王海波

摘 要：ZPW-2000R軌道電路傳輸采用精補(bǔ)償?shù)姆椒ǎa(bǔ)償電容的容性可以補(bǔ)償鋼軌感性，使鋼軌的阻抗趨于阻性，結(jié)合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及ZPW-2000R軌道電路特點(diǎn)，設(shè)計(jì)補(bǔ)償電容的數(shù)量及位置，利用最小的發(fā)送功率傳輸最遠(yuǎn)的距離，同時(shí)提高軌道電路設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。

關(guān)鍵詞：ZPW-2000R軌道電路;補(bǔ)償電容;特性阻抗

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）12-0023-02

0 引言

ZPW-2000R軌道電路是在消化吸收法國(guó)UM71系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)行完善提高的新型系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用調(diào)諧式電氣絕緣節(jié)，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

1 補(bǔ)償電容作用

我國(guó)主要使用60kg/m，重1435mm軌距的鋼軌，其鋼軌等效電感約為1.3μH/m。對(duì)軌道電路的移頻信號(hào)，鋼軌呈現(xiàn)至少13Ω的感抗值，如果該值高于道砟電阻時(shí)，會(huì)對(duì)軌道電路信號(hào)的傳輸產(chǎn)生較大影響[1]。當(dāng)分段加補(bǔ)償電容后，可以有效的減弱電感的影響，使鋼軌的阻抗趨于阻性。

2 補(bǔ)償電容的設(shè)計(jì)

2.1 使用補(bǔ)償電容原則

目前在在軌道電路設(shè)計(jì)區(qū)段長(zhǎng)度過(guò)程中，通常以區(qū)段長(zhǎng)度300m為分界點(diǎn)，如果設(shè)計(jì)的軌道電路區(qū)段長(zhǎng)度大于300m，理論上需要設(shè)置補(bǔ)償電容，且補(bǔ)償電容按照等間距進(jìn)行布置。結(jié)合我國(guó)鐵路的現(xiàn)狀，繼電編碼下的ZPW-2000R軌道電路路基和橋梁情況的道砟電阻標(biāo)準(zhǔn)多數(shù)設(shè)計(jì)為1.0Ω·km，但有砟隧道及一些特殊線路存在低于1.0Ω·km的情況[2]。

所以設(shè)計(jì)補(bǔ)償電容的容量時(shí)需要考慮：（1）頻率大小;（2）道砟電阻的大小;（3）電容的設(shè)置方式;（4）設(shè)置密度。

2.2 補(bǔ)償電容設(shè)置方式及步長(zhǎng)設(shè)計(jì)原則

ZPW-2000R軌道電路，補(bǔ)償電容的設(shè)置需要考慮幾點(diǎn)因素[3]：（1）對(duì)于頻率為1700Hz的區(qū)段采用容量大的補(bǔ)償電容;（2）道砟電阻低于1.0Ω·km時(shí)，補(bǔ)償電容容量大;（3）加大軌道電路的入口電流，且不考慮軌道電路的分路狀態(tài)，補(bǔ)償電容容量大。

為保證補(bǔ)償效果，補(bǔ)償電容的設(shè)置間距應(yīng)僅盡量短，但需要符合標(biāo)準(zhǔn)，即間距大于50m，才能使傳輸通道特性趨于“分布參數(shù)”。補(bǔ)償電容設(shè)置間距無(wú)限接近50m時(shí)，說(shuō)明補(bǔ)償電容的數(shù)量較多，這種情況對(duì)改善列車分路很有利，但是補(bǔ)償電容設(shè)置的過(guò)多，就需要考慮增加成本，又增加了維修的工作量，所以需要綜合考慮[4]。

繼電編碼ZPW-2000R系統(tǒng)中，如圖1所示，調(diào)諧區(qū)的長(zhǎng)度為30m，考慮第一個(gè)補(bǔ)償電容對(duì)調(diào)諧區(qū)信號(hào)的影響，設(shè)置調(diào)諧單元距離第一個(gè)補(bǔ)償電容的位置為75m，中間補(bǔ)償電容的布置遵循以下公式：

