周肖林

摘 要：ZPW2000a軌道電路在經(jīng)過研究、現(xiàn)場測試之后，可以具有更高的安全傳輸性能，可以解決低道碴電阻道床的系統(tǒng)問題，還可以降低工程造價，它是在UM71無絕緣軌道電路技術(shù)引進(jìn)的條件下，進(jìn)行的技術(shù)研發(fā)產(chǎn)品，有其特殊的系統(tǒng)特點(diǎn)和工作原理，其實時性和高精度特點(diǎn)可以滿足數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化鐵路系統(tǒng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：ZPW2000a軌道電路；調(diào)整；使用；傳輸

中圖分類號： U284.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）25-213-2

0 引言

在我國的鐵路智能化、數(shù)字化、綜合化發(fā)展的態(tài)勢之下，鐵路信號以數(shù)字編碼無絕緣軌道電路為前提和條件，發(fā)展出快速列車信號兼容技術(shù)和自動調(diào)整控制系統(tǒng)，并從軌道電路傳輸長度方面，進(jìn)行了性能改進(jìn)和創(chuàng)新，引導(dǎo)我國的鐵路進(jìn)入了國產(chǎn)主體機(jī)車信號新時代，在對鐵路軌道電路的調(diào)諧區(qū)、匹配電壓器、補(bǔ)償電容的優(yōu)選設(shè)計之中，大力推廣和普及ZPW2000a無絕緣軌道電路和主體化機(jī)車信號，充分吸收了UM71的優(yōu)勢性能，使其成為我國先進(jìn)自動的閉塞制式。

1 ZPW2000a無絕緣軌道電路的特征

ZPW2000a無絕緣軌道電路是在UM71無絕緣軌道電路技術(shù)引進(jìn)和改造的條件下，進(jìn)行的技術(shù)優(yōu)化和再開發(fā)，在較大程度上提升了無絕緣軌道電路的性能，降低了工程造價。

ZPW2000a的技術(shù)特征主要表現(xiàn)為：

①它在對UM71加以改進(jìn)的前提下，充分保持了UM71無絕緣軌道電路的整體特征和優(yōu)勢，并在傳輸安全性和傳輸長度上加以優(yōu)化和改進(jìn)，在采用1700Hz-2600Hz載頻段、FSK制式的條件下，重點(diǎn)針對調(diào)諧區(qū)斷軌檢查、調(diào)諧單元斷線故障檢查、對拍頻干擾防護(hù)等技術(shù)難題，進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化和調(diào)整，最大限度地減少了調(diào)諧區(qū)分路死區(qū)，全面實現(xiàn)了與機(jī)械絕緣節(jié)軌道電路的等長傳輸，提升了ZPW2000a的軌道電路傳輸長度。

②ZPW2000a軌道電路調(diào)整要依照固定軌道電路長度和允許最小道碴電阻的方式，可以與標(biāo)準(zhǔn)道碴和低道碴電阻的傳輸長度相契合，提升軌道電路系統(tǒng)的穩(wěn)定與可靠性。

③ZPW2000a軌道電路是選用國產(chǎn)信號數(shù)字電纜，銅芯線徑有所減小，并用長鋼包銅引接線替代了70mm2銅引接線，不僅增大了傳輸距離，而且便于維修和防護(hù)。

④可以通用四種載頻頻率的接發(fā)設(shè)備，在檢測功能日趨完備的條件下，實現(xiàn)了“N+1”冗余，不僅減少了運(yùn)轉(zhuǎn)備用的設(shè)備數(shù)量，而且可以實現(xiàn)雙機(jī)互為冗余，降低了工程造價。2 ZPW2000a軌道電路構(gòu)成及其工作原理

