高志勇，張金波

（1．中國鐵路北京局集團有限公司安監(jiān)室唐山安全監(jiān)察隊，河北唐山 063000；2．中國鐵路北京局集團有限公司唐山電務(wù)段，河北唐山 063000）

1 概述

軌道電路在鐵路信號中起著至關(guān)重要的作用，能夠?qū)﹁F路網(wǎng)絡(luò)中任何位置的列車進行追蹤與監(jiān)測，是鐵路信號系統(tǒng)“線路占用唯一性原則”的關(guān)鍵保障。

ZPW-2000系列軌道電路與外界接口較多，容易受到外界各種原因的干擾，軌道閃紅問題屬于較為典型的故障，區(qū)段閃紅故障且自行恢復(fù)查找處理過程時間較長，故障點較為隱蔽，極易對運輸效率造成一定影響。

2 故障問題描述

2020年5月6日08：00，新建線A站試運行期間，車站信號操作終端和TDCS終端顯示下一離去（簡稱XLQG）紅光帶，導(dǎo)致開放的一道正線出站信號機由綠燈變?yōu)榧t燈；10:00，A站下行第一離去再次閃紅光帶；13:00，該區(qū)段第3次閃紅光帶，未進行測試查找前，紅光帶自行恢復(fù)。

A站XLQG為帶分割點區(qū)間區(qū)段，其中XLQAG區(qū)段長度為926 m，使用1700-1載頻。

XLQBG區(qū)段長度為927 m，使用2300-2載頻。相鄰B站1203AG區(qū)段長度為740 m，使用1700-2載頻；1203BG區(qū)段長度為741 m，使用2300-1載頻，如圖1所示。

圖1 兩站間區(qū)間設(shè)備平面布置Fig.1 Layout of section equipment between two stations

3 故障問題排查

通過信號集中監(jiān)測回放確定為A站XLQBG在08:41:08到08:41:18著紅光帶10 s，對該區(qū)段各部電壓進行測量。測量XLQBG軌出1電壓544 mV，XGJ電壓24 V，GJ電壓24 V，設(shè)備電氣特性正常，紅光帶故障自然恢復(fù)。

10：49，A站下一離去區(qū)段再次閃紅光帶，由B站1203AG接收器經(jīng)站聯(lián)條件驅(qū)動的A站XGJ（鄰）繼電器短時間落下，如圖2所示。

圖2 B站向A站提供XGJ條件電路Fig.2 Circuit diagram of conditions of Relay XGJ provided by Station B to Station A

對與A站XLQBG相鄰的B站1203AG進行測試，小軌道變化曲線如圖3所示。小軌入電壓在137～148 mV成正弦波波動，小軌出電壓在130～194 mV成正弦波波動，波動周期約為6～8 min，最低值低于90 mV，導(dǎo)致XLQBG閃紅光帶；在有車占用時主軌道電壓可降至正常分路殘壓值范圍，小軌分路殘壓值超標(biāo)。通過以上異常情況初步分析1203AG存在電化干擾問題。13:51時A站下一離去區(qū)段第三次閃紅光帶。

通過對1203AG的發(fā)送、接收通道等環(huán)節(jié)增加監(jiān)測點，采集實時數(shù)據(jù)分析1203AG區(qū)段小軌出存在較強異常正弦波干擾信號，干擾信號與正常信號在不定周期情況下矢量疊加低于門限值導(dǎo)致紅光帶。

通過進一步分析，造成ZPW-2000A接收器受到干擾的信號可能是同載頻干擾信號被接收器接收并解調(diào)。采取依次關(guān)閉B站管轄的所有區(qū)間區(qū)段發(fā)送器，觀察1203AG狀態(tài)，當(dāng)關(guān)閉1245BG發(fā)送器后，1203AG小軌出電壓恢復(fù)正常，可確認1245BG為干擾源（該區(qū)段載頻與A站XLQBG使用相同載頻為2300-2），如圖4所示。

圖4 B與C站間B站集中控制區(qū)間區(qū)段示意Fig.4 Layout of the centralized control section of Station B between Station B and Station C

采取分段甩線方法縮小故障范圍，重點對1245BG發(fā)送器及發(fā)送通道配線進行甩線排查，當(dāng)斷開05-16至QFJ53內(nèi)部配線時故障消失。重點對該配線進行查找發(fā)現(xiàn)線槽內(nèi)同時03-16至QZJF41內(nèi)部配線被固定線槽的螺絲擠破外皮且相互混線，更換兩根配線后故障恢復(fù)。

