2之間的鋼軌最長(zhǎng)，C2對(duì)鋼軌的感抗處于欠補(bǔ)狀態(tài)，隨著輪對(duì)與C2之間的距離逐漸縮短，使C2對(duì)鋼軌感抗的補(bǔ)償作用越來(lái)越好，機(jī)車的感應(yīng)電壓也逐漸升高。

圖1 機(jī)車信號(hào)記錄器數(shù)據(jù)正常曲線截圖

當(dāng)補(bǔ)償作用到達(dá)最佳狀態(tài)后，隨著輪對(duì)與電容C2之間距離進(jìn)一步縮短，鋼軌感抗逐漸變小，鋼軌上的傳輸特性又由最佳狀態(tài)向過補(bǔ)狀態(tài)過渡，這樣周而復(fù)始就形成了圖1中所出現(xiàn)的曲線。在機(jī)車跨過補(bǔ)償電容位置時(shí)，正好是電容的補(bǔ)償效果由過補(bǔ)向欠補(bǔ)跳變，表現(xiàn)在曲線上就是變化趨勢(shì)突變，即產(chǎn)生一個(gè)突變連接點(diǎn)。如某一點(diǎn)補(bǔ)償電容失效，在這一段只有鋼軌感抗的漸進(jìn)式變化，不存在阻抗的突變，故在曲線上不會(huì)產(chǎn)生突變點(diǎn)。

2.2 曲線中電容位置的確定

ZPW-2000移頻軌道電路的補(bǔ)償電容是按一定安裝間距設(shè)置的，根據(jù)其工作原理及設(shè)計(jì)規(guī)定，與軌道電路兩端絕緣節(jié)相鄰的2個(gè)補(bǔ)償電容與絕緣的距離為半個(gè)間距，其他補(bǔ)償電容之間為一個(gè)間距，而且補(bǔ)償電容的一個(gè)間距設(shè)置原則約為100 m。這樣在分析機(jī)車信號(hào)記錄器數(shù)據(jù)時(shí)，通過2根標(biāo)線標(biāo)出每一個(gè)補(bǔ)償電容的設(shè)計(jì)位置，如果在應(yīng)該有電容的位置，曲線上沒有出現(xiàn)電容有效標(biāo)志，就說(shuō)明這個(gè)電容可能失效;如果在設(shè)計(jì)上不應(yīng)該有電容的位置，記錄曲線上卻出現(xiàn)了電容有效標(biāo)志，說(shuō)明這個(gè)電容安裝位置不符合規(guī)定。

3 實(shí)際操作與驗(yàn)證

3.1 電容失效分析

實(shí)際分析機(jī)車信號(hào)記錄器數(shù)據(jù)時(shí)，可直接將窗口定位在顯示站內(nèi)股道傳輸曲線上。具體做法是:先快速移動(dòng)曲線，當(dāng)看到一段無(wú)碼時(shí)，結(jié)合曲線上的信號(hào)機(jī)和站名位置標(biāo)記，就可以認(rèn)定窗口顯示的是否是站內(nèi)股道。在確定了分析對(duì)象后，再?gòu)墓傻绤^(qū)段曲線的始端到終端，用紅、黃標(biāo)線分別將所有曲線相鄰?fù)蛔凕c(diǎn)間的距離算出，如圖2右下角“光標(biāo)公里差”顯示的數(shù)據(jù)就是兩光標(biāo)之間的距離。然后比對(duì)這些數(shù)據(jù)，符合設(shè)計(jì)間距的說(shuō)明補(bǔ)償電容有效，并可以用此間距作為本區(qū)段補(bǔ)償電容設(shè)計(jì)安裝間距的參考;不符合設(shè)計(jì)間距的為電容有問題?！肮鈽?biāo)公里差”顯示的數(shù)據(jù)為90 m，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)則，間距正常，同時(shí)曲線上有電容有效標(biāo)志，可以認(rèn)定為該段曲線兩端補(bǔ)償電容工作狀態(tài)正常。

再看圖3，圖3與圖2為同一股道區(qū)段，“光標(biāo)公里差”顯示的數(shù)據(jù)為217 m，如果以圖2標(biāo)線間距90 m作為參考值的話，入口端絕緣節(jié)與補(bǔ)償電容C1間距應(yīng)該為45 m，C1與C2間距為90 m，C2與C3間距也為90 m，3個(gè)間距總共225 m，因?yàn)闄C(jī)車信號(hào)記錄器數(shù)據(jù)可能存在誤差，所以可近似認(rèn)為圖3中兩標(biāo)線間“光標(biāo)公里差”顯示的217 m即為225 m，也就是說(shuō)在圖3的紅黃標(biāo)線之間應(yīng)設(shè)置2個(gè)補(bǔ)償電容C1和C2，但記錄曲線上紅黃標(biāo)線之間沒有出現(xiàn)補(bǔ)償電容有效標(biāo)志，就可以確定本區(qū)段補(bǔ)償電容C1和C2失效。

