ZPW—2000K轨道电路结构、维护及故障分析

ZPW—2000K轨道电路结构、维护及故障分析ZPW-2000K轨道电路由室内、室外两部分构成。1、室内部分：发送器、接收器、防雷模拟网络盘、衰耗冗余控制器构成。一、ZPW-2000K轨道电路构成发送器接收器防雷模拟网络盘衰耗冗余控制器一、ZPW-2000K轨道电路构成ZPW-2000K轨道电路由室内、室外两部分构成。2、室外部分：调谐匹配单元、空心线圈、机械绝缘节空心线圈、站内匹配单元、扼流适配变压器、空扼流变压器、补偿电容构成。调谐匹配单元空心线圈（机械绝缘节）站内匹配单元扼流适配变压器补偿电容二、系统结构框图1、电气绝缘节—电气绝缘节轨道电路系统结构二、系统结构框图2、机械绝缘节—电气绝缘节轨道电路系统结构二、系统结构框图3、机械绝缘节—机械绝缘节轨道电路系统结构三、轨道电路原理图1、电气绝缘节—电气绝缘节轨道电路原理图2、机械绝缘节—电气绝缘节轨道电路原理图三、轨道电路原理图三、轨道电路原理图3、机械绝缘节—机械绝缘节轨道电路原理图四、器材作用1、发送器产生18种低频、8种载频的高精度、高稳定的移频信号；产生足够功率的移频信号；调整轨道电路；对移频信号进行自检测，故障时向监测维护主机发出报警信息。2、接收器四、器材作用接收器输入端及输出端均按双机并联运用，与另一台接收器构成双机并联运用系统（或称0.5+0.5），保证系统的可靠工作，监测维护终端。·用于对主轨道电路移频信号的解调，动作轨道继电器；•实现与受电端相连接调谐区短小轨道电路移频信号的解调，给出短小轨道电路报警条件，并通过AND/CANE总线送至监测维护终端；•检查轨道电路完好，减少分路死区长度，用接收门限控制实现对BA断线的检查。3、衰耗冗余控制器　　　　　　　　内部有正方向继电器复示及反方向继电器复示；内部有主发送报警继电器及备发送报警继电器；实现单载频区段主轨道电路调整；实现单载频区段小轨道电路调整(含正向调整及反向调整)；实现总功出电压切换（来自主发送器功出还是来自备发送器功出）；主发送器、备发送器发送报警条件的回采；面板上有主发送工作灯、备发送工作灯，接收工作灯、轨道示灯、正向指示灯及反向指示灯；主发送电源、备发送电源、主发送报警、备发送报警、功出电压、功出电流、接收电源、主机轨道继电器、并机轨道继电器、轨道继电器、轨道信号输入、主轨道信号输出、小轨道信号输出测试塞孔。四、器材作用4、防雷模拟网络盘对通过传输电缆引入室内雷电冲击的防护（横向、纵向）；四、器材作用通过0.25、0.5、1、2、2、2*2Km电缆模拟网络，补偿实际SPT数字信号电缆；便于轨道电路调整。5、调谐匹配单元调谐部分实现相邻区段信号的隔离和本区段信号的稳定输出。匹配部分实现钢轨阻抗和电缆阻抗的匹配连接，以实现向钢轨输出较大功率的信号。V1、V2、V3、E1、E2为6mm2万可端子。E1、E2连接电缆，V1、V2为匹配单元的测试端子，在运用中V1与V3采用4mm2多股铜线连接。A、B为Φ4螺母，用于机械绝缘节时需要拆除A、B间铜引接片，在电气绝缘节使用时连接。四、器材作用6、空心线圈（机械绝缘）四、器材作用扼流空心线圈设置于电气绝缘节中心位置，平衡牵引电流和稳定调谐区阻抗的作用，由50mm2玻璃丝包电磁线绕制。线圈中点可以作为钢轨的横向连接、牵引电流回流连接和纵向防雷的接地连接使用。机械绝缘节空芯线圈用于进出站口处，该设备与调谐匹配单元形成并联谐振，使机械绝缘节电气参数与电气绝缘节等效，从而使含有机械绝节的轨道电路区段与双端均为电气绝缘节区段达到等长传输距离。由50mm2玻璃丝包电磁线绕制，线圈中点可以作为钢轨的横向连接、与相邻区段扼流中心点连接和纵向防雷的接地连接使用。7、站内匹配单元四、器材作用站内匹配单元用于站内侧线股道、道岔区段及其他双频轨道电路的发送和接收端，主要完成钢轨阻抗和电缆阻抗的匹配连接，达到向钢轨输出较大功率信号的目的。