通過對該處故障點進行短接試驗，試驗結(jié)果與發(fā)生故障時的現(xiàn)象重現(xiàn)，由此確定該處兩配線短路即是造成A站XLQBG著紅光帶故障的根本原因。區(qū)間綜合柜內(nèi)被固定螺栓擠破外皮配線如圖5所示。

圖5 配線外皮破損故障點Fig.5 Damaged wire sheath

經(jīng)核實兩根配線分別用于B站1245BG發(fā)送通道線和區(qū)間24 V正電，電路如圖6、7所示。

圖31203AG小軌入和小軌出異常電壓曲線Fig.3 Abnormal input and output voltage curves of Short Track Circuit 1203AG

4 故障原因分析

接收器電源輸入端、模擬網(wǎng)絡(luò)盤內(nèi)隔離變壓器輸入端與地均存在分布電容。故障時，移頻信號由發(fā)送器輸出端S1連接至接收器電源輸入端，移頻信號通過分布電容傳輸至地。由于移頻柜、接口柜的地線連接，信號被傳輸至接收器所在接收端模擬網(wǎng)絡(luò)盤，最終通過干擾源區(qū)段的發(fā)送端模擬網(wǎng)絡(luò)盤返回至發(fā)送器S2端，形成干擾電流回路。

由于模擬網(wǎng)絡(luò)盤輸入端變壓器兩端對地不能絕對平衡，與地間形成的分布電容不同等原因，干擾電流流經(jīng)接收端模擬網(wǎng)絡(luò)盤隔離變壓器時，在變壓器上產(chǎn)生電壓U2，U2通過衰耗器后傳輸至接收器，在接收器小軌信號輸入端上形成干擾電壓U1，原理如圖8所示。

圖8 干擾信號形成原理Fig.8 Schematic diagram of the formation of interference signals

由于U1的頻率與本區(qū)段小軌載頻頻率相同，兩個信號在接收器小軌輸入端產(chǎn)生疊加，原理如圖9所示。

圖9 信號疊加原理Fig.9 Schematic diagram of signal superposition

因此，發(fā)送功出線與接收器電源線混線故障后，出現(xiàn)同頻信號疊加現(xiàn)象，導(dǎo)致小軌出信號呈現(xiàn)高低變化，當(dāng)?shù)陀诮邮掌餍≤夐T限值時，判斷小軌狀態(tài)落下，小軌落下狀態(tài)傳送至后方區(qū)段后，造成后方區(qū)段紅光帶。本案例中，造成XLQBG紅光帶故障。

圖61245BG發(fā)送通道電路Fig.6 Circuit diagram of transmission channel of 1245BG

圖71245BG接收器電路Fig.7 Circuit diagram of receiver of 1245BG

5 建議及措施

施工源頭嚴把質(zhì)量關(guān)。施工單位在進行ZPW-2000A施工過程中確保施工質(zhì)量，提前核對圖紙、配線圖，確保圖紙設(shè)計正確無誤；在進行配線的放線、焊線作業(yè)過程中要一人作業(yè)一人核對，確保配線正確，質(zhì)量、工藝、防護措施嚴格按照操作規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)落實到位。

電務(wù)段落實好監(jiān)護職責(zé)，把好最后一道施工質(zhì)量關(guān)，將安全隱患消除在設(shè)備開通上線運用前。施工前對施工配線特別是出廠的定型配線應(yīng)由專人負責(zé)檢查、核對，并將核對情況記名存檔，結(jié)合對地絕緣測試、復(fù)聯(lián)試驗等手段全面進行設(shè)備克缺及隱患排查。

熟悉掌握同頻干擾故障特點。發(fā)生同頻干擾故障，一般小軌道電壓曲線受影響較大，受干擾區(qū)段的小軌出調(diào)整狀態(tài)電壓呈現(xiàn)正弦波波動，小軌出占車狀態(tài)電壓不歸零。存在以上情況即可確認存在同頻干擾問題，應(yīng)查找本站內(nèi)受干擾小軌相同載頻的區(qū)段發(fā)碼通道配線是否正確，有無存在混線問題，鎖定故障點最終盡快排除故障。

電務(wù)段完善施工應(yīng)急預(yù)案。重點對施工過程中可能發(fā)生的新設(shè)備、新技術(shù)、疑難故障、混線故障進行匯總分析，不斷更新完善應(yīng)急預(yù)案，并組織相關(guān)人員學(xué)習(xí)培訓(xùn)，減少或縮短故障延時。