京九线横岗站道岔区段动车组受干扰制动案例分析

荣德础

（中国铁路南昌局集团有限公司南昌电务段，南昌 330002）

南昌局京九线横岗站为普速电气化区段中间站。站内采用25 Hz相敏轨道电路和ZPW-2000A电码化设备。于2016年12月22日开通过渡站形，如图1所示。23、24日发生3起动车组在该站10/12#道岔区段制动停车故障。

1 查找分析

1.1 动车组接收地面干扰信号位置判断

分析动车组PC和CF卡数据发现3起故障具有以下共同特点：干扰信号的频率、窜入位置、持续时间基本相同。均为距SJ进站信号机内方约140 m起收到地面2 000 Hz附近持续不稳定载频（无低频）信息，时间均超10 s，如图2所示。

经现场测量，距SJ内方140 m位置为10#道岔岔尖处，10/12#道岔工务图号为60-18号KZX-(07)04，单组道岔侧向长约70 m，岔后侧向引轨长度约9 m，两组道岔侧向长度约156 m。三组动车组进站速度均约40 km/h，运行时间约14 s，与动车组接收地面干扰信号的时间吻合，判断窜码起止点为10#和12#道岔侧向区段内，如图3绿色线条示意位置。

1.2 干扰信号查找分析

1.2.1 动车组数据分析

3组动车CF卡数据曲线截图显示：接收地面干扰信号预估载频分别为1 967.81、2 047.67、 2 049.21 Hz。23日动车组D6532（CRH2A-2236-01）CF卡 数据曲线如图4所示。

从图4中可以看出，动车组车载设备接受并解析了载频为1 967.81 Hz频率信号。

1.2.2 道岔区段测试情况

对10DG 、12DG轨道电路区段进行检查、测试（本文介绍12DG有关测试情况），具体如下。

1）测试轨面干扰信号电压情况。从图5、6、7曲线中可以看出，干扰频率1 950、2 000、2 050 Hz附近载频最高幅值分别约531、265、1 182 mV（动态变化分别为210～531 mV、170～265 mV、430～1 182 mV）。

2）测试12DG受端电源引接线干扰信号电流情况。监测12DG受端等阻线2 000 Hz附近谐波电 流 值 ：1 950、2 000、2 050 Hz分 别 在 220～1 150 mA、200～ 1 010 mA、190～ 1 620 mA间动态变化，具体如图8所示。

3）进一步在牵引变电所横岗站所属供电臂测试轨回和地回线缆，发现同样存在幅值较大的2 000 Hz附近工频谐波信号，即1 950、2 000、2 050 Hz谐波信号。

1.2.3 电气化区段牵引谐波信号分析

1）根据电气化牵引区段轨道电路钢轨牵引电流各次谐波抗扰度试验结论，电气化区段钢轨中牵引电流谐波成分是存在的，典型次数谐波具体如表1所示。

表1 牵引电流各次谐波比例表

2）铁路牵引接触网内工频谐波产生的原因。目前全路广泛使用的交直（如SS系列）、交直交（如HXD、CRH系列）型电力机车属非线性负载，管内普速铁路使用较为普遍的车型主要有HXD1B、C、D, HXD3C, SS8, CRH2等， 机 车 运 行 过 程中相当于一个谐波电流源。当谐波信号处于11、13、15、17、……40等次数时，即处于国产移频和ZPW-2000频带内且幅值达到车载设备接收灵敏度门限值，便可被车载设备接收而形成干扰。

1.2.4 小结

为进一步区分干扰信号源，关闭横岗站所有ZPW-2000A区间发送设备和站内电码化设备试验，测试10DG、12DG轨面2 000 Hz附近干扰信号依然存在，数据无变化；利用接触网停电施工测试10DG、12DG轨面发现各频段谐波信号完全消失。可判断动车组接收来自轨面工频谐波信号与ZPW-2000A设备频率无关。

综合以上情况，可以得出以下结论：接收到地面2 000 Hz附近频率工频谐波信号且幅值远远大于车载设备接收门限值是造成动车组制动停车的源头问题。

1.3 道岔区段两条钢轨电流不平衡和车载设备接收地面干扰信号分析

1.3.1 1/18及以上大号码道岔牵引回流分析

25 Hz相敏轨道电路道岔区段（心轨弯股侧切断）跳线连接情况如图9所示。动车组经过道岔侧向位置时，因道岔结构原因导致部分区间左右钢轨条牵引回流不平衡，动车组从B→A或A→B方向运行均存在该问题，1/18及以上道岔尖轨较长，影响则更大。

1.3.2 10/12#道岔区段不平衡问题检查分析

10/12#道岔辙叉号为1/18，长尖轨道岔在结构上存在部分区段电流不平衡缺陷。另外，现场检查还发现以下两个问题。

问题1：岔区段心轨部分跳线安装错误4处，增加了区段内左右钢轨电流不平衡问题发生的部位（为便于分析，此示意图未将道岔渡线绝缘处实际有的空扼流回流通道过渡方案画上），如图10所示。