ZPW2000a無絕緣軌道電路系統(tǒng)由三個部分構(gòu)成。

2.1 室外部分

①電氣絕緣節(jié)的調(diào)諧區(qū)由調(diào)諧單元、空芯線圈、設(shè)備引接線、鋼軌構(gòu)成，其功能主要用于相鄰軌道電路之間的電氣隔離。②機(jī)械絕緣節(jié)。由空芯線圈與調(diào)諧單元并接及引接線構(gòu)成。③匹配變壓器。在道碴電阻為0.25-1.0Ω的狀態(tài)下，軌道電路實現(xiàn)與傳輸電纜的匹配連接。④補(bǔ)償電容。主要選用分段加裝補(bǔ)償電容的方法，延長軌道電路長度，從而在減少鋼軌電感對移頻信號傳輸影響的同時確保軌道電路的傳輸穩(wěn)定。⑤傳輸電纜。主要采用鐵路內(nèi)屏蔽的數(shù)字信號電纜，長度控制在10km的范圍內(nèi)。

2.2 室內(nèi)部分

①接發(fā)器設(shè)備構(gòu)成，其中：發(fā)送器是采用N+1冗余設(shè)計，并選用高精度、高穩(wěn)定移頻信號源。接收器則接收主軌道電路的頻率信號和相鄰區(qū)段小軌道電路的頻率信號。②衰耗盤。用于主軌道電路和相鄰區(qū)段小軌道電路的調(diào)整使用。③電纜網(wǎng)絡(luò)。室內(nèi)電纜按照六段進(jìn)行設(shè)計，以補(bǔ)償室外傳輸電纜的長度，補(bǔ)償長度總和為10km。

2.3 系統(tǒng)防雷部分

進(jìn)行一般防護(hù)時主要由鋼軌引入縱橫向的雷電信號，并要考慮在電化牽引區(qū)段內(nèi)，牽引回流不暢條件下的縱向不平衡電壓峰值，對于非電化區(qū)段則主要考慮50Hz、交流220V的電流影響。同時，防雷地線電阻值在10Ω以內(nèi)，要加裝長的銅制地線，并在石質(zhì)多雷地區(qū)，加裝貫通地線。

ZPW2000a軌道電路的工作原理，主要為：在主軌道電路和調(diào)諧區(qū)小軌道電路延續(xù)段的區(qū)域內(nèi)，接收器和發(fā)送器向主軌道和相鄰區(qū)段的小軌道電路接發(fā)頻率信號，并提供相應(yīng)的電路狀態(tài)條件。

3 ZPW2000a軌道電路調(diào)整

3.1 主軌道電路調(diào)整

主軌道電路調(diào)整以軌道電路調(diào)整表為前提，根據(jù)不同區(qū)段的載頻及長度，在發(fā)送器端子上調(diào)整發(fā)送電平，在衰耗盤端子上調(diào)整接收電平，具體調(diào)整步驟為：首先在查出相應(yīng)的接收電平和發(fā)送電平級數(shù)的條件下，再依照“接收電平調(diào)整表”查出衰耗變壓器的端子，依照“發(fā)送電平調(diào)整表”查出發(fā)送器輸出端子，根據(jù)調(diào)整表中的對應(yīng)關(guān)系，對接收端子和發(fā)送端子進(jìn)行跨線連接。另外， 還要對模擬電纜進(jìn)行調(diào)整，要以電纜補(bǔ)償長度調(diào)整表為依據(jù)，查出防雷模擬網(wǎng)絡(luò)盤端子，加以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

主軌道信號V1V2由C1C2變壓器B1輸入，B1變壓器的阻抗為36-55Ω，有較好的抗干擾性能。

3.2 小軌道電路的調(diào)整

對小軌道電路的調(diào)整要以小軌道電路調(diào)整表為依據(jù)，在衰耗盤接入之前，先按照104mV進(jìn)行調(diào)整，在開通小軌道電路之后，測量小軌道電路信號的大小，依照小軌道電路調(diào)整表，對衰耗盤端子進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)過調(diào)整之后，要將小軌道信號保持在100mV-120mV的范圍內(nèi)。

小軌道電路調(diào)整可以采用正反向運(yùn)行的方式，在衰耗盤內(nèi)設(shè)置兩套不同的衰耗調(diào)整電阻，并根據(jù)調(diào)整方向的不同，對短小軌道電路進(jìn)行正反方向的調(diào)整，正方向調(diào)整可以選用a11-a23端子，反方向調(diào)整可以選用C11-C23端子，負(fù)載阻抗選用3.3KΩ。

