客运专线ZPWA轨道电路故障案例.docx
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客运专线ZPWA轨道电路故障案例
客运专线ZPW-2000A轨道电路故障案例
案例1：
列车占用轨道电路分路不良故障
1.故障概况
D7312次列车在海南东环线万宁至和乐站上行线因故降弓运行后，在1858G、1818G、1844G、1832G、1806G等区段因残压超标，轨道占用红光带消失，出现丢车现象。
2.故障原因
海南东环线钢轨表面存在附着物（雨后尤为严重），该附着物表现出半导体电气特性：
在大电流情况下表现较低阻抗，反之较高。
在分相区内列车断电惰行或降弓运行时，由于失去牵引电流辅助击穿，造成轮轨接触电阻升高，分路阻抗超标，是造成分路残压超标的主要原因。
3.故障分析
（1）轨道电路监测曲线对比分析
①发生丢车轨道电路监测曲线，见图1-8-1。
②后续列车通过时正常轨道电路监测曲线，见图1-8-2。
（2）通过信号集中监测维护终端分析，D7312次列车通过1858G、1844G、1832G、1818G、1806G时，相应轨道区段分路残压最高分别为185.5mv、206.8mv、183.2mv、166.7mv、224.1mv，高于客运专线ZPW-2000A轨道电路规定的残压标准（主轨出≤153mv），造成轨道电路分路不良，出现红光带消失现象。
图1-8-1 异常曲线
图1-8-2 正常曲线
（3）经向万宁车站和D7312次列车司机了解，11:
16:
10列车运行至海南东环线上行K184＋500处，司机发现供电接触网上方有异物，在K184＋00至K182＋00处降弓运行，因前方K181＋188至K180＋485又是分相区造成动车继续降弓运行，因轨道电路长距离没有牵引电流冲击，致使轨道电路分路残压超标，出现上述异常现象。
观察后续列车未采取降弓运行，轨道电路残压不超标。
（4）该故障反映出客运专线ZPW-2000轨道电路在动车组降弓或过分相时，残压上升有可能超标，危害性很大，需专题研究解决。
（5）为了进一步试验动车组在各种运行状态下对客运专线ZPW-2000A轨道电路分路残压的影响，在海南东环线万宁站至琼海站进行动态测试。
动态测试试验概况：
2011年8月26日22:
30-27日05:
35进行了8个序列的动态试验，包括动车组正常运行、断VCB（主断）惰行、降弓惰行、制动、停车等运行状态，地面同步进行了8个分相区内、外ZPW-2000A区段轨道分路残压的跟踪测试。
①分相区外常规行车与断电惰行各区段残压数据对比（见表1-8-1）
表1-8-1 分相区外常规行车与断电惰行各区段残压数据对比
分析：
试验证明了动车组断电惰性条件下的分路残压远远大于常规行车条件下的分路残压，说明牵引电流对分路效果有明显的改善作用。
②分相区内各区段新调整表与旧调整表残压数据对比（见表1-8-2）
表1-8-2 分相区内各区段新调整表与旧调整表残压数据对比
分析：
试验证明了提升ZPW-2000A轨道电路的轨面电压可对分路效果起到明显的改善作用。
即分相区内轨道区段新调整表采用提高发送电平，降低接收电平的措施可以降低分路残压至达标。
③分相区外新调整表（仅降低接收电平）与旧调整表惰行时残压数据对比（见表1-8-3）：
表1-8-3 分相区外新调整表与旧调整表惰行时残压数据对比
分析：
试验证明了动车组在分相区外惰行时新、旧调整表同样存在残压超标问题。
即分相区外轨道区段新调整表采用发送电平不变，仅降低接收电平的措施，可以部分降低分路残压，但在惰行时分路残压还是存在超标的问题。
④试验对比了动车组断VCB和降弓两种惰行方式的分路残压情况。
两种方式在分路效果上的基本无差异。
⑤试验对比了动车组常规制动和停车以及惰行后停车时在分路效果上的差异。
动车组在常规制动和常规制动停车时，分路残压不超标。
但动车组在断电惰行和停车时，均存在分路残压超标的问题。
4.故障点评
（1）客运专线ZPW-2000A轨道电路的红光带消失故障危害巨大，会产生错误的行车许可，可能造成重大事故，一旦出现应高度重视，立即组织分析，采取有效的整治措施。
