时志德毕业设计
题 题 目：ZPW-2000K 型无绝缘移频轨道电路故障分析与处理 院 院 系：
专 专 业：
姓 姓 名：
指导教师：
西 南 交 通 大 学 网 络 教 育 学 院
院 系 业 年 级 学 号 姓 名 学习中心 指导教师 题 目 ZPW-2000K 型无绝缘移频轨道电路故障分析与处理 指导教师 评 语 是否同意答辩 过程分(满分 20)指导教师(签章)评 阅 人 评 语 评 阅 人(签章)成 绩 答辩委员会主任(签章)年 月 日
毕业设计（论文）任务书 班 级学生姓名 发题日期：
题 目 ZPW-2000K 型无绝缘移频轨道电路故障分析与处理 1、本论文的目的、意义 一是对本人的专业知识及技能进行一次全面的考核。
二是对本人进行科学研究基本功的训练，培养综合运用所学专业知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后撰写专业学术论文打下良好的基础。
2、学生应完成的任务 第 一步：在全面掌握相关理论的基础上积极着手收集资料，拟定该论文大纲;第二步：通过查找资料，熟悉 ZPW-2000k 型无绝缘移频轨道电路的工作原理，电路原理，掌握故障分析的技术。
第三步：向指导老师提交论文初稿； 第四步：依据老师的指导对论文进行反复修改； 第五步：论文定稿并对论文进行装订； 3、论文各部分内容及时间分配：（共 8 周）第一部分 弄清格式查阅参考资料，构思提纲(1 周)第二部分 根据参考资料撰写论文(3 周)第三部分 在老师的指导下修改论文(2 周)第四部分 根据规定完善，查重提交(2 周)评阅及答辩(0 周)4、参考文献 [1] 林瑜筠．区间信号自动控制．中国铁道出版社，2013 年：120～187 [2] 袁成华．铁路信号设备故障分析与处理[M]． 中国铁道出版出版社，2011 年:245～33
[3] 林瑜筠．高速铁路信号技术．北京：中国铁道出版社．2012 [4] 铁道部．高速铁路岗位培训规范，北京．中国铁道出版出版社，2012 年 [5] 铁道部劳动和卫生司 铁道部运输局．高速铁路现场信号设备维修岗位 ．北京：中国铁道出版社 2012．9（2013．4 重印）[6] 傅世善，闭塞与列控概论，北京：中国铁道出版社，2006 [7] 北京铁路局．岗位技能培训教材．高速铁路现场信号设备维修．2012 [8] 北京铁路信号工厂科技开发中心，ZPW-2000 型无绝缘移频自动闭塞培训教材[Z]南宁标题 [9] 阮振铎． 铁道信号设计与施工[M]． 北京:中国铁道出版社 [10] 铁道信号基础/林瑜筠主编．—北京:中国铁道出版社，2006．8(2011．1 重印 [11] 北京全路通信信号研究设计院编，《ZPW-2000A 无绝缘移频自动闭塞系统技术培训教材》，2003 年 [12] 赵志熙． 车站信号控制系统[M]． 北京: 中国铁道出版社，1993． 12 [13] 董昱．区间信号与列车运行控制系统[M]． 北京:中国铁道出版社，2008 [14] 中国铁路通信信号公司． 铁道信号设计规范[M]． 北京:中国铁道出版社． 备 注 指导教师：
年 月 日 审 批 人：
年 月 日
诺 诚 信 承 诺 一、本设计是本人独立完成； 二、本设计没有任何抄袭行为； 三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消 本人答辩资格。
承诺人：
年 月 日
目 录 摘要.............................................................................................................................................I 第 1 章 绪论..............................................................................................................................1 1.1 