合武、武广高铁瞬间“飞车”与ZPW-2000A轨道电路V3.0版调整表

鲁恩斌

（武汉铁路局电务处，武汉 430071）

合武、武广高铁瞬间“飞车”与ZPW-2000A轨道电路V3.0版调整表

鲁恩斌

（武汉铁路局电务处，武汉 430071）

介绍针对合武、武广高铁瞬间“飞车”现象，成立攻关组进行六个阶段的攻关，形成ZPW-2000轨道电路V3.0版调整表。

高铁；“飞车”；ZPW-2000；调整表

1 问题提出

2011年5月，合武、武广高铁连续出现ZPW-2000轨道电路瞬间“飞车”，造成站内轨道电路漏解锁。

2 基本概况

1）合武客专：2011年5月13日14：04，D3058列车麻城北站出站时，3DG漏解锁，S1LQ存在5 s时间“飞车”（14：04：13，3DG白光带遗留，无红光带显示，14：04：18，S1LQ红光带）。

2）2011年5月15日18：32，G1084列车通过赤壁北站时，2-8DG漏解锁，13554AG存在6.3 s时间“飞车”。

3）2011年6月12日13：20，G1067列车通过中继站6时，13253G存在8 s时间“飞车”。

3 瞬间“飞车”攻关与V3.0版调整表

3.1 专题攻关

电务处组织武汉电务段、北京全路通信信号研究设计院有限公司（简称通号院）先后于2011年5月26日、6月13日、6月21日、7月13日、7月19日、7月22日召开6次专题会议并成立攻关组。

3.2 强化分析

加强对轨道电路占用及出清情况的监控，人工通过CTC及集中监测设备对合武、武广各站（含中继站）ZPW-2000轨道电路在动车运行过程进行分析和查看，对武广高铁监控分析，发现存在异常现象的区段有62处。

3.3 攻关过程

3.3.1 第一阶段：针对5月13日麻城北、5月15日赤壁北瞬间“飞车”

1）临时措施

根据现场实际，在通号院指导下，麻城北站S1LQ、赤壁北站13554AG、中继站613253G接收电平均下调等级，轨出1电压调整为360 mV左右，消除了瞬间“飞车”。

2）处理方案

*武汉电务段对武广高铁及合武客专ZPW-2000A轨道电路主轨接收电压进行了比对分析。

*赤壁北站13554A、13554BG及X1LQAG、X1LQBG(分相区)利用轨道电路分析仪采集数据，并进行“飞车”调查分析和统计、标准分路电阻分路测试、定压分路测试、钢轨平衡性测试、现场调查。

3）调查分析

a.原因分析

经回放联锁维护机，取得产生漏解锁时的动作时序，如表1所示。

正常的占用出清顺序为①②③④⑤⑥⑦，在18：32列车通过时，2-8DG和S7JG占用顺序颠倒，不满足三点检查条件，联锁漏解锁。

表1 动车占用情况表

b.深入调查

*赤壁北全天数据统计

2011年5月15日全天49趟上行列车的通过时间数据，其中9趟车在S7JG（13554G）上出现瞬间失去占用的情况，最长时间为6.3 s。

*标准分路电阻分路测试

标准分路电阻分路，分路残压、机车信号短路电流满足标准，轨面电压最低为1.15 V。

*压力分路测试

24.5 kN恒定压力分路测试，分路残压、机车信号短路电流满足标准，最高分路电阻为423 mΩ，分路残压152 mV。进行不同压力对分路效果的影响测试，结果表明，在压力减小时，分路电阻及分路残压呈上升趋势。

*钢轨平衡性测试

对13554G相关的空心线圈、空扼流进行测试，根据测试数据及现场调查，扼流变压器等平衡良好，未发现明显异常。

*监测数据分析

13554AG、13554BG数据监测分析如下。

第一：分相和无分相的比较（同一列车）

残压：通过有分相和比无分相区段残压相差100 mV以上。

波形：分相区段波形波动大，无分相区段波形平滑，无明显波动。

第二：天气（时段）比较（13554AG）

残压：下午比上午残压略有升高。

波形：波形略有变化。

第三：速度比较（高速、低速）（13554AG）

残压：高速比低速残压高，低速尾部有波动。

波形：低速时残压波形比高速的明显平缓。

*现场钢轨调查

分相区前钢轨轨面相对光亮，分相区域（无电区域）钢轨轨面相对暗淡，压痕窄，合闸后，压痕变宽，恢复光亮。

4）制定措施

*通号院正式向铁路局提供新版调整表。

*区间分路不良防护按照（关于印发《高铁信号系统强化安全措施研讨会议纪要》的通知）（运基信号[2011]242号）文件深入研究。

5）比对分析（晴、雨）

通过比对分析，站内道岔区段受雨天影响较小，雨天值与晴天值相比，一般仅低10～40 mV；区间轨道电路及站内股道受雨天影响因地段不同而有所区别，雨天值与晴天值相比，最少降低50 mV，最高下降160 mV。