（2）海南东环线使用新调整表后未再发生丢车现象，即采用提高发送电平、降低接收电平的措施后，能够有效降低列车分路残压，在正常运行和惰行情况下分路残压均达标。
（3）充分利用CTC和信号集中监测设备，加强盯控、监测和分析，分路残压已纳入监测报警，发现问题及时处理并汇报。
（4）海南东环高铁的惰行试验具有典型的代表意义，通过动车组在各种不同运行状态下对轨道电路分路残压的测试，取得了大量珍贵试验数据，为最不利分路条件下制定调整表提供了参考依据。
案例2：
发送器功出电压波动造成闪红光带
1.故障概况
2010年10月2日13:
11，武广高铁22＃中继站管辖的16489AG闪红光带，G1055次列车（CRH3-37）运行到K1652＋483处ATP显示机车冒进停车。
2.故障原因
通过调阅信号集中监测发现16489AG闪红光带的原因为该区段的主发送器功出电压在130V至61.7V之间来回变化，功出电压下降到临界值，导致该区段出现红光带。
当发送盒内部报警继电器落下转至备用发送器时，主发送器不带负载时功出电压又恢复正常，造成主备发送器来回切换，使得该区段闪红光带，现场更换主发送器后恢复正常。
3.故障分析
主发送器内部的功放三极管（3CD150C）性能不良，使得带负载时发送功出电压下降，切换至备机，主机空载后回检电压恢复正常，又切换回主机，带载后仍旧无法正常输出电压，造成反复切换，无法输出稳定的连续信号，造成红轨。
4.故障点评
武广高铁多次出现发送器故障造成红光带，影响列车运行。
该故障属典型的器材质量问题，高铁的ZPW-2000A发送设备虽然设计为1＋1，但由于功放三极管在软击穿故障时，状态不稳定，当主发送器故障时，不能可靠转换至备用发送器。
采取的措施如下：
（1）按照标准设置信号集中监测各级功出电平、主轨出、小轨出的上下报警门限。
认真落实信号集中监测的浏览分析，工区、车间与段监控中心按期浏览功出电平、主轨出、小轨出的日曲线与日报表，发现异常及时处理，预防故障发生。
（2）优化发送器软件切断报警继电器输出的时间逻辑，避免反复切换，以解决主发送器性能不良时不能可靠转换到备发送器的问题。
（3）对管内车站、中继站、线路所管辖范围内的所有ZPW-2000A区段的功出电压进行测试普查，对出现过功出电压最小值低于该等级电平下限值的进行记录分析，及时更换存在问题的发送盒。
案例3：
调谐匹配单元电容故障
1.故障概况
2011年7月25日00:
46，武广高铁22857CG出现红光带，02:
20故障恢复交付使用。
2.故障原因
22857CG接收端调谐匹配单元内部C1电容坏，造成受端E1/E2输出电压低，主轨出电压下降，出现红光带。
3.故障分析
经测试22857CG发送电压正常，接收主轨出电压只有177mv，接收分线盘空载电压低，判断故障在室外；室外测试接收端调谐匹配单元E1/E2输出电压偏低，判断为接收端调谐匹配单元故障，更换接收端调谐匹配单元备品后，主轨出电压已上升到309mv，恢复到正常值。
经检修所测试故障调谐匹配单元，测得C1电容为63uf（标称为4700uf）、C2电容为4697uf（标称为4700uf），返厂检测确认C1电容性能不达标。
4.故障点评
该类故障在高铁多次发生，属于元器件不良问题，厂家应加强设备元器件的筛选、提高准入门坎；现场应通过加强测试、分析等手段提前发现隐患，避免故障的发生。
（1）加强日常ZPW-2000A轨道电路电压分析：
①每日利用信号集中监测查看ZPW-2000A轨道电路电压日曲线至少一次，每周查看月曲线至少一次，分析是否有异常波动，如主轨出电压有阶段性逐渐下降的趋势，极有可能为调谐匹配单元故障内部C1、C2电容坏，尽快查找原因，更换调谐匹配单元。
②定期进行改方试验，观察改方时主轨出电压曲线是否有阶梯变化，如有较大阶梯变化（5％以上），应结合上次及以前改方情况进行比较分析，每次改方后尽量延续2h以上，便于改方后的电压曲线分析。
（2）经确认，现场使用的同批次几千台调谐匹配单元电容也存在类似问题，已全部召回更换。
案例4：