背景介绍....................................................................................................................1 1.2 国内的发展现状........................................................................................................1 1.3 论文结构安排............................................................................................................2 第 2 章 ZPW-2000k 轨道电路的概况......................................................................................3 2.1 ZPW-2000k 轨道电路的组成.....................................................................................3 2.2 ZPW-2000k 轨道电路的特点.....................................................................................3 第 3 章 ZPW-2000k 轨道电路系统原理..................................................................................5 3.1 ZPW-2000k 轨道电路基本原理.................................................................................5 3.3 ZPW-2000k 轨道电路测试.......................................................................................10 第 4 章 ZPW-2000k 轨道电路故障案例................................................................................13 4.1ZPW-2000k 轨道电路指示灯含义.............................................................................13 4.2 常见故障分析...........................................................................................................14 4.3 故障案例分析...........................................................................................................15 总结..........................................................................................................................................21 致谢............................................................................................................错误!未定义书签。
参考文献..................................................................................................................................24
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 I 页 摘要 新时代的当今，我国铁路运输业发展迅猛，铁路交通已经成为入们日常出行不可缺少的一种交通方式。随着铁路列车向高速化方向前进列车在运行速度及运载能力上都有了很大的提高，这就更加需要保证行车安全，确保铁路运输的安全畅通。目前，ZPW-2000系列无绝缘轨道电路是保障列车正常为铁路运行的安全提供保障。
本论文主要阐述了 ZPW-2000 系列无绝缘轨道电路结构组成，测试方法，各部件的工作原理，故障处理方法及案例分析。通过一些经典的案例，分析故障的原理，处理故障的方法。ZPW-2000 系列无绝缘轨道电路，采用 1700Hz-2600Hz 载频段、FSK 制式轨道电路传输特性、主要参数及计算机技术，满足机车信号为主体信号的自动闭塞及列车超速防护系统要求。
关键词：工作原理 故障判断 故障与排除 数据测试 轨道电路 自动闭塞
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 1 页 第 1 章 绪论 1.1 背景介绍 铁路信号是组织行车运行，保证行车安全，提高运输效率，传递信息，改善行车人员劳动条件的关键技术。铁路信号是铁路运输生产的一个生产部门，它在铁路现代化建设和国民经济发展中起着极其重要的作用。
铁路信号是组织行车运行，保证行车安全，提高运输效率，传递信息，改善行车人员劳动条件的关键技术。铁路信号是铁路运输生产的一个生产部门，它在铁路现代化建设和国民经济发展中起着极其重要的作用。
想发展当前，由于铁路运输已向着高速。高密和重载的方，所以铁路信号以成为实现运输管理自动化和列车运行自动控制以及改善铁路员工劳动条件的重要技术手段。铁路信号系统按其应用场所可分为车站信号控制系统、编组站调车控制系统、区间信号控制系统、铁路行车指挥控制系统及列车运行自动控制系统等。区间信号自动控制是铁路区间信号。闭塞及区段自动控制。远程控制技术的总称，是确保列车在区间内安全运行的技术之一。铁路信号是组织行车运行，保证行车安全，提高运输效率，传递信息，改善行车人员劳动条件的关键技术。铁路信号是铁路运输生产的一个生产部门，它在铁路现代化建设和国民经济发展中起着极其重要的作用。
1.2 国内的发展现状 想发展当前，由于铁路运输已向着高速、高密和重载的方，所以铁路信号以成为实现运输管理自动化和列车运行自动控制以及改善铁路员工劳动条件的重要技术手段。铁路信号系统按其应用场所可分为车站信号控制系统、编组站调车控制系统、区间信号控制系统、铁路行车指挥控制系统及列车运行自动控制系统等。区间信号自动控制是铁路区间信号。闭塞及区段自动控制。远程控制技术的总称，是确保列车在区间内安全运行的技术之一。
由于列车在线路上运行，不能以相互避让的方法避免迎面相撞。加之列车速度快、质量大，从开始制动到停车需要行走较长的距离，这就产生了后续列车追撞前行列车的可能。闭塞设备是保证列车在区间运行安全的设备。铁路线路以车站（线路所）为分界
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 2 页 点划分为若干区间，区间的界限在单线上以两个车站的进站信号机柱的中心线为车站与区间的分界线，在双线或多线上，分别以各线路的进站信号机柱或站界标的中心线为车站与区间的分界线。为了提高线路通过能力，在自动闭塞区段又将一个区间划分为若干个闭塞分区，以同方向两架通过信号机作为闭塞分区的分界线。为了保证列车在区间内的运行安全，列车由车站向区间发车时必须确认区间（分区）内没有列车并须遵循一定的规律组织行车，以免发生列车正面冲突或追尾等事故。这种按照一定规律组织列车在区间内运行的方法一般叫做行车闭塞法简称闭塞。
随着高速铁路的发展，列车运行自动控制设备水平也在不断提高，由列车超速防护提高到列车自动限速和列车自动运行等新技术。机车信号和列车超速防护系统的行车命令目前还是来自地面自动闭塞的轨道中传递的信息。随着数字化、无线传输技术、漏泄电缆及卫星定位技术的发展，依靠这些技术实现列车和地面控制中心、列车和列车之间的信息传输，就不需要将区间划分为固定的若千分区，来调整列车之间的追踪间隔。而是两个列车通过数据传输，自动的计算出实时的列车追踪安全间隔，使两列车之间的间隔最小，从而提高了行车密度和区间通过能力。这种列车运行间隔自动调整又可称为移动自动闭塞，这种设备代表了区间闭塞技术的发展方向。
