“红光带”--信号维修研讨会材料PPT课件.ppt

ZPW2000A轨道电路 红光带 的技术分析及对策 北京全路通信信号研究设计院研发中心2008年11月 铁道部电务技术交流材料 1 轨道电路 红光带 一 道碴电阻引发轨道电路的 红光带 二 调谐区故障引发的 红光带 2 一 道碴电阻引发轨道电路的 红光带 3 概述 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 2 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 4 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 红光带 问题引起全路的极大重视 铁道部科技司 运输局组织了全路红光带原因调查及技术攻关 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 人们清楚意识到 针对部分潮湿隧道 由于宽轨枕板结构问题及隧道内污染的顽疾 必须降低隧道内道碴电阻的设计标准 桥梁地段也应进行有针对性的轨道电路设计 含调谐区长度和轨道电路长度 一般线路区段 应严格执行道碴电阻标准 解决道碴电阻值的在线测试 分清原因 和谐电务 工务的工作关系 实现对线路清洁度的科学量化管理 4 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 6 km之间 有的南方隧道更低 如新军师庙为0 2 km 南岭隧道为0 17 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 5 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 6 道碴电阻低的原因分类 3 一般线路 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 该状况不符合 工务维修规则 第2 3 1条 道床顶面 以轨底处为准 应低于轨枕20 30mm 的要求 钢轨扣件绝缘破损或缺失 污物多 线路翻浆冒泥波及扣件 7 道碴电阻低的原因分类 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 8 道碴电阻低的原因分类 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 67 km 造成 红光带 长大下坡道及车站接近区段存有下坡道 制动闸瓦铁粉堆积常年铁粉堆积 落雨时 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 9 道碴电阻值的在线测试 1 原理ZPW 2000A轨道电路当载频及长度确定后 道碴电阻值 以下简称Rd 是接收器 轨入 电压的函数 通过计算 可绘制出道碴电阻Rd 轨入 电压U的关系曲线 10 道碴电阻值的在线测试 2 测量方法根据 铁路信号维护规则 技术标准 107 157页道碴电阻Rd 轨入 电压关系曲线 该曲线表示设备正常和配置正确条件下 轨入电压和道碴电阻值之间的对应关系 标准线表示此长度允许的最低道碴电阻值 警戒线表示1 3倍的最低道碴电阻值 图中Rd的最大范围给至 3 标准值 处 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 70 km之间 允许最低道碴电阻为1 0 km 当降至1 3 km时应引起重视 11 道碴电阻值的在线测试 12 道碴电阻值的在线测试 在线测试仪表直读法CD96 3Z表 在道碴电阻测试档中 输入轨道电路长度 轨道电路按两调谐单元间距 29m计 根据接收 轨入 值 按压 确认 按钮后 即给出Rd的测算数值 同时也给出Rd标准值及低于警戒线的提示 ZPW2000A微机监测子系统实时测量曲线法根据该子系统 在100 范围内实时给出Rd的连续曲线 详情略 13 道碴电阻值的在线测试 3 道碴电阻值 的数据分析及管理1 相同下雨条件下 不同轨道电路Rd值参差不齐的过大差异 直接反映出各段线路洁净程度的过大差异 例如 胶济线客专试验段27段轨道电路小雨中道碴电阻的测试值在1 6 8 km之间 道床洁净度存在的问题已显而易见 如果 再通过现场原因的调查分析 即可准确有效地界定不良区段原因 使电务 工务配合更加和谐有序 2 为预防性维修的内容及范围创造条件 3 在ZPW 2000A系统中 根据轨道电路长短 对道碴电阻标准有不同的要求 这样可降低短区段Rd的要求 减少工务维修工作量 14 道碴电阻值的在线测试 ZPW 2000A轨道电路长度从300m 1500m 道碴电阻标准从0 25 1 km之间 如下表 例如 1700Hz 400m离去区段 道碴电阻标准为0 28 km 不是1 km 15 道碴电阻值的在线测试 3 道碴电阻值 的数据分析及管理1 相同下雨条件下 不同轨道电路Rd值参差不齐的过大差异 直接反映出各段线路洁净程度的过大差异 例如 胶济线客专试验段27段轨道电路小雨中道碴电阻的测试值在1 6 8 km之间 道床洁净度存在的问题已显而易见 如果 再通过现场原因的调查分析 即可准确有效地界定不良区段原因 使电务 工务配合更加和谐有序 2 为预防性维修的内容及范围创造条件 3 在ZPW 2000A系统中 根据轨道电路长短 对道碴电阻标准有不同的要求 这样可降低短区段Rd的要求 减少工务维修工作量 16 道碴电阻值的在线测试 4 解决道碴电阻低的办法 1 工程设计解决潮湿隧道 红光带 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 Rd 1 km 可根据Rd具体值考虑是否分割及确定分割长度 17 道碴电阻值的在线测试 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 其中 计轴自动闭塞 ZPW 2000A双轨条机车信号 满足0 15 km线路要求 如南岭隧道 2004年开通 运行情况良好 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 18 道碴电阻值的在线测试 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 6 km设计 上述各方案 在实际运用中均取得了较好的效果 目前 从设计的系统观点 投资 维修及可靠性多个方面 技术人员对方案的选取争论较多 这种争论有利于技术的发展和进步 客观讲 从自动闭塞系统设计上 对隧道按照Rd大小 采取不分隔 分隔 计轴自动闭塞 双轨条机车信号 计轴自动闭塞 交叉环线机车信号 计轴 2000A双重自动闭塞运用等诸方式 红光带 问题已经得到了解决 19 道碴电阻值的在线测试 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 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 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 20 道碴电阻值的在线测试 3 一般线路区段 通过在线测试手段 可靠掌握雨天最低道碴电阻值 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 强调坚持工务维护规则 一般保持石碴不碰轨底即可 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 21 道碴电阻值的在线测试 结论1 2005 2006年 由于道碴电阻原因造成 红光带 曾困扰信号维修工作 甚至与重大行车事故产生了联系 2 对隧道 桥梁的客观分析 从工程设计上采取了措施 3 对一般线路区段Rd问题 制定铁道部标准 完善测试手段 通过分析确定影响原因 强化科学的数据管理 使电务和工务的配合更加和谐有序 综上所述 由Rd引起的 红光带 问题 从技术上 管理上已经得到了解决 22 二 调谐区故障引发的 红光带 23 概述 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 24 调谐区设计理念上存在的问题及解决方法 1 调谐区是稳定的轨道电路 的设计理念是错误的从内部构成上看 调谐区属于稳定的短小轨道电路 可是 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 25 调谐区设计理念上存在的问题及解决方法 2 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 1m 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 26 调谐区设计理念上存在的问题及解决方法 27 维修 对维修人员排除故障技能培训不充分 28 结论 1 把调谐