ZPW2000浅谈故障
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电子信息工程学院信号抗干扰研究中心 19
2012/7/29
解决道碴电阻低的办法
（3）一般线路区段
①通过在线测试手段，可靠掌握雨天最低道碴电阻值。 ②根据异常Rd值进行分析，排除电务自身原因的基础 上，预先向工务提出建议，防患于未然。 ③强调坚持工务维护规则，一般保持石碴不碰轨底即可。 ④注意扣件完整及扣件周边的洁净。不受泥污污染。 在翻浆冒泥区段，特别注意防止污染钢轨扣件，保持扣 件周边清洁，必要时，请求工务予以针对性的整治。
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故障查找
2012/7/29
列车运行方向
2012/7/29
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5
3.电容失效引起轨道电路故障
故障现象
轨道空闲，衰耗盘“轨道占用”红灯亮 用CD96-3A测试衰耗盘面板“轨出1”插孔，电压比 正常值低30mV 用CD96-3A测试衰耗盘面板 “轨出2”插孔，电压为 140mV，比正常值高20mV 用电流钳测试第5个电容连接线，无电流；用锤子敲 打电容连接线塞钉，电流时有时无。
电子信息工程学院信号抗干扰研究Βιβλιοθήκη 心 112012/7/29
道碴电阻低的原因分类
(2)桥梁地段
部分桥梁线路状态差，承重轨与护轮轨 两轨间污物多，承重轨与护轮轨间金属 扣件相碰，潮湿条件下，信号损耗严重。 如华东二通道双刘站区间短桥、大瑶山 水口桥、大秦线御河桥等。
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619/ 74
589/ 108 515/ 86
669/ 161
546/ 177 560/ 196
655/ 116
638/ 142 410/ 145
610/ 139
538/ 140 526/ 187
625/ 146
592/ 159 520/ 100
3
1300
1700-1
14
55
4
689
2300-1
8
46
道碴电阻低的原因分类
④工务大型机械化养路后“面包渣”效应造成的 “红光带”。 大机清筛后，大块泥土清除，全部石碴上都附有 土渣。尔后的第一次小雨连电，立即造成“红光 带”。经几次中雨冲刷，“面包渣”下沉后，才 可达到清筛大幅度提高道碴电阻的效果。徐州电 务段经清筛后第一次中雨，“面包渣”造成的道 碴电阻为0.67Ω· km，造成“红光带”。 ⑤长大下坡道及车站接近区段存有下坡道，制动 闸瓦铁粉堆积，下雨时，道碴电阻剧烈下降。如 武胜关下行区间线路，石太线上行线路等。
597/ 150
受 C1 断
590/ 147
受 C2 断
543/ 116
受 C3 断
572/ 116
1
1280
2000-2
50
2
1380
2300-2
18
46
706/ 132
653/ 127 603/ 140
673/ 174
643/ 181 566/ 210
580/ 151
535/ 176 480/ 166
故障查找
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6
电容失效主轨/小轨电压变化表
序 号 区段 长度 频率 电 容 数 量
14
容 值
主轨电压/小轨电压（mV/ mV ）
正常 值
638/ 132
送 C1 断
590/ 178
送 C2 断
550/ 156
送 C3 断
555/ 60
送 C4 断
12
道碴电阻低的原因分类
（3）一般线路 ①石碴碰轨底是雨天“红光带”的最重要因素。 轨道电路中大量地段石碴与钢轨底部相碰，甚 至掩埋了钢轨底部，造成雨天两钢轨通过道碴 严重连电。 ②钢轨扣件。绝缘破损或缺失；污物多；线路 翻浆冒泥波及扣件。
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③北方线路首场小雨易造成“红光带”。因冬季浮土对 线路表面的影响，特别是石碴碰轨底同时出现的条件下， 更易产生“红光带”。 一般随着中雨冲刷后， “红光带”消失。 如：大秦线2004年4月春雨多段 “红光带”。电子信息工程学院信号抗干扰研究中心 13
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调谐区故障引发的“红光带”解决办 法
实践证明“调谐区引接线采用单线、单 端头”是错误的。单端头塞钉与钢轨间 接触不良（接触电阻﹥1mΩ），属于 多发故障，造成小轨道接收电平的大幅 度下降。 解决方法为：