目前为了保证行车安全，加强信号设备管理。检测信号设备的运用质量和更好的进行科学的故障分析，所以大量的新技术、新设备在铁路信号系统尤其是区间信号系统中得到广泛的应用，使铁路信号设备的技术水平得到了很大的提高。像以数字信号处理技术为基础的通用式机车信号系统，引进的法国高速铁路所使用的 U-T 系统，以及我国自行研制的新型移频自闭塞系统，如 ZPW-2000k，都已被广泛的应用。
1.3 论文结构安排 本次设计主要介绍了 ZPW-2000k 无绝缘轨道电路，对 ZPW-2000k 无绝缘轨道电路的设备组成及特点，熟悉无绝缘轨道电路整体的组织。通过 ZPW-2000k 无绝缘轨道电路的工作原理，各部件的作用及工作原理、测试方法。知识点也是从简到难。最后总结了常见的故障分析，经典的故障案例，总结故障原因及故障处理方法。
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 3 页 第 2 章 ZPW-2000k 轨道电路的概况 2.1 ZPW-2000k 轨道电路的组成 ZPW-2000K 轨道电路由室内、室外两部分构成。
1、室内部分：发送器、接收器、防雷模拟网络盘、衰耗冗余控制器构成。
2、室外部分：调谐匹配单元、空心线圈、机械绝缘节空心线圈、站内匹配单元、扼流适配变压器、空扼流变压器、补偿电容构成。
2.2 ZPW-2000k 轨道电路的特点 ZPW000K 型轨道电路是在既有 ZPW2000A 的基础上通过配套客运专线列控中心及相关技术革新诞生的。其适用范围广、集成度高、运用状态可靠。ZPW-2000K 轨道电路是集轨道电路信息和列车的车载信息于一体，在任意时刻向钢轨同时传送轨道电路信息和列车的车载信息。
1．ZPW-2000k 型轨道电路接收器载频选择可通过列控中心进行集中配置，发送器采用无接点的计算机编码方式，2．发送器由既有的 N+1 提高为 1+1 的备用模式，接收器采用双机并用方式，实现轨道电路系统的高可靠性，最大限度地降低了因设备故障而影响行车。
3．将既有 ZPW-2000A 轨道电路的调谐单元和匹配单元整合为一个调谐匹配单元，减少了系统的设备数量，提高了系统的可靠性。
4．优化了补偿电容的配置，采用 25 微法一种，不同的信号载频采用不同的补偿间距；补偿电容采用了全密封工艺，提高了其容值稳定性和延长了使用寿命。
5．客专 ZPW-2000K 轨道电路系统带有监测和故障诊断功能，系统的状态修提供了技术支持。
6．站内采用与区间同制式的客专 ZPW-2000k 轨道电路，提高系统的可靠性与通用性。
7．站内道岔区段的弯股采用与直股并联的一送一受轨道电路结构，轨道电路在站内 ZPW-2000A 轨道电路的基础上，使道岔分支长度由小于等于 30m 延长到的 160m，提高了机车车载设备在站内使用的安全性、灵活性，方便了设计。
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 4 页 8．解决了调谐区断轨检查，实现轨道电路全程断轨检查。
9．发送、接收设备四种载频频率通用，由于载频通用，使器材种类减少，可降低总的工程造价。
10．将晶体管分立元件和小规模集成电路用单片微机和数字处理芯片代替，提高了发送移频信号的精度和接收移频信号的抗干扰能力。将晶体管分立元件和小规模集成电路用单片微机和数字处理芯片代替，提高了发送移频信号的精度和接收移频信号的抗干扰能力。
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 5 页 第 3 章 ZPW-2000k 轨道电路系统原理 3.1 ZPW-2000k 轨道电路基本原理 ZPW-2000k 系统主要的工作电路分为主轨道电路和调谐区短小轨道电路两个部分，并将短小轨道电路看做是列车运行前方主轨道电路的所属“延续断”。主轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号，该信号经电缆通道（实际电缆和模拟电缆）向室内的匹配变压器和调谐单元传输，因为钢轨是无绝缘的，该信号既向主轨道传送，也向调谐区小轨道传送。主要轨道信号经过钢轨传输至轨道电路受电端，然后经过调谐元件、匹配变压器、电缆通道，将信号传输至本区段的接收器上。