其中：電氣絕緣節(jié)-電氣絕緣節(jié)區(qū)段：L=Lg-30m;機(jī)械絕緣節(jié)-電氣絕緣節(jié)區(qū)段：L=Lg-17m。電氣絕緣節(jié)-電氣絕緣節(jié)區(qū)段：Lg為電氣節(jié)空芯線圈至電氣節(jié)空芯線圈的距離，機(jī)械絕緣節(jié)-電氣絕緣節(jié)區(qū)段：Lg為機(jī)械節(jié)空芯線圈至電氣節(jié)空芯線圈的距離。N為補(bǔ)償電容的個(gè)數(shù)。

2.3 補(bǔ)償電容容值理論計(jì)算

2.3.1 自然衰耗下的理論計(jì)算

取以下技術(shù)條件[5]：載頻頻率f：1700Hz;鋼軌阻抗Z：14.39 ∠80.8°/km;道砟電阻Rd：1.0Ω·km。

3 機(jī)車運(yùn)行曲線

在現(xiàn)場(chǎng)提取頻率為1700Hz，長(zhǎng)度為968m的區(qū)段，其機(jī)車信號(hào)曲線，如圖2所示。

精補(bǔ)償電容主要原理機(jī)是即采用較小的補(bǔ)償電容容值，又適當(dāng)縮小補(bǔ)償電容的間距。補(bǔ)償電容這樣布置不但可以使軌道電路傳輸曲線趨于平滑，同時(shí)使信號(hào)的電壓波動(dòng)較小，可以滿足了軌道電路的調(diào)整狀態(tài)，分路狀態(tài)，斷軌狀態(tài)和機(jī)車信號(hào)狀態(tài)。

4 繼電編碼ZPW-2000R補(bǔ)償電容設(shè)置

10km電纜區(qū)段電容數(shù)量配置表1所示。

5 補(bǔ)償電容的安裝

補(bǔ)償電容施工應(yīng)嚴(yán)格按照本線路的設(shè)計(jì)文件要求，并符合《ZPW-2000R施工工藝室外設(shè)備》規(guī)定。

（1）施工安裝在遠(yuǎn)離列車司機(jī)視線一側(cè)軌枕側(cè)面;（2）根據(jù)補(bǔ)償電容器間距，用線路里程走行測(cè)距車（或鋼尺）從進(jìn)站（或出站）口開(kāi)始測(cè)量（以調(diào)諧單元鋼軌連接線安裝位置為起點(diǎn)）;（3）鉆孔位置應(yīng)在兩軌枕間，根據(jù)軌道電路調(diào)整表計(jì)算出的△L，在鋼軌外側(cè)用油漆或畫筆做標(biāo)記，在標(biāo)記的±1m范圍內(nèi)選擇適當(dāng)?shù)奈恢勉@孔;（4）鋼軌鉆孔;（5）安裝補(bǔ)償電容;（6）固定補(bǔ)償電容的相關(guān)卡具，注意將電容的引接線卡緊并做防腐處理。

6 結(jié)語(yǔ)

補(bǔ)償電容作為ZPW-2000R軌道電路重要設(shè)備，對(duì)軌道電路的工作起到重要的作用，其設(shè)計(jì)和施工是關(guān)鍵因素。ZPW-2000R軌道電路第一個(gè)補(bǔ)償電容比較特殊，距離調(diào)諧區(qū)調(diào)諧單元75m，在設(shè)計(jì)和施工的過(guò)程中嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范執(zhí)行各道工序執(zhí)行。

參考文獻(xiàn)

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[4] 汪家志，龔建輝.客運(yùn)專線ZPW-2000A無(wú)絕緣軌道電路補(bǔ)償電容的設(shè)置[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督，2009（10）：47-48.

[5] 費(fèi)錫康.無(wú)絕緣軌道電路原理及分析[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1993.