移频柜电源端子内部接触不良造成红光带故障
1.故障概况
2011年10月15日14:
51，武广高铁48＃中继站21860CG出现红光带，16:
03恢复，G6020、G1006等多趟动车受阻。
2.故障原因
48＃中继站的QY4移频柜WD9-B电源端子内部接触不良，配线在万可端子内长期受电弧而氧化，万可端子弹簧烧坏，存在较大接触电阻，造成21860CG主发送、备发送、主接收器无KZ电源而停机，导致21860CG红光带。
3.故障分析
通过信号集中监测发现21860CG功出电压、发送电流和主轨出电压皆为零，判断为中继站室内发送问题，到达48＃中继站后检查发现，21860CG主发送、备发送、接收器同时无工作电源（工作指示灯灭），移频柜背面南非开关未跳闸；经测试21860CG对应的区段电源D端子D7无KZ，而D8有KF；进一步检查发现KZ电源WD9-B端子配线氧化，万可端子有电弧烧黑痕迹；将该配线重新剥线临时接至WD10-C空端子（同为KZ电源环连），故障恢复，发送、接收电压正常。
天窗内更换WD9端子，将临时配线恢复接入WD9-B端子，设备正常。
4.故障点评
此类故障多次在高铁发生，故障影响范围大，严重干扰运输秩序。
设计不合理，未将移频柜内WD至D间的电源采用双环结构；施工质量不高、万可端子压接不良是造成该故障的主要原因，需认真吸取教训。
整改措施如下：
（1）制定移频柜内电源双环方案，并立即进行整改。
（2）组织开展万可端子专项检查活动；检查零层端子插孔情况，并试拔线头，必要时应拨开遮挡或拆卸后翻转检查，发现问题立即整改。
WD9-B电源端子故障时图片如图1-8-3所示、原移频柜零层电源示意图如图1-8-4所示、双环改造后移频柜零层电源示意图如图1-8-5所示。
图1-8-3 WD9-B电源端子故障时图片
图1-8-4 原移频柜零层电源示意图
图1-8-5 双环改造后移频柜零层电源示意图
案例5：
引接线塞钉接触不良造成红光带
1.故障概况
2010年2月26日20:
58，武广高铁21653BG出现红光带，22:
04故障自动恢复，22:
55交付使用，G1061、G1063等6趟动车组运行受阻。
2.故障原因
21653BG发送端设备至钢轨间的引接线塞钉头接触不良。
3.故障分析
通过信号集中监测测试到21653BG发送正常，接收主轨出电压只有187mv，初步判断故障在室外。
（1）测试送、受端轨面电压比正常值低大约一半。
（2）查看信号集中监测记录，电压是逐渐下降的，如图1-8-6所示。
（3）检查轨道电路引接线，发现发送端引接线塞钉与钢轨的连接不够紧密。
钢轨上的钻孔不规则，导致塞钉头打入钢轨后与钢轨连接存在缝隙，长期运用，塞钉头生锈，造成塞钉与钢轨接触不良，最终产生红光带。
敲打塞钉头后，主轨出电压恢复正常。
4.故障点评
该故障属于典型的轨道电路检修不良，日常维护中的检修和巡视严重不到位，未能及时发现设备存在的问题和隐患。
应吸取的教训，在以后的工作中做到以下两点：
（1）严格按照施工标准和工艺进行钢轨的钻孔、引接线的安装。
（2）加强集中监测各种信息的浏览分析，发现问题和异常应及时处理。
图1-8-6 21653BG故障时主轨出电压曲线示意图
案例6：
道岔杆件短路造成红光带
1.故障概况
2010年4月9日武广高铁广州北站4DG车过后出现红光带后又自动恢复，第一次红光带22:
14-22:
35，第二次红光带22:
43-23:
00，G1065、G1067、G1070、G1073、G1069等多趟动车组运行受阻。
2.故障原因：
4＃道岔J8密贴检查器表示杆连接销过车后转动，造成定、反位表示杆的连接销之间的开口销相碰短路（表示杆只有单边绝缘）。
3.故障分析
对设备进行检查，4DG红光带的原因是定、反位表示杆的连接销之间的开口销过长，存在短路安全隐患。
4.故障点评
该故障属于典型的轨道电路检修不良，日常维护中的检修和巡视不到位，未针对高铁道岔的特点（单边绝缘），制定道岔和轨道电路的重点巡视内容和项目。
整改措施如下：
（1）加强对道岔密贴检查器的巡视，针对过长的开口销进行剪短处理。