调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成小轨道电路轨道继电器执行条件通过（XG、XGH）送至本轨道电路收器，作为轨道继电器（GJ）励磁的必要检查条件之一。本区段接收器同时接收到主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件，判决无误后驱动轨道电路继电器吸起，并由此来判断区段的空闲与占用情况。
图 3-1 区间 ZPW-2000k 型轨道电路结构 3.2 ZPW--k 2000k 轨道电路各部件的作用及工作原理
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 6 页 1．发送器：
（1）作用：产生 18 种低频、8 种载频的高精度、高稳定的移频信号。用于调整轨道电路。根据轨道电路的具体情况通过输出端子的不同连接，获得 10 种不同的发送电平。产生足够功率的移频信号。对移频信号进行自检，故障时自动转换至“+1”发送设备，并给出报警。
（2）工作原理：发送器内部采用双套互相独立的 CPU 处理单元，同一载频、低频编码条件源，以反码的形式分别通过互为冗余的两条 CAND、CANE 总线发送至 CPU1 及CPU2。CPU1 控制“移频发生器”产移频信号，移频信号分别送至 CPU1 及 CPU2 进行频率检测。频率检测结果符合规定后，控制输出信号，经“控制与门”使移频信号送至“滤波”环节，实现方波到正弦变换。“功放”输出的移频信号送至 CPU，及 CPU2，进行功出电压检测。CPU，及 CPU2 对移频信号进行低频、载频、幅度特征检测符合要求后，驱动“安全与门”电路使发送报警继电器吸起，并使经过“功放”放大的移频信号输出至轨道。当发送端短路时，经检测使“控制与门”有 10s 的关闭（休眠保护）。
2．接收器：
（1）作用：接收器输入端及输出端均按双机并联运用设计，与另一台接收器构成双机并联运用系统（或称 0．5+0．5)，保证系统的可靠工作。用于对主轨道电路移频信号的解调，动作轨道继电器；实现与受电端相连接调谐区短小轨道电路移频信号的解调，给出短小轨道电路报警条件，并通过 CAND 及 CANE 总线送至监测维护终端；检查轨道电路完好，减少分路死区长度，用接收门限控制实现对 BA 断线的检查（2）工作原理：接收器采用两路独立的 CPU，对输入的信号分别进行解调分析，满足继电器吸起条件时输出方波信号，输出至安全与门电路。与另一台接收器的安全与门输出共同经过隔离电路，动作轨道继电器。A/D 为模数转换器，将输入的模拟信号转换成计算机能处理的数字信号。载频条件读取电路设定主机、并机载频条件，由 CPU 进行判决，确定接收器的接收频率。同一载频、低频编码条件源，以反码的形式分别通过 CAND、CANE 总线送至 CPU₁及 CPU₂。CPU₁、CPU₂根据确定的载频编码条件，通过各自识别、通信、比较确认一致，视为正常，不一致时，视为故障并报警。外部送进来的信号，分别经过主机、并机两路模数转换器转换成数字信号。CPU₁、CPU₂对外部信号进行单独的运算，判决处理。表明接收信号符合幅度、载频、低频要求时，就输出 3kHz 方波，驱动安全与门电路。安全与门电路收到两路方波后，转换成直流电压驱动继电器。如果 CPU1、CPU2 的结果不一致，安全与门输出不能构成，则同时报警。电路中增加了安全与门的反
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 7 页 馈检查，如果 CPU₁、CPU₂有动态输出，那么安全与门就应该有直流输出，否则就认为安全与门故障，接收器进行报警。如果接收器接收到的信号电压过低，则判为列车分路。
安全与门电路将 CPU₁、CPU₂输出的动态信号变成直流输出，驱动继电器（或执行条件）。
3．衰耗器：