对引接线塞钉打孔，采用进口电钻及钻头，严 格施工工艺。 采用冗余设计
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道碴电阻低的原因分类
（1）潮湿隧道
钢轨扣件和宽轨枕板上，尘土、污物的常年积 累板结，形成潮湿环境下的严重连电，使道碴 电阻下降至0.25-0.6Ω· km之间（有的南方隧道 更低，如新军师庙为0.2Ω· km，南岭隧道为 0.17Ω· km）。 宝成线个别车站接近区段下坡道在隧道内，铁 粉堆积，得不到雨水冲刷，潮湿天气，道床漏 泄十分严重。
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（3） 调谐区故障引发的“红光带”
调谐区是由小电阻、小电感、电容构成的两组串联、两组 并联调谐电路。它起到隔离两相邻区段、平衡两轨条牵引 电流、稳定轨道电路端阻抗及与电缆匹配连接等作用。 调谐区由29m钢轨、两个调谐单元、两个匹配变压器、一个 空心线圈及6根引接线等环节组成。它属于无源、低故障率 系统。但由于系统设计理念、制造、施工及维修等多种因 素，屡屡造成运用中的“红光带”。 今年9月18日，沪宁线一次匹配变压器故障处理延时达3小 时，严重影响行车。全面提高调谐区可靠性，防止“红光 带”异常重要。
17
解决道碴电阻低的办法
③部分潮湿隧道内，Rd逐年下降，不能确定能否稳定的 前提下，采用“计轴自动闭塞+ZPW-2000A机车信号方式” 及“计轴自动闭塞+ZPW-2000A自动闭塞双重运用方式”。
ⅰ “计轴自动闭塞+ZPW-2000A双轨条机车信号”，满足 0.15Ω•km线路要求，如南岭隧道（2004年开通，运行情况良好） ⅱ“计轴自动闭塞+交叉环线传输ZPW-2000A机车信号”，对线 路道碴电阻基本不做要求。如张滩-土岭（2003年）、菠萝坑连江口（2003年）及乌梢岭隧道（2006年）等。 ⅲ“计轴自动闭塞+ZPW-2000A自动闭塞双重运用”，在大秦线 天子山和景忠山隧道（2006 年）使用， Rd按0.6Ω•km设计。
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调谐区故障引发的“红光带”解决办法
在调谐区外部送端第三个补偿电容断线 时，轨道电路的视入阻抗及小轨道工作 电压大幅度下降，产生“红光带”。 解决方法为：
把小轨道接收工作值的余量从34.6%提高到 66.7%，即从110mV提高到135mV。当发送端第三 个电容断线时，小轨接收电压仍保持91mV，高 于工作值10%。
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解决道碴电阻低的办法
（1）工程设计解决潮湿隧道“红光带”
①部分较为干燥，隧道内Rd稳定前提下，采用 单纯轨道电路方式设计。 ②Rd<1Ω· km，可根据Rd具体值考虑是否分割及 确定分割长度。
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ZPW-2000A故障分析
1.发送器本身设备故障
故障现象
也有可能是低频编码不良导致 无功出电压。
控制台移频报警 衰耗盘“发送工作”绿色指示灯熄灭 用CD96-3A测试衰耗盘面板“发送电源”插孔， 电源正常； 测试衰耗盘面板“发送功出”插孔，无电压 输出。
详见培训资料P58：移频报警电路
故障查找
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4.轨道电路“红光带”故障
（1）设备故障引发的“红光带” （2）道碴电阻引发轨道电路的“红 光带” （3）调谐区故障引发的“红光带”
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（1）设备故障引发的“红光带”分析
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解决道碴电阻低的办法
（2）工程设计解决桥梁“红光带” 由于桥梁区段轨道电路一次参数随桥梁结构变化 较大，原则上应对桥梁一次测参数做出测试，并 以此确定电气绝缘节长度、轨道电路长度及调整 表。为方便设计，将桥梁分为水泥结构及钢结构 两类：
①不同水泥结构桥一次参数差异较小，可统一设计，一 般水泥旱桥属于此范围，调谐区长度选择为30m。不同 钢结构桥一次参数差异较大，要根据具体桥梁进行实测 与设计，如南京长江大桥等。 ②在桥梁轨道电路按实际参数设计后，护轮轨按200m以 内两边加装绝缘。保持护轮轨与承重轨扣件不相碰，保 持扣件完整、道碴不碰轨底，桥梁轨道电路可有效地防 止“红光带”。
