ZPW-2000A/K轨道电路基本调整和测试方法

史良军 上海铁路局安全监察室

客运专线ZPW-2000A/K轨道电路系统具有高灵敏度、高安全性、高可靠性及可传输性的特点，因此得到了广泛运用。了解其基本构成、工作原理，掌握常用调整和测试方法，分析总结设备状态变化规律，可以大大提高设备的维护质量，同时也为快速处理设备故障，防止故障升级，确保列车的"安全、正点"提供有力保障。

1 ZPW-2000A/K轨道电路的基本构成

ZPW-2000A/K分为区间轨道电路和站内轨道电路，有电气绝缘节-电气绝缘节、机械绝缘节-机械绝缘节、机械绝缘节-电气绝缘节不同的类型。如图1所示为区间电气绝缘节-电气绝缘节轨道电路系统结构图。虚线上方为室外部分，由调谐单元、补偿电容和连接设备等组成。虚线下方为室内部分，由发送、接收、防雷网络模拟盘和通信接口等设备组成。其它不作举例。

图1 电气绝缘节-电气绝缘节轨道电路系统结构图

2 工作的基本原理

ZPW-2000A/K轨道电路设备较多，下面介绍其主要部分的工作原理。

2.1 调谐区的工作原理

当前铁路线路多为长轨和电气化牵引，为减少锯轨，采用电气分割相邻轨道电路信号，利用调谐单元对不同频率信号的不同阻抗值，实现相邻区段信号的隔离，划定了轨道电路的控制范围，见图2。

图2 调谐区结构原理图

2.2 补偿电容的设置原理

通过需要补偿的区段长度和电容补偿间距计算电容设置间距。

道床漏泄电阻值＜2 Ω·km时，补偿电容值为 40 μF、46 μF、50 μF、55 μF 四种型号电容，分别对应的载频为2 600 Hz、2300 Hz、2000 Hz、1700 Hz，对应补偿电容的理论间距为80 m、80 m、60 m、60 m。

两端都是电气绝缘的区段，需补偿的区段长度是区段总长度减去一个调谐区长度。一端电气绝缘节一端为机械绝缘节的区段，需补偿的区段长度是区段总长度减去半个调谐区长度。站内两端都是机械绝缘节的，需补偿的区段长度是区段总长度。

以上内容总结公式如下：

需补偿电容数量（n）四舍五入=需补偿区段长度（m）/不同类型电容理论补偿间距（m）。

实际补偿电容间距（m）=需补偿的区段长度（m）/n。

2.3 防雷模拟网络的调整原理

由于设计传输电缆长度与实际电缆长度存在差距，需对防雷模拟网络进行调整，使补偿电缆和实际电缆共同构成一个固定设计长度值。举例说明：某区段实际长度为5000 m。设计电缆传输长度（10 km）-实际长度（5000 m）=模拟网络长度（5 000 m），根据《维规》技术标准II查得调整方式，具体如表1所示。

表1 电缆模拟网络补偿长度调整接线表

2.4 发送器工作原理

发送器内部采用双套相互独立的CPU处理单元，主、备发送同时工作，在衰耗冗余控制器内部汇合，通过继电器接点只有一路对轨道输出移频信号。平时由主发送对轨道输出信号，当主发送故障时，备发送输出。主发送靠CAN通信工作，CAN通信故障时，停止工作，机柜背面的载频、型号配线不起作用。当CAN通信正常时，备发送依据列控中心指令工作，当CAN通信故障时，备发送依靠机柜背面的载频、型号选择进行输出，备发送的载频型号选择应正确。

2.5 接收器工作原理

接收器采用两路独立的CPU处理单元，对输入的信号分别进行解调分析，满足继电器吸起条件时，输出方波信号至安全与门电路，与另一台接收器的安全与门输出共同经过隔离电路，动作轨道继电器。当CAN通信正常时，接收器依据列控中心指令工作，当CAN通信故障时，接收器依靠机柜背面的载频、型号选择进行工作，所以接收器（包括并机）的载频型号选择应正确。