（1）作用：实现正方向继电器复示及反方向继电器复示。实现主发送器、备发送器发送报警条件的回采。实现双载频区段主轨道电路调整（含正向调整及反向调整）。实现总功出电压切换（来自主发送器功出还是来自备发送器功出）。主发送器、备发送器发送报警条件的回采。面板上有主发送工作灯、备发送工作灯，接收工作灯、轨道表示灯、正向指示灯及反向指示灯。主发送电源、备发送电源、主发送报警、备发送报警、功出电压、功出电流、接收电源、主机轨道继电器、并机轨道继电器、轨道继电器、轨道信号输入、主轨道信号输出、小轨道信号输出测试塞孔。
（2)工作原理：根据方向电路，接收端将接收不同载频的移频信号。故主轨道电路的调整按正反方向进行。正方向调整用 1R1~1R12(J2-6~J2-17)端子，反方向调整用2R1~2R12(J3-1~J3-12)端子。主轨道信号 V1、V2 经变压器 SB、或 SB2 输入，变压器 SB或 SB2 的匝数比为 116:(1~146)．次级通过变压器抽头连接，可构成 1~146 级变化。按轨道电路调整表调整接收器电平。
4 防雷模拟网络单元：
（1)作用：对通过传输电缆引入室内雷电冲击的防护（横向、纵向）。通过 0．25 km、0．5 km、1 km、2 km、2 km、2X2 km 电缆模拟网络，补偿实际 SPT 数字信号电缆。便于轨道电路调整。
（2)工作原理：模拟一定长度电缆传输特性，与真实电缆共同构成一个固定极限长度，由 0．25 km、0．5 km、1 km、2 km、2 km、4 km 共六节组成，通过串联连接，可以构成 10km 以内间隔为 0．25 km 的 40 种长度，使所有轨道电路不需要根据所在位置和运行方向改变配置。
5 调谐匹配单元（PT)：
（1)作用：调谐匹配单元用于轨道电路的电气绝缘节和机械绝缘节处，调谐部分形成相邻区段载频的短路，且与调谐区内钢轨电感（或机械绝缘节处的机械绝缘节扼流空芯线圈）形成并联谐振，实现相邻区段信号的隔离和本区段信号的稳定输 Ui 铜板端子出。匹配部分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
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 8 页 输。调谐匹配单元分为四种型号，根据本区段的载频频率选用。
调谐匹配单元：
作用：调谐部分实现相邻区段信号的隔离和本区段信号的稳定输出。匹配部分实现钢轨阻抗和电缆阻抗的匹配连接，以实现向钢轨输出较大功率的信号。
工作原理如图：
匹配部分V3 V1E1 E2 调谐部分电感U1铜板端子 U2 铜板端子 V2 AB V1、V2、V3、E1、E2为6mm 2 万可端子。E1、E2连接电缆，V1、V2为匹配单元的测试端子，在运用中V1与V3采用4mm 2 多股铜线连接。A、B为Φ4螺母，用于机械绝缘节时需要拆除A、B间铜引接片，在电气绝缘节使用时连接。
图 3-2 调谐单元的工作原理 6．空芯线圈（XKD)（1)作用：空芯线圈设置于电气绝缘节中心位置，平衡牵引电流和稳定调谐区阻抗，由 50mm²玻璃丝包电磁线绕制。线圈中点可以作为钢轨的横向连接、牵引电流回流连接和纵向防雷的接地连接使用。逐段平衡两钢轨的牵引电流回流，实现上下行线路
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 9 页 间的等电位连接，改善电气绝缘节的 Q 值，保证工作稳定性。减少工频谐波干扰对轨道电路的影响。对于上下行线路间的两个空芯线圈中心线可等电位连接，一方面平衡线路间牵引电流，一方面可保证维修人员安全。该线圈用 19 mm× 53 mm 电磁线绕制，其截面积为 35mm²，电感约为 33uH，直流电阻 4.5mΩ中间点引出线作等电位连接用。
（2)工作原理：空芯线圈设置在 29m（桥梁上为 32m）长调谐区的两个调谐单元中间，由于它对 52Hz 牵引电流呈现很小的交流阻抗（约 10mΩ)，起到平衡牵引电流的作用。
设 I₁、I₂ 有 100 A 不平衡电流，可近似将空芯线圈视为短路，则有 I₃=14=(I₁ 十I₂)/2=450 A。
电气绝缘节长 29m，在两端各设一个调谐单元，对于较低频率轨道电路（1700 Hz、2000Hz)端，设置 L₁、C₁两元件 F₁型调谐单元；对于较高频率轨道电路（2300 Hz、2600 Hz)端，设置 L₂、C₂、C₃三元件的 F₂型调谐单元。