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道碴电阻Rd-“轨入”电压关系
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道碴电阻Rd-“轨入”电压关系
以1700Hz、1301-1350m为例，上曲线表示 1350m长的对应关系，下曲线表示1300m长度 的对应关系，长度介于两者之间时，道碴电阻值 介于两条曲线之间。 假设一段1330m的轨道电路，当设备和配置均正 常的条件下，测得轨入电压为0.45V，通过曲线 可得，道碴电阻介于1.54至1.70Ω· km之间，允 许最低道碴电阻为1.0Ω· km，当降至1.3Ω· km时 应引起重视。
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（2）道碴电阻引发轨道电路的“红光带”
2005年7月，西安局新军师庙隧道18信息移频轨道 电路雨季道碴电阻超低（0.2Ω•km），造成轨道电 路“红光带“（以下简称“红光带”），随后发 生列车追尾事故； 2006年4月11日，广州局惠州段隧道雨季道碴电阻 低（0.4Ω•km）也造成了“红光带”，随后又发生 客货列车追尾人身伤亡重大事故。 根据全路严重“红光带”区段的统计，道碴电阻 低因素占95%以上。 道碴电阻引发的“红光带”，隧道占71%、桥梁占 6%、一般线路区段占23%。
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2.相邻区段衰耗盘故障
故障现象
为什么相邻区段衰耗盘故 障会影响本区段？
衰耗盘“发送工作”绿色指示灯亮 为什么差3倍？ 轨道空闲，衰耗盘“轨道占用”红灯亮 （P57） 用CD96-3A测试衰耗盘面板“轨入”插孔，主轨道、 小轨道输入均正常；(≥240mV ≥33.3mV ) 用CD96-3A测试衰耗盘面板“轨出1”、 “轨出2”插 孔，电压均正常；(≥240mV ≥100mV ) 测试列车运行前方相邻区段衰耗盘面板 “轨出2”插 孔，无电压；
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解决道碴电阻低的办法
（3）一般线路区段
①通过在线测试手段，可靠掌握雨天最低道碴电阻值。 ②根据异常Rd值进行分析，排除电务自身原因的基础 上，预先向工务提出建议，防患于未然。 ③强调坚持工务维护规则，一般保持石碴不碰轨底即可。 ④注意扣件完整及扣件周边的洁净。不受泥污污染。 在翻浆冒泥区段，特别注意防止污染钢轨扣件，保持扣 件周边清洁，必要时，请求工务予以针对性的整治。
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列车运行方向
2012/7/29
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3.电容失效引起轨道电路故障
故障现象
轨道空闲，衰耗盘“轨道占用”红灯亮 用CD96-3A测试衰耗盘面板“轨出1”插孔，电压比 正常值低30mV 用CD96-3A测试衰耗盘面板 “轨出2”插孔，电压为 140mV，比正常值高20mV 用电流钳测试第5个电容连接线，无电流；用锤子敲 打电容连接线塞钉，电流时有时无。
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道碴电阻低的原因分类
(2)桥梁地段
部分桥梁线路状态差，承重轨与护轮轨 两轨间污物多，承重轨与护轮轨间金属 扣件相碰，潮湿条件下，信号损耗严重。 如华东二通道双刘站区间短桥、大瑶山 水口桥、大秦线御河桥等。
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619/ 74
589/ 108 515/ 86
669/ 161
546/ 177 560/ 196
655/ 116
638/ 142 410/ 145
610/ 139
538/ 140 526/ 187
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道碴电阻低的原因分类