（2）利用橡胶垫对密贴检查器表示杆一侧进行包裹，防止开口销再次发生触碰的情况。
密贴检查器连接示意图如图1-8-7所示，密贴检查器连接销之间的开口销短路图如图1-8-8所示。
图1-8-7 密贴检查器连接示意图
图1-8-8 密贴检查器连接销之间的开口销短路图
案例7：
防灾异物继电器落下造成红光带
1.故障概况
2010年8月17日15:
14，武广高铁29＃中继站管辖的17889AG、17889BG、17906AG、17906BG四个区段同时红光带，18:
03经通信部门处理后恢复正常。
2.故障原因
通过信号集中监测调阅上述四个区段的数据发现：
所有发送电压都正常，接收主轨出电压接近0mv，再查看防灾接入数据表发现这四个区段都接有防灾异物继电器（当时防灾异物继电器未纳入集中监测和列控系统），通知工务与通信部门协同处理，同时赶赴现场进行确认，发现相应的异物继电器均落下，综合柜接口测试电压为0V。
3.故障分析
通信1909＃基站防灾系统机柜输入电源的空气开关跳断，断开了异物继电器的励磁电源，导致中继站内的异物继电器落下，切断17889AG、17889BG、17906AG、17906BG四个轨道区段的接收通道，造成四个区段红光带。
4.故障点评
防灾异物继电器前接点已串联接入客运专线ZPW-2000A轨道电路接收通道中，当防灾异物继电器落下时，会断开轨道电路接收通道，造成轨道电路红光带，这是客运专线ZPW-2000A轨道电路的新特点，在故障判断时要重点掌握。
（1）将防灾异物继电器纳入信号集中监测，对防灾异物继电器的状态和接口电压进行监测。
（2）现场做好标识工作。
防灾异物继电器上标识对应的异物点名称、影响的区段；在综合柜、分线柜上标识出相应的异物继电器端子号，便于故障的查找、分析。
（3）加强与通信、工务部门的联系，遇到防灾系统故障后及时出动，缩短故障处理时间。
案例8：
雷害造成轨道电路红光带故障
1.故障概况
2012年4月18日09：
58，接海南东环线中继6管内所有ZPW-2000A轨道电路红光带，10:
20故障恢复，影响3列动车组晚点运行。
2.故障原因
海南东环线中继6站遭受雷击，导致QZ2的LKZ空气开关跳闸，列控中心设备无法采集GJ条件，造成全场显示红光带。
同时雷击损坏了ZPW-2000轨道电路设备1台发送器、2台接收器和列控中心B机DIO-R板。
3.故障分析
此次中继6站遭受雷击，由于现场没有明显的雷电通道痕迹，雷电信号的侵入通道不能直接判断得到，分析如下：
（1）通信盘CI-TC2与轨道电路设备通过CAND/CANE连接，通信盘CI-TC2与列控中心设备通过CANA/CANB连接。
CAN总线通道在通信盘CI-TC2内把轨道电路的CAND/CANE和列控中心的CANA/CANB连接，可能是侵入列控中心设备雷电信号泄放的通道。
（2）模拟网络设备绝缘性能不强。
测试发现，过高的纵向雷电信号侵入后能够击穿防雷模拟网络的印刷板或端子，引起雷电信号对隔离变压器室内侧线条放电，传至移频柜损坏相关设备。
（3）外部环境因素。
机械室旁立一无线杆塔，其效果相当于一个引雷的装置，无线杆塔避雷针的地线与机械室环形接地装置相连，遭雷击时，雷电流泻放，使整个机械室的地电位易被抬升，造成地反击。
4.故障点评
客运专线的ZPW-2000A轨道电路设备采用电子编码和CAN总线通信，轨道电路受雷害影响的概率增加，损坏设备多，影响范围大。
处理此类故障时，应进行全面的检查和试验后方可开通使用。
铁道部已经制定了客运专线的ZPW-2000A轨道电路防雷整治方案：
（1）客运专线的ZPW-2000A轨道电路全部的模拟网络盘需进行现场更换并调整相应配线，以提高电缆模拟网络盘绝缘性能。
（2）开展针对接地线混用；接地汇集排使用不规范；电缆钢带及铝护套未接地；室外电缆钢带及铝护套切断后的地线引出线经过若干设备架绕行较长；电缆钢带、铝护套伸入室内过长及防雷分线柜的地线串入了闸刀、熔断器或断路器（空气开关）等防雷、接地环境不符合要求的整治工作。
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