f₁(f₂)端调谐单元的 L₁C₁(L₂C₂)对 f₂(f₁)端的频率为串联谐振，呈现较低阻抗，称＂零阻抗”，相当于短路，阻止了相邻区段信号进入本区段。
f₁(f₂)端调谐单元对本区段的频率呈现电容性，并与调谐区的钢轨、空芯线圈的综合电感构成并联谐振，呈现高阻抗，称“极阻抗”，相当于开路，减少了对本区段信号的衰耗。
10． 机械绝缘节空芯线圈（XKJD)（1)作用：作用于电器空芯线圈相同，都是起到电气隔离的作用。
（2)工作原理机械绝缘空芯线圈按频率（1700Hz、2000Hz、2300 Hz，2 600 Hz)分为四种，安装在机械绝缘节轨道边的基础桩上与相应频率调谐单元相并联，使电气绝缘节－机械绝缘节间轨道电路的传输长度与电气绝缘节一电气绝缘节间轨道电路的传输长度相同。由 50mm 坡璃丝包电磁线绕制，线圈中点可以作为钢轨的横向连接、与相邻区段扼流中心点连接和纵向防雷的接地连接使用。
11． 站内匹配单元（BPLN)：
站内匹配单元用于站内机械绝缘节分割的股道、咽喉区的无岔和道岔区段以及其他双端为机械绝缘节的轨道电路的发送和接收端，主要完成钢轨阻抗和电缆阻抗的连接，以现轨道路信号的有效传输。该匹配单元中匹配变压器变比可调，根据站内道岔布置和载频信号的频率，依据调整表进行设置。V1、V2 连接轨道侧，E、、E2 连接电缆。
12． 补偿电容：
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 10 页 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。
为抵消钢轨电感对移频信号传输的影响，采取在轨道电路中，分段加装补偿电容的方法，使钢轨对移频信号的传输趋于阻性，接收端能够获得较大的信号能量。另外，加装补偿电容能够实现钢轨断轨检查。在钢轨两端对地不平衡条件下，能够保证列车分路。
轨道区段补偿电容的理论间距如下：
1700Hz、2000Hz：
60m； 2300Hz、2600Hz：
80m。
站内有岔区段轨道电路的补偿电容设置原则补偿电容的理论间距为 100m。
3.3 ZPW-2000k 轨道电路测试 ZPW-2000k 轨道电路测试分室内部分和室外部分：
一室内测试：
1． 衰耗器电气特性测试：
(1）发送电源电压，24V±0．5V。
(2）接收电源电压，24V±0．5 V。
(3）发送功出电平、电压、低频（±0．03Hz)、中心频率（士 0．15Hz)。
(4）轨入、主轨出、小轨出电压、中心频率（士 0．15 Hz)。
(5）GJ(Z)、GJ(B)，GJ 电压大于或等于 20V。
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 11 页 图 3-3 ZPW·RS-K 型衰耗冗余控制器前面板示意图 在衰耗冗余控制器的测试插口上测试主备发送器的工作电源、主备发 送器的报警继电器电压、接收器的工作电源、主机主轨道继电器电压、并机主轨道继电器电压、主轨道继电器电压、衰耗冗余控制器输入的主轨、小轨电压、主轨道信号输出、小轨道信号输出。
2． 在防雷模拟网络盘的测试插口上测试 电缆设备防雷防雷模拟网络ZPW.ML-K防雷模块 图 3-4 放雷模拟网络盘前面板示意图 在防雷模拟网络盘的测试插口上测试发送端、接收端的设备侧、防雷侧、电缆侧的西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 12 页 电压。
二． 室外测试：1．调谐匹配单元极阻抗、零阻抗测试：
匹配部分V3 V1E1 E2 调谐部分电感U1铜板端子 U2 铜板端子 V2 AB 图 3-5 调谐匹配单元 用移频表电压表笔测 U1、U2 端电压，同时用电流钳夹到钢轨连接线测试电流，此时移频表显示的是两种频率的阻抗值，与本区段频率相同的是极阻抗，与相邻区段频率相同的是零阻抗。
2．补偿电容容值在线测试：选用移频表补偿电容测试档，然后选择本区段的载频档位，用电压表笔测补偿电容两端塞钉电压，同时用电流钳夹到补偿电容引出线上测试电流，此时移频表显示的有补偿电容两端的电压值、电流值及补偿电容的在线容值。
ZPW-2000K 轨道电路只选用一种 25μf 电容，测试的容值一般为 27．5-22．5 μf（±10%）