④工务大型机械化养路后“面包渣”效应造成的 “红光带”。 大机清筛后，大块泥土清除，全部石碴上都附有 土渣。尔后的第一次小雨连电，立即造成“红光 带”。经几次中雨冲刷，“面包渣”下沉后，才 可达到清筛大幅度提高道碴电阻的效果。徐州电 务段经清筛后第一次中雨，“面包渣”造成的道 碴电阻为0.67Ω· km，造成“红光带”。 ⑤长大下坡道及车站接近区段存有下坡道，制动 闸瓦铁粉堆积，下雨时，道碴电阻剧烈下降。如 武胜关下行区间线路，石太线上行线路等。
597/ 150
受 C1 断
590/ 147
受 C2 断
543/ 116
受 C3 断
572/ 116
1
1280
2000-2
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706/ 132
653/ 127 603/ 140
673/ 174
643/ 181 566/ 210
580/ 151
535/ 176 480/ 166
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电容失效主轨/小轨电压变化表
序 号 区段 长度 频率 电 容 数 量
14
容 值
主轨电压/小轨电压（mV/ mV ）
正常 值
638/ 132
送 C1 断
590/ 178
送 C2 断
550/ 156
送 C3 断
555/ 60
送 C4 断
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道碴电阻低的原因分类
（3）一般线路 ①石碴碰轨底是雨天“红光带”的最重要因素。 轨道电路中大量地段石碴与钢轨底部相碰，甚 至掩埋了钢轨底部，造成雨天两钢轨通过道碴 严重连电。 ②钢轨扣件。绝缘破损或缺失；污物多；线路 翻浆冒泥波及扣件。
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③北方线路首场小雨易造成“红光带”。因冬季浮土对 线路表面的影响，特别是石碴碰轨底同时出现的条件下， 更易产生“红光带”。 一般随着中雨冲刷后， “红光带”消失。 如：大秦线2004年4月春雨多段 “红光带”。电子信息工程学院信号抗干扰研究中心 13
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调谐区故障引发的“红光带”解决办 法
实践证明“调谐区引接线采用单线、单 端头”是错误的。单端头塞钉与钢轨间 接触不良（接触电阻﹥1mΩ），属于 多发故障，造成小轨道接收电平的大幅 度下降。 解决方法为：
对引接线塞钉打孔，采用进口电钻及钻头，严 格施工工艺。 采用冗余设计
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道碴电阻低的原因分类
（1）潮湿隧道
钢轨扣件和宽轨枕板上，尘土、污物的常年积 累板结，形成潮湿环境下的严重连电，使道碴 电阻下降至0.25-0.6Ω· km之间（有的南方隧道 更低，如新军师庙为0.2Ω· km，南岭隧道为 0.17Ω· km）。 宝成线个别车站接近区段下坡道在隧道内，铁 粉堆积，得不到雨水冲刷，潮湿天气，道床漏 泄十分严重。
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（3） 调谐区故障引发的“红光带”
调谐区是由小电阻、小电感、电容构成的两组串联、两组 并联调谐电路。它起到隔离两相邻区段、平衡两轨条牵引 电流、稳定轨道电路端阻抗及与电缆匹配连接等作用。 调谐区由29m钢轨、两个调谐单元、两个匹配变压器、一个 空心线圈及6根引接线等环节组成。它属于无源、低故障率 系统。但由于系统设计理念、制造、施工及维修等多种因 素，屡屡造成运用中的“红光带”。 今年9月18日，沪宁线一次匹配变压器故障处理延时达3小 时，严重影响行车。全面提高调谐区可靠性，防止“红光 带”异常重要。
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解决道碴电阻低的办法
③部分潮湿隧道内，Rd逐年下降，不能确定能否稳定的 前提下，采用“计轴自动闭塞+ZPW-2000A机车信号方式” 及“计轴自动闭塞+ZPW-2000A自动闭塞双重运用方式”。
ⅰ “计轴自动闭塞+ZPW-2000A双轨条机车信号”，满足 0.15Ω•km线路要求，如南岭隧道（2004年开通，运行情况良好） ⅱ“计轴自动闭塞+交叉环线传输ZPW-2000A机车信号”，对线 路道碴电阻基本不做要求。如张滩-土岭（2003年）、菠萝坑连江口（2003年）及乌梢岭隧道（2006年）等。 ⅲ“计轴自动闭塞+ZPW-2000A自动闭塞双重运用”，在大秦线 天子山和景忠山隧道（2006 年）使用， Rd按0.6Ω•km设计。