6）标调升级

武广高铁中与6个分相区相关的车站，同时同步对分相区轨道区段进行标调。升级列控监测CAN卡、升级驱动及配置文件，同时在13554AG发送端200 m处加装轨面实时采集仪器。

3.3.2 第二阶段：针对6月12日中继站6的13253G瞬间“飞车”

1）处理方案

利用轨道电路分析仪对13253AG、13253BG及13278AG、13278BG（分相区）采集数据，并进行“飞车”调查分析、统计。

2）专题研讨

研讨客专ZPW-2000轨道电路“飞车”隐患对CTCS-2、CTCS-3列控的影响以及CTCS-2、CTCS-3具有的安全冗余能力，并确定了解决方案。

a.ZPW-2000轨道电路调整

通过既有集中监测全面分析统计轨道电路残压，建立残压较高的区段台帐，全面标调，对位于分相区的轨道电路及相邻轨道电路等残压易超标区段优先安排调整。对标调过程中存在的问题，铁路局与通号院一起查找原因，并确认最终调整表。

b.试验方案确定

分相区轨道电路根据调整表进行调整后，残压仍然较高，存在分路不良的情况。为此决定由武汉电务段会同通号院在中继站6分相区轨道电路按照通号院方案，进行提高轨面电压试验，验证分相区锈层击穿的可行性。

c.分相区分路恶化的原因和研究方向

列车在分相区分路恶化主要是由于轮轨接触电阻加大造成，轮轨接触电阻加大主要与无牵引电流有关，同时无牵引电流过分相区又加剧了分相区及相邻区段轨道电路轨面生锈的程度，反复作用使分相区分路更加恶化。

通过分析，需从轮轨踏面接触形状及轮轨压力、经过主变压器后牵引电流谐波分布、动车组重联升弓情况和车体连接处的电气连接、泄流轮对分布情况、C3/C2模式下列车断合主断时刻及对应公里标、分相区构成、列车收到过分相命令与实际断合主断时间间隔等方面作系统研究。

3）提高发送端电压试点调整

按照通号院提出的改进方法，采用提高13278BG发送端电压，来提高分路灵敏度。

3.3.3 第三阶段：专题报告和调查、测试

1）专题报告

电务处向基础部进行专题报告，上报了《关于武广、合武客专ZPW-2000轨道电路存在“飞车”隐患的报告》（武电试函[2011]30号）。

2）调查、测试

针对呈报给部基础部报告，通号院工作小组在现场进行相关问题的调查、测试工作。

a.不同轨面电压条件下的分路性能对比测试

分相区外与分相区内存在相同的特征，但是量值低于分相区内不同，通过轨面锈层观察也发现，分相区内锈层厚度要明显高于分相区外，对于分相区外惰行条件下是否存在分路恶化的情况，尚需进一步试验确认。

b.分相区内/外轨面不良导电层电气特性测试

分相区内，在短路电流达到2 A时，最高电阻仍有0.2 Ω；而在分相区外，电流超过0.1 A后，阻抗即下降为一个平滑固定阻抗值，＜40 mΩ。

c.轨面物质收集

收集了中继6的13278AG和13258BG的轨面附着物，通过观察和用刮刀刮锈的铁锈量来看，分相区内薄膜厚度更厚。

d.合武线分路恶化监测记录数据分析

分析合武线麻城车站部分监测数据，仅在S1LQ区段会出现残压升高的情况，查信号平面图，该位置为分相区。与武广线分路恶化原因同类，因此，考虑后续进行武广线的轨面电压击穿测试和轨面的情况调查。

e.武广线中继6飞车及残压情况跟踪分析

13278AG和13258BG出现残压超标和瞬间失去分路检查，分相区残压偏高区段一般不超过分相区及后方共3个区段，残压最高值通常出现在雨后。雨停后，残压缓慢升高至最大值的趋势。

f.提高轨面电压后的分路性能分析

为了进一步确认提高轨面电压的有效性，对中继6的13278AG、13258BG和13258AG进行提高轨面电压的调整，调整后13278AG轨面电压为3.7 V，受端1.7 V。提高轨面电压后，分路性能改善明显，未出现残压超标造成飞车的情况，初步确认通过提高轨面电压的方法解决目前问题有效。