在確定了股道中電容失效后，還需要明確具體是幾股道。這個(gè)問題可借助于TDCS/CTC系統(tǒng)。利用機(jī)車信號(hào)記錄器數(shù)據(jù)中記錄的日期、時(shí)間和車次號(hào)等信息，到TDCS/CTC終端回放站內(nèi)這個(gè)時(shí)間段該次列車運(yùn)行情況，就可以確定補(bǔ)償電容失效的準(zhǔn)確股道。

如通過CTC終端回放2011年7月9日12:41，醴陵站K788次列車的運(yùn)行情況可知，圖3中的異常曲線是醴陵站的4道，而醴陵站4道軌道電路上由4G1和4G2組成，上行進(jìn)4G時(shí)列車先進(jìn)入4G2。這樣就分析出醴陵站4G2上行入口段C1和C2失效。最后通過現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)醴陵站4G2區(qū)段長(zhǎng)度為708 m，設(shè)計(jì)補(bǔ)償電容安裝間距為88.5 m，設(shè)計(jì)安裝數(shù)量為8個(gè)，但4G2實(shí)際只安裝了6個(gè)補(bǔ)償電容，靠S進(jìn)站信號(hào)機(jī)一端220 m范圍內(nèi)沒有安裝補(bǔ)償電容，即C1和C2補(bǔ)償電容沒有裝。

3.2 電容安裝間距正確性分析

用這種方法不但可以發(fā)現(xiàn)電容是否有效，還可以對(duì)電容安裝間距是否符合規(guī)定進(jìn)行分析判斷。如向塘站5道入口至C1間距為39 m、C1至C2間距為57 m、C2至C3間距為95 m，考慮到誤差，該區(qū)段補(bǔ)償電容間距約為95 m左右，入口至C1間符合半個(gè)間距的設(shè)計(jì)要求，C2至C3間符合一個(gè)間距的設(shè)計(jì)要求，但C1至C2間設(shè)計(jì)要求是一個(gè)間距，而標(biāo)線記錄的數(shù)據(jù)約為半個(gè)間距，所以判定為C1至C2間電容安裝間距不正確。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)，C1至絕緣節(jié)距離48 m，C1至C2間距55.3 m，C1至C2間電容間距安裝不正確。所以該股道的補(bǔ)償電容除C1安裝間距正確外，其余電容安裝間距均不正確。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過實(shí)踐檢驗(yàn)，利用機(jī)車信號(hào)數(shù)據(jù)分析站內(nèi)側(cè)線股道補(bǔ)償電容工作狀態(tài)方法，對(duì)檢查側(cè)線股道補(bǔ)償電容工作狀態(tài)具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義，可以替代動(dòng)態(tài)檢測(cè)對(duì)站內(nèi)側(cè)線股道補(bǔ)償電容進(jìn)行檢查。經(jīng)過一段時(shí)間的檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)并核實(shí)處理了南昌鐵路局醴陵、橫峰、向塘、新余、宜春等站8處補(bǔ)償電容問題，而且還促進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)舉一反三，克服多處補(bǔ)償電容漏裝問題，取得了良好的效果。然而，通過上述方法雖然從技術(shù)上可以解決利用機(jī)車信號(hào)記錄器數(shù)據(jù)分析站內(nèi)側(cè)線股道補(bǔ)償電容工作狀態(tài)問題，但要完全彌補(bǔ)動(dòng)態(tài)檢測(cè)的盲區(qū)，使這項(xiàng)工作制度化，還需要做許多細(xì)致的管理和技術(shù)工作。如怎樣確定動(dòng)態(tài)檢測(cè)未覆蓋到的股道數(shù)據(jù)，怎樣準(zhǔn)確得到在本周期內(nèi)經(jīng)過了這些股道的機(jī)車數(shù)據(jù)，怎樣規(guī)范機(jī)車信號(hào)記錄器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)存放等等，這些工作都需要通過建立科學(xué)詳細(xì)的操作流程，制定合理可行的管理制度來(lái)解決，這也將是此項(xiàng)工作發(fā)揮實(shí)際規(guī)模作用需要研究的重點(diǎn)方向。

［1］ 中華人民共和國(guó)鐵道部．鐵運(yùn)［2008］142號(hào)．鐵路信號(hào)維護(hù)規(guī)則 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［S］．2008．

［2］ 中華人民共和國(guó)鐵道部科學(xué)技術(shù)司．科技技［2007］205號(hào)．無(wú)絕緣軌道電路補(bǔ)償電容器技術(shù)條件［S］．2007．

［3］ 中華人民共和國(guó)鐵道部科學(xué)技術(shù)司、運(yùn)輸局．科技運(yùn)［2008］36號(hào)．ZPW-2000系列無(wú)絕緣軌道電路技術(shù)條件［S］．2007．

［4］ 上海鐵路通信工廠．JT-C系列機(jī)車信號(hào)車載系統(tǒng)［R］．2007