2.6 衰耗冗余控制器

衰耗冗余控制器分为衰耗和冗余两部分，冗余部分仅用来控制主、备发送的对外输出。衰耗部分用来进行主轨道和小轨道的调整，调整均应按照客专相关调整表进行。

3 ZPW-2000A/K轨道电路的常用测试方法

3.1 调整状态

"主轨出"电压一般调整至450～600 mV，"小轨出"电压调整在 155±10 mV，小轨道接收条件（XGJ、XGJH）电压不小于20 V。

3.2 分路状态

用0.25 Ω标准分路电阻线在不利处所轨面上分路时，"主轨出"分路电压应不大于140 mV，轨道继电器可靠落下。

3.3 断轨检查

主轨道断轨时，"主轨出"电压≤140 mV，继电器可靠落下。

4 ZPW-2000A/K轨道电路的常用调整方法

发送、接收电源电压测试：用移频综合测试仪直流电压档，在衰耗盒"发送电源"、"接收电源"塞孔上测试。

GJ(Z)、GJ(B)、GJ、XGJ(Z)、XGJ(B)、XGJ电压：用移频仪直流电压档，在衰耗盒"GJ(Z)"、"GJ(B)"、"GJ"、"XGJ(Z)"、"XGJ(B)"、"XGJ"对应塞孔上测试。

"功出"测试：用移频仪选择与该区段相同频率档，再选电压档，在衰耗盒"功出"塞孔上，可分别测出相应的载频、频偏、低频和功出电压。

"轨入"电压（主轨、小轨）测试：用移频仪选择与该区段主轨或小轨相同频率档，再选电压档，轨道电路处于调整状态时，在衰耗盒"轨入"塞孔上分别测试主轨或小轨轨入电压。

"主轨出"主轨电压测试：用移频仪选择与该区段主轨相同频率档，再选电压档，轨道电路处于调整状态时，在衰耗盒"主轨出"塞孔上测试。

"小轨出"小轨电压测试：用移频仪选择与该区段小轨相同频率档，再选电压档，轨道电路处于调整状态时，在衰耗盒"小轨出"塞孔上测试。

入口电流测试：顺着列车运行方向，在列车最先进入该区段的一端，用0.25 Ω标准分路线短路轨面，分路线卡在移频综合测试仪的电流钳内，仪表所显示电流值即为入口电流（站内电码化需在发码条件下测试，不同的发码设备要选用相应的频段）。

补偿电容容量在线测试：用移频综合测试仪选择在电容档，直接在每个在线电容两端引线上测得。

送、受端轨面电压（调谐匹配单元、空心线圈端电压）测试：用移频仪选择与该区段主轨相同频率档，再选电压档，分别在发送、接收端调谐匹配单元（PT）、空心线圈（SVA）两端引线上测得的电压即为送、受端轨面电压。

送、受端调谐匹配单元电压测试：移频仪选择档位同上，分别在发送、接收端匹配变压器箱内端子上测试E1、E2，V1、V2间电压。

5 运用中常见问题的试验

针对造成轨道电路电压波动的主要原因，采用系统实验的方法对电气特性变化的数据进行了采集和分析，提出措施。

5.1 电容失效试验

方法：从发送端依次断开每个电容，测试对主轨出电压的影响。数据见表2。

表2 电容失效时电压实测值

结论：距离发送、接收端最近的几个电容断开时，电压衰耗较大，尤其是发送端第2、3个电容，最大衰耗在30 mV左右。断开中间的电容时，如C5，C6，电压反而上升20 mV左右。

措施：在日常测试中，发现主轨出电压上下波动超过20 mV左右时，应及时、重点检查该区段的补偿电容。

5.2 绝缘节单破（双破）试验

方法：采用短路绝缘节的方式，模拟绝缘节破损情况，观察轨道电路状态和测试本区段与相邻区段的电压。

结论：当绝缘节单破损时，两个相邻区段轨出1电压分别下降1/3，当绝缘节双破损时，两个相邻区段轨出1电压分别下降1/2，当内绝缘节绝缘单破或双破时，轨道区段都出红光带，轨出1电压接近3/4。道岔J1、J2、J3动作杆绝缘破损时，轨道区段出红光带，X1、X2动作杆绝缘破损时，轨道区段不会出现红光带，轨出1的电压变化不大。

措施：日常应加强绝缘的测试和外观检查工作，遇故障处理时，应同时测试本区段和相邻区段的电压，进行故障原因的判断、处理。

5.3 连接线断线试验

方法：断开相关连接线，观察轨道电路状态，测试轨道电路电压。

结论：一体化轨道电路并联分支线断任意一根或者两根（并联分支线设置符合规定）不会影响轨道区段分支电压的变化，轨道区段也不会造成压不死。扼流箱等阻线与中联板断路会使轨道区段电压下降3/4，轨道区段会出红光带。

措施：日常检查需加强连接线设备的检查，测试，发现电压波动时，应及时处理。