3.3.4 第四阶段：提高轨面电压后续试验

1）联系工务系统对赤壁北13554AG、13554BG轨面除锈，进行分相区轨面渐变过程数据收集、汇总分析。

2）对合武线的轨面击穿测试，进一步收集基础数据。一是提高电平，二是锈层击穿电压、电流试验和定压测试仪分相区测试。

3）进行分相区外惰行试验,监测分相区前两区段、分相区两区段、分相区后四区段共8个区段。

3.3.5 第五阶段：调整参考表（V2.0版）

通号院重新编制客专ZPW-2000A轨道电路调整参考表（V2.0版），武汉电务段对管内合武、武广线区间分相区轨道电路进行重新标调处理。

3.3.6 第六阶段：调整参考表（V3.0版）

1）召开ZPW-2000A轨道电路平推检查现场会，通号院详细介绍了客专ZPW-2000A轨道电路分路不良及瞬间占用丢失产生的原因，现场运用调整中存在的8类问题以及ZPW-2000A轨道电路设备平推检查整治项目、检查内容、测试方法、室外设备检查关键点、正确选用调整表方法及使用要求等内容。

2）对咸宁北-赤壁北站间按照“武广线ZPW-2000A轨道电路调整参考表（V3.0）”（通用表、专用表）进行试点调整。

3）召开《武广高铁咸宁北站至赤壁北站ZPW-2000A轨道电路现场测试报告》评审会议，评审组专家听取了测试组的测试报告，经认真讨论，形成评审结论：咸宁北至赤壁北站间按照“武广线ZPW-2000A轨道电路调整参考表（V3.0）”（通用表、专用表）调整后，改善了轨道电路分路性能，减少了ZPW-2000A轨道电路分路不良和瞬间占用丢失情况的发生。

4 原因及成果

通过调查和攻关，“飞车”区段全部发生在分相区内的轨道区段。为此，针对分相区的轨道区段进行详细调查分析、现场试验测试、调阅监测记录、参考国外及国内近年解决站内分路不良的经验等，认为“飞车”主要原因如下。

1）轨道电路列车分路残压超标；

2）分路残压超标原因为分路电阻超过0.25 Ω设计标准；

3）分路电阻超标原因是由于轨面锈蚀；

4）轨面锈蚀与分相区内断电惰行、雨后、运用频次等相关。

分析认为，在分相区内，导致分路困难原因有2种，其一，断电后失去牵引电流辅助击穿，导致轮轨接触电阻增加；其二，分相区内所有动车均断电惰行，导致轮轨摩擦力较低，长期不对轨面形成较强作用力磨损除锈。并由于分相区内动车组断电，没有了大牵引电流对轨面锈层的先导击穿作用，与生锈和断电两主要因素相关，出现残压超标。

结论：分相区轨道电路分路恶化与车流、车速、天气（晴天、雨天）、车型有关。

通过合武、武广高铁瞬间“飞车”攻关与ZPW-2000A轨道电路V3.0版调整表的实施，分相区轨道电路分路恶化基本解决。

5 建议

1）请专业研究机构，研究钢轨表面物质的成分以及成因。

2）对V3.0标调中出现的问题进行归类分析，解决标调出现的问题。

3）开展动车高低速、不同环境条件下的轮轨压力测试研究，研究轮轨接触面的机械形态及电气特性，组织对轮轨接触踏面进行测试分析。

4）研发列控中心具备“飞车”自动报警，开发区间联锁三点检查功能，消除追踪风险。

5）开展站区一体化ZPW-2000A轨道电路车站部分的研究，加快下辛店站内ZPW-2000A轨道电路深入研究。

The paper introduces the problems of the instant "run away" occurred in Hefei-Wuhan and Wuhan-Guangzhou high-speed railways. For solving the problems, a technical team is established to study the relevant conditions and complete ZPW-2000 track circuit adjustment table V3.0 after six stages of the research.

high-speed railway; "run away"; ZPW-2000 track circuit; adjustment table

10.3969/j.issn.1673-4440.2015.01.018

2014-02-10）