ZPW-2000自動閉塞設備發(fā)展分析.doc

ZPW-2000自動閉塞設備發(fā)展分析摘要：由ZPW-2000A型無絕緣移頻軌道電路組成的自動閉塞系統已得到廣泛應用，但要成為主體化機車信號控車設備，由于其信息量的限制還不能獨自擔當控車技術的主要設備，要應用在更高運營速度的客運專線時，其設備將必須進一步改進或者優(yōu)化，本文就此提出幾點建議。關鍵詞：ZPW-2000A；自動閉塞；發(fā)展ZPW-2000A型無絕緣移頻軌道電路組成的自動閉塞的信號系統，是實現機車信號成為主體信號和列車超速防護系統的安全基礎設備。適用于電氣化牽引區(qū)段和非電氣化牽引區(qū)段的區(qū)間及車站軌道電路區(qū)段，也可用于機械絕緣節(jié)軌道電路區(qū)段。雖然ZPW-2000A型無絕緣移頻軌道電路組成的自動閉塞已廣泛應用于時速160公里普速鐵路區(qū)段和250公里以下提速區(qū)段。但是，要成為主體化機車信號控車設備，由于其信息量的限制還不能獨自擔當控車技術的主要設備。即使增加了列控中心和點式設備提供進路、線路狀態(tài)、限速信息等輔助控車信息，但要應用在更高運營速度的客運專線時，其設備將需要進一步改進或者優(yōu)化，以方便工程安裝、實現與諸如列控中心、車站微機聯鎖和更高級控車模式如CECS-3級移動閉塞系統設備及微機監(jiān)控系統的接口。高速鐵路要求每一子系統設備都必須具有高可靠性。下文就客專用ZPW-2000系統在技術指標及設備配置方面的特點做以簡單介紹分析。一、低頻信息實現無接點的計算機編碼ZPW-2000A軌道電路發(fā)送器采用無接點的計算機編碼方式，取代了既有ZPW-2000A軌道電路系統的繼電編碼方式，取消了大量的編碼繼電器。并助于更好的實現與車站微機聯鎖設備、列控中心設備和CECS-3級移動閉塞中心RBC設備進行數字接口。因為這樣的接口功能，不僅減少了故障環(huán)節(jié)、可高了信息傳輸速率，同時也提高了信息傳輸的安全性。二、電氣絕緣節(jié)JES和機械絕緣節(jié)JIC設備的整合將原ZPW-2000中的與電纜連接的匹配單元TAD、進行信號鑒頻和調諧區(qū)諧振的調諧單元有條件的在一起，裝在一個防護盒內既方便安裝又便于系統性能優(yōu)化。更改后的調諧匹配單元主要作用實現鋼軌阻抗和電纜阻抗的連接，以實現軌道電路信號的有效傳輸。調諧匹配單元可以簡單地看作是原ZPW-2000A軌道電路中調諧單元（BA）和匹配變壓器（TAD）的二合一設備。三、軌道補償電容的優(yōu)化配置補償電容是為了補償因軌道電路過長，鋼軌電感的感抗所產生的無功功率損耗，改善軌道電路在鋼軌上的傳輸性能。按照簡化器材規(guī)格、優(yōu)化配置、方便工程施工的原則，利用等距設置、頻率區(qū)分的原理，構造軌道電路補償電容，將電容值統一設置為25uF，整合了原四種載頻四種電容1700Hz55F；2000Hz50F；2300Hz46F；2600Hz40F。四、發(fā)送接收設備的冗余特點為提高ZPW-2000A軌道電路在高速鐵路的適應性和高可靠性，軌道電路冗余技術在原“發(fā)送器N+1、接收1+1”方案的基礎上，改為“發(fā)送器、接收器全部改成1+1”冗余方式。這一點主要基于現場有大量的經常性發(fā)送器故障原因考慮的。在原有軌道電路設備配置中，受過載、雷電、干擾源侵蝕和元件在高溫條件下的老化等因素影響，發(fā)送器是最易受損壞的器材。但系統配置方案中，軌道電路發(fā)送器是按照“N+1”冗余方案設計的。顯然，在高速線路這種配置是冒風險的，或者說高速運行的列車一旦突然接到前方區(qū)段故障信息，行車授權將馬上縮短，并立即通知車載設備進行緊急制動。而告訴條件下的緊急制動后果是不言而喻，故此，改進設備冗余方案增加系統安全可靠性是應當認真考慮的。五、扼流變壓器改進電氣化區(qū)段需增設大量的扼流變壓器，為減少扼流變壓器對ZPW-2000軌道電路的影響，在原有扼流變壓器中增加適配器，以提高在工作載頻條件下呈現高阻抗17歐姆。同時，加大對不平衡電流的平衡作用。帶適配器的扼流變壓器對牽引電流50Hz電壓呈現較低阻抗，使其在最大不平衡電流條件下，在其扼流變壓器上產生的50Hz電壓不大于2.4V。而對于ZPW-2000A軌道電路移頻信號電壓呈現高阻抗，在規(guī)定使用條件下不小于17歐姆。因此建議站內ZPW-2000A軌道電路區(qū)段采用帶適配器的扼流變壓器。區(qū)間吸上線位置設置的扼流變壓器，考慮到道床阻抗相對較高和工程成本的投入，安裝一般不帶適配器的扼流變壓器即可滿足要求。如果站內ZPW-2000A軌道電路使用在非電氣化牽引區(qū)段，則應取消帶適配器的扼流變壓器。在過去25Hz軌道電路疊加移頻區(qū)段，個別出站信號機位置相鄰道岔區(qū)段分支軌道電路不設受電斷時，續(xù)增設一臺扼流變壓器，以保證軌回流的暢通。但空扼流變壓器增設后，對軌道電路的阻抗影響較大。在當今以ZPW-2000軌道電路為主的站內一體化軌道電路設計中，應采用上述帶適配器的扼流變壓器，一方面節(jié)約了投資（相對原有方式節(jié)約了電纜、變壓器箱、軌道變壓器）；另一方面也方便了工程安裝，規(guī)范了設備安裝和設計標準。目前，我國的客運專線正在展開施工，基于ZPW-2000軌道電路自動閉塞和列控中心構成的CECS-2級列控系統，已成為時速250公里以下列車控車的主用系統。當然，當列車速度時速超過250公里后，將有由GSM-R構成的移動閉塞中心RBC對列車在閉塞分區(qū)的運營進行授權控制。在此條件下，ZPW-2000軌道電路自動閉塞設備在信息量、