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调谐区故障引发的“红光带”解决办法
在调谐区外部送端第三个补偿电容断线 时，轨道电路的视入阻抗及小轨道工作 电压大幅度下降，产生“红光带”。 解决方法为：
把小轨道接收工作值的余量从34.6%提高到 66.7%，即从110mV提高到135mV。当发送端第三 个电容断线时，小轨接收电压仍保持91mV，高 于工作值10%。
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（1）工程设计解决潮湿隧道“红光带”
①部分较为干燥，隧道内Rd稳定前提下，采用 单纯轨道电路方式设计。 ②Rd<1Ω· km，可根据Rd具体值考虑是否分割及 确定分割长度。
2012/7/29
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1.发送器本身设备故障
故障现象
也有可能是低频编码不良导致 无功出电压。
控制台移频报警 衰耗盘“发送工作”绿色指示灯熄灭 用CD96-3A测试衰耗盘面板“发送电源”插孔， 电源正常； 测试衰耗盘面板“发送功出”插孔，无电压 输出。
详见培训资料P58：移频报警电路
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4.轨道电路“红光带”故障
（1）设备故障引发的“红光带” （2）道碴电阻引发轨道电路的“红 光带” （3）调谐区故障引发的“红光带”
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（1）设备故障引发的“红光带”分析
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解决道碴电阻低的办法
（2）工程设计解决桥梁“红光带” 由于桥梁区段轨道电路一次参数随桥梁结构变化 较大，原则上应对桥梁一次测参数做出测试，并 以此确定电气绝缘节长度、轨道电路长度及调整 表。为方便设计，将桥梁分为水泥结构及钢结构 两类：
①不同水泥结构桥一次参数差异较小，可统一设计，一 般水泥旱桥属于此范围，调谐区长度选择为30m。不同 钢结构桥一次参数差异较大，要根据具体桥梁进行实测 与设计，如南京长江大桥等。 ②在桥梁轨道电路按实际参数设计后，护轮轨按200m以 内两边加装绝缘。保持护轮轨与承重轨扣件不相碰，保 持扣件完整、道碴不碰轨底，桥梁轨道电路可有效地防 止“红光带”。
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道碴电阻Rd-“轨入”电压关系
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道碴电阻Rd-“轨入”电压关系
以1700Hz、1301-1350m为例，上曲线表示 1350m长的对应关系，下曲线表示1300m长度 的对应关系，长度介于两者之间时，道碴电阻值 介于两条曲线之间。 假设一段1330m的轨道电路，当设备和配置均正 常的条件下，测得轨入电压为0.45V，通过曲线 可得，道碴电阻介于1.54至1.70Ω· km之间，允 许最低道碴电阻为1.0Ω· km，当降至1.3Ω· km时 应引起重视。
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（2）道碴电阻引发轨道电路的“红光带”
2005年7月，西安局新军师庙隧道18信息移频轨道 电路雨季道碴电阻超低（0.2Ω•km），造成轨道电 路“红光带“（以下简称“红光带”），随后发 生列车追尾事故； 2006年4月11日，广州局惠州段隧道雨季道碴电阻 低（0.4Ω•km）也造成了“红光带”，随后又发生 客货列车追尾人身伤亡重大事故。 根据全路严重“红光带”区段的统计，道碴电阻 低因素占95%以上。 道碴电阻引发的“红光带”，隧道占71%、桥梁占 6%、一般线路区段占23%。
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2.相邻区段衰耗盘故障
故障现象
为什么相邻区段衰耗盘故 障会影响本区段？
衰耗盘“发送工作”绿色指示灯亮 为什么差3倍？ 轨道空闲，衰耗盘“轨道占用”红灯亮 （P57） 用CD96-3A测试衰耗盘面板“轨入”插孔，主轨道、 小轨道输入均正常；(≥240mV ≥33.3mV ) 用CD96-3A测试衰耗盘面板“轨出1”、 “轨出2”插 孔，电压均正常；(≥240mV ≥100mV ) 测试列车运行前方相邻区段衰耗盘面板 “轨出2”插 孔，无电压；