此匹配单元中匹配变压器为变比可变类型，可以根据站内多变的站场情况依据调整表进行设置。V1、V2连接轨道侧，E1、E2连接电缆。8、补偿电容四、器材作用补偿电容是为了补偿因轨道电路过长，钢轨电感的感抗所产生的无功功率损耗，改善轨道电路在钢轨上的传输性能。补偿电容布置：1、轨道区段补偿电容的理论间距如下：1700Hz、2000Hz：60m；2300Hz、2600Hz：80m。2、站内有岔区段轨道电路的补偿电容设置原则补偿电容的理论间距为100m。9、带适配器的扼流变压器用于站内ZPW-2000K轨道电路及其需要设置空扼流变压器导通牵引电流的无岔分支末端，其作用有二：一是降低不平衡牵引电流在扼流变压器两端产生的50Hz电压，使其不大于2.4V；二是导通钢轨内的牵引电流，使其畅通无阻。四、器材作用五、轨道电路调整1、发送电平级按调整参考表调至规定值。如本区段根据调整表要求，需将发送电平调至3电平，首先将端子9与端子12封连，然后将端子11与端子3相连。由于ZPW-2000K轨道电路是1+1冗余，所以主、备发送器的发送电平应调整一致。发送器电平级输出端子电压（S1、S2）V1211191161.0～170.0292146.0～154.0393128.0～135.0494104.5～110.559575.0～79.564160.0～67.075354.0～60.084244.0～48.093137.0～41.0105431.0～33.02、发送、接收模拟网络调整至规定补偿值。五、轨道电路调整　　模拟一定长度电缆传输特性，与真实电缆共同构成一个固定极限长度;由0.25km、0.5km、1km、2km、2km、4km共六节组成，通过串联连接，可以构成10km以内的间隔为0.25km的40种长度。使所有轨道电路不需要根据所在位置和运行方向改变配置3、接收主轨电平级按调整参考表调至规定值。主轨道调整：通过调整衰耗冗余控制器内B1变压器的匝数来进行调整，变压器的总匝数为116，根据变压器匝数同电压成正比的原理，在衰耗冗余控制器测得的主轨入信号与想要调整的主轨的电压比等于116与想要调整的匝数（X）的比，根据调整表进行调整。如：主轨入为1.2V，主轨道输出电压需要调整为550mV，116/x=1.2/0.55，x约等于53。按照调整表的端子连接方式进行连接即可。五、轨道电路调整4、接收小轨道正反方向电平按调整参考表调整，小轨出电压按155±5mv调整。小轨出调整是通过调整衰耗冗余控制器内电阻来进行调整的，根据想要得到的小轨电压值155±5mv，按照调整表进行调整，应该注意的是小轨出分正向和反向，当调整完正向小轨后，需改方后再进行反方向小轨的调整。五、轨道电路调整六、轨道电路测试1、室内测试在衰耗冗余控制器上的测试插口上测试在衰耗冗余控制器的测试插口上测试主备发送器的工作电源、主备发送器的报警继电器电压、接收器的工作电源、主机主轨道继电器电压、并机主轨道继电器电压、主轨道继电器电压、衰耗冗余控制器输入的主轨、小轨电压、主轨道信号输出、小轨道信号输出。六、轨道电路测试1、室内测试防雷模拟网络盘的测试插口上测试在防雷模拟网络盘的测试插口上测试发送端、接收端的设备侧、防雷侧、电缆侧的电压。六、轨道电路测试2、室外测试调谐匹配单元极阻抗、零阻抗测试：用移频表电压表笔测U1、U2端电压，同时用电流钳夹到钢轨连接线测试电流，此时移频表显示的是两种频率的阻抗值，与本区段频率相同的是极阻抗，与相邻区段频率相同的是零阻抗。六、轨道电路测试2、室外测试调谐匹配单元、站内匹配单元E1、E2和V1、V2端测试其标准如下：发送端：E1、E2端在30-80V之间；V1、V2端在2-3.5V之间。接收端：E1、E2端在9-16V之间；V1、V2端在0.8-2V之间。