从图10中可以看出，跳线错误安装（主要是红色跳线漏装），增加了12#道岔心轨部分单钢轨条无流导致的左右钢轨不平衡问题，同时由于到道岔直向位置线路未开通，也造成12DG受端扼流变两等阻线上电流不平衡。

问题2：为沟通临时过渡牵引回流通道，过渡站形在10/12#道岔渡线绝缘上增加空扼流回流方案，现场轨道电路区段实际牵引回流通道情况如图11所示。

从图11可以看出，增加过渡回流方案后，道岔区段不平衡问题从10#道岔侧向位置（即A点）开始延伸至12#道岔侧向岔后。

1.3.3 道岔区段无码，车载设备接收干扰信号

动车组在道岔侧向位置运行时，该道岔区段无机车信号载频和低频电码化信息，当动车组感应线圈接收到轨面在解调频带范围内的感应电流和电压谐波信号且幅值达到响应门限值时，如表2所示，线圈会将谐波干扰信号传输给车载TCR。

1.3.4 小结

在10/12#道岔区段现场测试的谐波信号电压和电流幅值远高于机车接收线圈响应门限值，故车载设备接收到地面干扰信号致使动车组制动停车。

表2 接受线圈频率响应表

2 处置情况

2.1 安装错误跳线处置

按标准图重新安装道岔区段四处跳线。

2.2 牵引回流过渡方案修改

联系设计部门重新修改牵引回流过渡方案，拆除10/12#道岔渡线空扼流连接，在进站口增加横向连接线，具体如图12所示。

2.3 效果

实施后，动车组未出现报错和制动停车故障。从DMS监控曲线和现场实测情况看，该道岔区段地面干扰信号幅值大幅度下降，测试轨面谐波信号约15～35 mV左右变化。

3 动车组车载设备分析

3.1 发生受干扰制动停车的动车组车载设备分析

3起发生干扰制动停车的动车组分别为D6504（CRH2A-2237-01）、D6532（CRH2A-2236-01）、D6504（CRH2A-2216-01）， 其 车 载 设 备 均 为200H型。200C等其他型号车载设备动车组未发生受干扰制动问题。

3.2 车载设备相关技术指标分析

管内普速铁路在线运行的CRH2型动车组车载ATP设备配备200H和200C两种。根据厂家提供的有关技术指标，两种设备接收地面信号载频解码范围存在较大差异：200C为（1700-1、-2，2000-1、-2、2300-1、-2、2600-1、-2）±3Hz ；200H 为（1700-1、-2，2000-1、-2、2300-1、-2、2600-1、-2）±50 Hz。200H型 动 车 组 解 码范围较200C型宽47 Hz。

3.3 小结

结合发生受干扰制动停车动车组车载设备型号和地面测试情况（地面窜入机车的1 950、2 000、2 050 Hz频带内谐波信号幅值强，远高于车载设备门限值，且2 000 Hz附近载频干扰幅值远低于1 950 Hz和2 050 Hz附近频率）。200C不解调1 950 Hz和5 050 Hz附近的载频谐波信号，没有发生制动停车问题。结论：可以判断横岗站动车组制动停车故障与200H型车载设备解码范围太大有关。

4 结束语

动车组受地面干扰信号制动停车的原因较为复杂，大量实践证明，工频谐波（无低频）、ZPW-2000设备邻频等频带内干扰信号等原因造成车载设备解调制动较为多见。具备以下条件时动车组出现制动停车故障：1）地面轨道电路为无码区段；2）区段内左右钢轨存在不平衡；3）干扰信号处于车载设备解调频带内且幅值达到车载设备解调门限值；4）干扰持续时间大于10 s。具体到道岔区段应高度关注跳线安装（含塞钉头接触）符合规定，特别是大号码道岔，同时关注牵引回流通道设置和是否通畅等情况。根据有关规章技术标准，发送设备载频检测技术指标和范围：ZPW-2000（移频频率+1、-2 ）±0.15 Hz，建议上级部门进一步规范200H等车载设备解调地面载频范围等技术指标。

[1]中华人民共和国铁道部.TB/T3073-2003 铁道信号电气设备电磁兼容性试验及其限值[S].北京：中国铁道出版社，2003.

[2]李永智.动车组电务车载设备与电码化适配性研究[J].铁路通信信号工程技术，2016，13（6）：1-3.Li Yongzhi.Suitability between EMU On-board Signal Equipment and Ground System Coding[J].Railway Signalling & Communication Engineering，2016，13（6）：1-3.

[3]中华人民共和国铁道部.客专轨道电路站内道岔区段跳线及分支并联系安装要求[S].北京：中华人民共和国铁道部，2013.

[4]中宝桥集团有限公司.KZX-（07）04 有砟轨道60kg/m钢轨18号单开道岔[Z].陕西宝鸡：中宝桥集团有限公司，2009.

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[7]中华人民共和国铁道部.科总运 [2015]238号普速铁路信号维护规则[S].北京：中华人民共和国铁道部，2015.

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