ZPW-2000自动闭塞设备研究

　　摘要：由ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路组成的自动闭塞系统已得到广泛应用，但要成为主体化机车信号控车设备，由于其信息量的限制还不能独自担当控车技术的主要设备，要应用在更高运营速度的客运专线时，其设备将必须进一步改进或者优化，本文就此提出几点建议。

　　关键词：ZPW-2000A;自动闭塞;发展

　　ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路组成的自动闭塞的信号系统，是实现机车信号成为主体信号和列车超速防护系统的安全基础设备。适用于电气化牵引区段和非电气化牵引区段的区间及车站轨道电路区段，也可用于机械绝缘节轨道电路区段。

　　虽然ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路组成的自动闭塞已广泛应用于时速160公里普速铁路区段和250公里以下提速区段。但是，要成为主体化机车信号控车设备，由于其信息量的限制还不能独自担当控车技术的主要设备。即使增加了列控中心和点式设备提供进路、线路状态、限速信息等辅助控车信息，但要应用在更高运营速度的客运专线时，其设备将需要进一步改进或者优化，以方便工程安装、实现与诸如列控中心、车站微机联锁和更高级控车模式如CECS-3级移动闭塞系统设备及微机监控系统的接口。

　　高速铁路要求每一子系统设备都必须具有高可靠性。下文就客专用ZPW-2000系统在技术指标及设备配置方面的特点做以简单介绍分析。

　　一、ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统特点

　　1.充分肯定、保持UM71无绝缘轨道电路整体结构上的优势。

　　2.解决了调谐区断轨检查，实现轨道电路全程断轨检查。

　　3.减少调谐区分路死区。

　　4.实现对调谐单元断线故障的检查。

　　5.实现对拍频干扰防护。

　　6.通过系统参数优化，提高了轨道电路传输长度。

　　7.提高电气绝缘节轨道电路传输长度，实现与机械绝缘节轨道电路等长传输。

　　8.轨道电路调整按固定轨道电路长度与允许最小道碴电阻方式进行。既满足了1Ω·km标准道碴电阻、低道碴电阻传输长度要求，又提高了轨道电路工作稳定性。

　　9.用SPT国产铁路信号数字电缆取代法国ZCO3电缆，减小铜芯线径，减少备用芯组，加大传输距离，提高系统技术性能价格比，降低工程造价。

　　10.采用长钢包铜引接线取代75mm2铜引接线，利于维修。

　　11.系统中发送器采用“N+1”冗余，接收器采用成对双机并联运用，以提高可靠性。

　　二、低频信息实现无接点的计算机编码

　　ZPW-2000A轨道电路发送器采用无接点的计算机编码方式，取代了既有ZPW-2000A轨道电路系统的继电编码方式，取消了大量的编码继电器。并助于更好的实现与车站微机联锁设备、列控中心设备和CECS-3级移动闭塞中心RBC设备进行数字接口。因为这样的接口功能，不仅减少了故障环节、可高了信息传输速率，同时也提高了信息传输的安全性。

　　三、电气绝缘节JES和机械绝缘节JIC设备的整合

　　将原ZPW-2000中的与电缆连接的匹配单元TAD、进行信号鉴频和调谐区谐振的调谐单元有条件的在一起，装在一个防护盒内既方便安装又便于系统性能优化。

　　更改后的调谐匹配单元主要作用实现钢轨阻抗和电缆阻抗的连接，以实现轨道电路信号的有效传输。调谐匹配单元可以简单地看作是原ZPW-2000A轨道电路中调谐单元(BA)和匹配变压器(TAD)的二合一设备。

　　四、轨道补偿电容的优化配置

　　补偿电容是为了补偿因轨道电路过长，钢轨电感的感抗所产生的无功功率损耗，改善轨道电路在钢轨上的传输性能。按照简化器材规格、优化配置、方便工程施工的原则，利用等距设置、频率区分的原理，构造轨道电路补偿电容，将电容值统一设置为25uF，整合了原四种载频四种电容1700Hz——55μF;2000Hz——50μF;2300Hz——46μF;2600Hz——40μF。

　　五、发送接收设备的冗余特点

　　为提高ZPW-2000A轨道电路在高速铁路的适应性和高可靠性，轨道电路冗余技术在原“发送器N+1、接收1+1”方案的基础上，改为“发送器、接收器全部改成1+1”冗余方式。这一点主要基于现场有大量的经常性发送器故障原因考虑的。在原有轨道电路设备配置中，受过载、雷电、干扰源侵蚀和元件在高温条件下的老化等因素影响，发送器是最易受损坏的器材。但系统配置方案中，轨道电路发送器是按照“N+1”冗余方案设计的。显然，在高速线路这种配置是冒风险的，或者说高速运行的列车一旦突然接到前方区段故障信息，行车授权将马上缩短，并立即通知车载设备进行紧急制动。而告诉条件下的紧急制动后果是不言而喻，故此，改进设备冗余方案增加系统安全可靠性是应当认真考虑的。

　　六、扼流变压器改进

　　电气化区段需增设大量的扼流变压器，为减少扼流变压器对ZPW-2000轨道电路的影响，在原有扼流变压器中增加适配器，以提高在工作载频条件下呈现高阻抗17欧姆。同时，加大对不平衡电流的平衡作用。

　　带适配器的扼流变压器对牵引电流50Hz电压呈现较低阻抗，使其在最大不平衡电流条件下，在其扼流变压器上产生的50Hz电压不大于2.4V。而对于ZPW-2000A轨道电路移频信号电压呈现高阻抗，在规定使用条件下不小于17欧姆。

　　因此建议站内ZPW-2000A轨道电路区段采用带适配器的扼流变压器。区间吸上线位置设置的扼流变压器，考虑到道床阻抗相对较高和工程成本的投入，安装一般不带适配器的扼流变压器即可满足要求。如果站内ZPW-2000A轨道电路使用在非电气化牵引区段，则应取消带适配器的扼流变压器。

　　在过去25Hz轨道电路叠加移频区段，个别出站信号机位置相邻道岔区段分支轨道电路不设受电断时，续增设一台扼流变压器，以保证轨回流的畅通。但空扼流变压器增设后，对轨道电路的阻抗影响较大。在当今以ZPW-2000轨道电路为主的站内一体化轨道电路设计中，应采用上述带适配器的扼流变压器，一方面节约了投资(相对原有方式节约了电缆、变压器箱、轨道变压器);另一方面也方便了工程安装，规范了设备安装和设计标准。

　　目前，我国的客运专线正在展开施工，基于ZPW-2000轨道电路自动闭塞和列控中心构成的CECS-2级列控系统，已成为时速250公里以下列车控车的主用系统。当然，当列车速度时速超过250公里后，将有由GSM-R构成的移动闭塞中心RBC对列车在闭塞分区的运营进行授权控制。在此条件下，ZPW-2000轨道电路自动闭塞设备在信息量、信息交换速度上，已不能满足列车运行的需要。因此，改进ZPW-2000轨道电路自动闭塞设备势在必行。

　　【参考文献】

　　[1]林瑜筠.《新型移频自动闭塞》3版.北京：中国铁道出版社，2007.

　　[2]陈习莲.《UM71自动闭塞知识问答》.北京.中国铁道出版社，2001

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文章名称： ZPW-2000自动闭塞设备研究

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