调谐匹配单元站内匹配单元六、轨道电路测试2、室外测试补偿电容容值在线测试：选用移频表补偿电容测试档，然后选择本区段的载频档位，用电压表笔测补偿电容两端塞钉电压，同时用电流钳夹到补偿电容引出线上测试电流，此时移频表显示的有补偿电容两端的电压值、电流值及补偿电容的在线容值。ZPW-2000K轨道电路只选用一种25μf电容，测试的容值一般为27.5-22.5μf（±10%）六、轨道电路测试2、室外测试塞钉与钢轨接触电阻的测试：用移频表电压表笔测试A、B点的电压，用钳形表测试引接线的电流，所得到的就是塞钉与钢轨的接触电阻。七、轨道电路故障分析（一）轨道电路红光带由于ZPW-2000K轨道电路小轨不参与联锁，所以小轨故障轨道电路不红光带，只有主轨故障时轨道电路出红光带。但是通过判断小轨是否故障，可以协助判断故障点。1、本区段主轨、小轨均故障本区段主轨、小轨均故障故障点在发送设备。首先观察是否有移频报警，如有移频报警则说明柜内有发送器（主、备）故障，更换相应的发送器。如果没有移频报警则在分线盘测试发送电压，进而确定故障点在室内或者室外，具体方法如下：（1）分线盘发送电压正常说明室内发送设备正常，故障在室外发送设备，室外分别测量匹配变压器电压、调谐单元电缆、调谐单元、等阻线）；七、2000K轨道电路故障分析（一）轨道电路红光带2、本区段主轨故障、小轨出电压正常（1）测试接收的轨入信号，接收轨入信号正常说明衰耗冗余控制器故障率较高；（2）接收的轨入信号不正常，说明室外的轨道电路有故障。（2）分线盘发送电压没有说明室内发送设备故障，室内分别测量衰耗冗余控制器功出、电缆防雷模拟网络盘输入及输出，确定故障具体位置。1、本区段主轨、小轨均故障七、2000K轨道电路故障分析（二）室外送端调谐单元断线、受端调谐单元断线、空心线圈混断线时，测试数据及轨道电路状态如下表（数据来自于现场模拟断线试验，仅供参考）：（三）模拟室外补偿电容断线后测试数据如下：七、2000K轨道电路故障分析序号位置主轨电压变化幅度小轨电压变化幅度1发送端第一个电容下降20%左右上升40%左右2发送端第二个电容下降25%左右上升50%左右3发送端第三个电容下降25%左右下降30%左右4发送端第四个电容下降15%左右上升20%左右5发送端第五个电容下降20%左右下降15%左右6接收端第一个电容下降15%左右上升15%左右7接收端第二个电容下降15%左右下降10%左右8接收端第三个电容下降20%左右上升15%左右有的区段个别电容断线后只影响小轨而未影响到主轨，同时也有个别电容断线后只影响至主轨而未影响到小轨,所以我们平时在测试发现主轨或小轨有变化时要对区段内的电容进行容值测试，确保容值测试不超标。另外电容断线后主轨和小轨变化的幅度与区段长度、载频等均有关系，所以上述数据仅供大家参考。（四）有移频报警，轨道电路正常工作七、2000K轨道电路故障分析有移频报警，轨道电路虽然正常工作，但一定积极处理，将轨道红光带消灭在发生之前，检测移频报警则说明柜内有发送器故障（已转至1+1备发送器工作）或者接收器故障(双套已转单套工作),首先更换器材,确定是否由于器材故障引起；如更换器材仍报警,发送器则需检查柜内电源、保安器、低频编码电源以及载频、频标及低频编码是否断线，接收器需检查柜内电源、断路器、载频、频标是否断线。（五）接收电压低A、测试电容值B、测试塞钉电阻值C、测试电缆绝缘（六）瞬间闪红光带A、检查吸上线，空心线圈及连线是否完好；B、扼流变及连接线等ZPW-2000K设备故障后，不要盲目去室外处理，首先对故障区段的主轨电压进行测试，再通过测试分线盘电压来判断故障点。1、发送器的断路器跳闸时，必须将此发送器换掉，更换发送器后再合断路器。如果由于发送器工作不稳定而造成轨道区段闪红光带，应将该发送器人为转至1+1工作。2、更换接收器时应注意测试另一台接收器并机的各项输出是否正常。