3.3 ZPW2000a軌道電路調(diào)整的前提條件和要求

進(jìn)行ZPW2000a軌道電路調(diào)整的前提條件和要求，要滿足以下條件：①“軌出1”電壓控制在≥240mV；“軌出2”電壓控制在≥100mV，小軌道電壓控制在≥20V的條件。②軌道電路可以進(jìn)行全程的斷軌檢查，在主軌道斷軌的調(diào)整狀態(tài)時，要使“軌出1”的電壓≤140mV；小軌道斷軌的調(diào)整狀態(tài)時，要使“軌出2”的電壓≤63mV。

4 ZPW2000a無絕緣軌道電路的使用整治

4.1 道床整治

由于道床污染和潮濕等原因，道床電阻下降，而使軌道電路無法持續(xù)、正常地工作，因而，需要對道床進(jìn)行整治，要聯(lián)合工、電進(jìn)行整治，主要針對道床內(nèi)部的線路排水系統(tǒng)，進(jìn)行通暢不積水的整治工作，從而使道床的電阻值恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)值之內(nèi)。其具體工作任務(wù)為：對絕緣失效或破損的墊板、片等，要進(jìn)行全面更換，確保這些基本扣件、絕緣墊片的絕緣電阻，與標(biāo)準(zhǔn)值無偏差。要及時清洗污染物和泥土，每年進(jìn)行一次清污工作，并提出道床電阻測試報告。

4.2 分割ZPW2000a軌道電路

在對ZPW2000a軌道電路進(jìn)行分割處理時，要依據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行分割，只有當(dāng)?shù)来搽娮柚道?.0Ω/ km以上時，要在考慮傳輸電纜長度小于10 km的條件下，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的分割，具體要求主要考慮以下幾點(diǎn)：①當(dāng)0.6Ω. km≤道床電阻<1.0Ω. km時，軌道電路的分割區(qū)段要控制在<800m之內(nèi)。②0.5Ω. km≤道床電阻<0.6Ω. km時，軌道電路的分割區(qū)段要控制在<550m之內(nèi)。③當(dāng)閉塞區(qū)段內(nèi)的隧道長度>500m時，要對軌道電路進(jìn)行分割，分割應(yīng)當(dāng)控制在三段之內(nèi)，并預(yù)留干線電纜。④要特殊考慮并研究傳輸電纜長度>10 km的情況。

4.3 ZPW2000a軌道電路的使用處理及設(shè)備測試

ZPW2000a軌道電路在小軌道電路區(qū)段設(shè)置了閉塞控制，為了更好地實現(xiàn)對調(diào)諧區(qū)的檢查，要考慮軌道電路紅光帶的問題，需要在小軌道電路區(qū)段采用雙鋼軌引接線，并接入微機(jī)信號監(jiān)測系統(tǒng)，實施故障報警。

4.4 要不斷優(yōu)化和完善軌道電路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

ZPW2000a軌道電路要依照統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，要合理優(yōu)化設(shè)計自動閉塞區(qū)段內(nèi)的施工工藝和設(shè)計，尤其要注重通道、防雷、電源、電磁兼容等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在博采眾長的前

提下，進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和試驗驗證，從而形成我國自主創(chuàng)新的高速鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，確保軌道電路使用安全與穩(wěn)定。

5 結(jié)束語

綜上所述，鐵路信號工程是具有特殊性質(zhì)的建設(shè)工程，在鐵路部門之中，鐵路信號由傳感技術(shù)、傳輸技術(shù)和控制技術(shù)和構(gòu)成，具有傳感和傳輸?shù)碾p重功用，在我國鐵路進(jìn)入了“跨越式發(fā)展”的戰(zhàn)略思路背景下，傳統(tǒng)鐵路信號系統(tǒng)正在向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，ZPW2000a軌道電路系統(tǒng)我國的自主研制的設(shè)備，可以保證列車高速追蹤運(yùn)行，實現(xiàn)對全程列車的無盲點(diǎn)檢查、鋼軌全程斷軌檢查，從而提升行車安全和運(yùn)輸效率。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 蔡濤，李威，張琨.軌道電路的分路不良問題[J].科技傳播，2015（23）.

[2] 魏源，范東賀，盧鑫.基于軌道電路解決站內(nèi)分路不良方案的研究[J].價值工程，2014（08）.