3、更换衰耗冗余控制器时影响两个区段的正常工作，不能盲目更换。4、判断ZPW-2000K电缆是否良好的方法是将室外调谐匹配单元的E1、E2甩开，如果电压达到了该区段功出电压，说明电缆良好。5、平时注意跟踪发送器两端功放管热度是否平均，如果温差较大则提前更换发送器。八、2000K轨道电路故障及日常维护注意事项6、对发送器的功出电流进行测试，一般超过500mA时进行更换。7、日常应注意电源屏每束轨道电源的电流，如果电流发生较大的变化则找出该束轨道电源电流增大的原因（一般多由发送器特性不良引起）。8、室内加强对主轨出、小轨出的测试，与原始记录进行比较，如外界环境无变化时，一般主轨出电压波动20mV时进行分析，小轨出变化10mV时进行分析。9、工区应将ZPW-2000K设备的各点电压保留一份原始记录，确保设备故障时进行比较，以便更快地将故障排除。10、在配合工务机械化清筛捣固时应注意：（一）调谐单元、空心线圈的轨道连接线、扼流变压器等阻线及补偿电容线应防护好，如果无法防护时必须将连接线从钢轨上卸下，避免机捣车将线碰断。（二）捣固车过后，信号工要认真检查各种连接线、等阻线等是否完好，是否安装牢固。（三）对捣固的区段的主、小轨电压进行测试，如有变化应及时查找处理。八、2000K轨道电路故障及日常维护注意事项1、ZPW-2000K是1+1冗余，而ZPW-2000A是N+1冗余，ZPW-2000K主、备发送器功出必须调整一致，当转为1+1备用时，则不需要再对电压进行调整。2、ZPW-2000K是将调谐单元与匹配变压器做到一个双体盒内叫做调谐匹配单元，而ZPW-2000A调谐单元与匹配变压器是分开的各有一个双体盒。3、ZPW-2000K小轨是不参与联锁的，在监测终端只对小轨进行监测，超标、不良进行报警，小轨故障不影响主轨。而ZPW-2000A小轨参与联锁，本区段的小轨要向前一个区段送小轨条件，只有本区段小轨良好，前一区段才能正常工作。九、2000K与2000A轨道电路的区别4、ZPW-2000K与ZPW-2000A低频编码方式不同，ZPW-2000K是采用列控中心编码方式，而ZPW-2000A是继电编码方式。需要说明的是：列控中心编码条通过CANA、CANB双总线交叉冗余传输至主、备轨道通信盘，主、备轨道通信盘通过CAND、CANE双总线交叉冗余方式传输主、备发送器，发送器是1+1热备冗余，也就是说低频编码条件是实时传输至主、备发送器，开通前必须进行主、备低频转换试验，每年联锁关系试验时也必须进行试验。九、ZPW-2000K与ZPW2000A轨道电路的区别十、典型分析长吉城际3月28日13:20:23至13:24:45，DK66中继站0637G主轨电压异常，波动范围在529-241mV。监测图片如下：十、典型案例分析故障分析：当日对该区段的接收器主备进行更换，并更换了接收器。29日又连续发生数次主轨电压下降的现象。当日着重对发生的时机进行监测分析，通过跨区段对比发现，与0637G垂直平行的上行线0644G有车通过时，0637G就会发生主轨电压下降，并且故障时段多集中在中午。监测图如下：对比图1：当0644G有车站用时0637G电压急剧下降。十、典型案例分析大量监测结果表明0637G主轨电压下降与0644G有关，查找图纸发现0637G与0644G两线路各有一个空扼流变压器做完全横向连接。进一步查找发现0637G轨旁的扼流变箱的吸上线固定垫片与钢轨等阻线端子间距只有0.2mm（端子垫片歪斜），当中午气温上升发生热胀时或有车经过振动时会相连接，使之单端接地，导致0637G主轨电压下降一半，现场图片如下图。经处理将垫片放正并拧紧，使扼流变箱的吸上线固定垫片与钢轨等阻线端子间有一定距离。0637G轨旁扼流变箱十、典型案例分析原理如下：谢谢！本课件如与新规章有不符之处请以新规章为准。