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 13 页 第 4 章 ZPW-2000k 轨道电路故障案例 4.1ZPW-2000k 轨道电路指示灯含义 一．CI-TC 板及面板灯含义：
图 4-1CI-TC 板及面板灯含义 二．送器指示灯：
在正常工作情况下发送器前面板的指示灯显示绿色，当有车占压时或故障发时显示红色。还有一种较为特殊的情况，当 CAND、CANE 总线信息中断，同一移频柜 CI-TC板主备系同时断电或故障时，移频柜内的主发送器会同时显示红色灯光，备发送器显示绿灯。此时在衰耗器上测试频率只能测试到一个默认频率和发送器自身载频信息。
三．接收器指示灯：
在正常工作情况下接收器前面板的指示灯显示绿色，当有车占压时或故障时显示红色。
衰耗冗余控制器指示灯：
图 4-2 所示为 ZPW·RS-K 型衰耗冗余控制器前面板示意图
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 14 页 图 4-2 ZPW·RS-K 型衰耗冗余控制器前面板示意图 指示灯含义如下：
1． 主发送：主发送报警继电器吸起时亮绿灯，主发送报警继电器落下时亮红灯。如果主发送报警继电器既不吸起也不落下时，不亮灯。
2． 备发送：备发送报警继电器吸起时亮绿灯，备发送报警继电器落下时亮红灯。如果备发送报警继电器既不吸起也不落下时，不亮灯。
3．接收：通过输入接收器的 JB 十、JB 一条件构成。
4．轨道：轨道占用时，通过＂光耦 1"图 4-2 ZPW·RS-K 型衰耗冗余控制器前面板示意图的受光器关闭，使“轨道占用灯”点红灯；当轨道空闲时，“光耦 1”及“光耦 2”的受光器均打开，“轨道空闲灯”点绿灯。
5．正向：正方向指示灯，正方向时亮灯，反方向时灭灯。
6．反向：反方向指示灯，反方向时亮灯，正方向时灭灯。
4.2 常见故障分析 一．轨道电路红光带 由于 ZPW-2000K 轨道电路小轨不参与联锁，所以小轨故障轨道电路不红光带，只有主轨故障时轨道电路出红光带。但是通过判断小轨是否故障，可以协助判断故障点。
1．本区段主轨、小轨均故障
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 15 页 本区段主轨、小轨均故障说明故障点在发送设备。首先观察是否有移频报警，如有移频报警则说明柜内有发送器（主、备）故障，更换相应的发送器。如果没有移频报警则在分线盘测试发送电压，进而确定故障点在室内或者室外，具体方法如下：
（1）分线盘发送电压正常说明室内发送设备正常，故障在室外发送设备，室外分别测量匹配变压器电压、调谐单元电缆、调谐单元、等阻线）；（2）分线盘发送电压没有说明室内发送设备故障，室内分别测量衰耗冗余控制器功出、电缆防雷模拟网络盘输入及输出，确定故障具体位置 2、本区段主轨故障、小轨出电压正常（1）测试接收的轨入信号，接收轨入信号正常说明衰耗冗余控制器故障率较高；（2）接收的轨入信号不正常，说明室外的轨道电路有故障。
二．其他故障查找 1．发送器或者接收器在安装中不能与机柜底座很好的对位，运行时不工作或者不稳定。这时应当对发送器和接收器锁闭杆进行检查，将其锁闭杆调整至水平位置使之与底座接触良好，在工作中闭锁杆应保持完全锁定。
2．接收端电缆模拟网络盘的设备侧没有信号，这种故障处理方式可将衰耗器摘下，如检测还是无信号，就应当检查电缆模拟网络盘的连线是否正确。如取下衰耗器后信号输出恢复正常，则只需要更换衰耗器即可。
3．衰耗盘轨道占用指示灯现实红灯，接收器不工作。这个故障的处理：首先，检测衰耗盘的轨入塞孔，以确认主轨道输入的电压、小轨道输入电压是否为正常的参数；主轨道和小轨道都没有输入电压的时候，则检测受端电缆模拟网络盘及室外受端匹配变压器的电压，核查配线和确认相关设备是否出现异常。其次，检测衰耗盘的“轨出”塞孔电压是否出现异常，如不正常则更换衰耗盘。
4．发送器工作正常，但是接收器轨入电压低于 240mV，衰耗盘轨道占用指示灯显示红灯。应当先检查送、受端电缆是否出现混线的现象；另外还需要对电压的变化进行逐级的检测，主要是通过电压的异常来查找混线的位置来排除故障。
4.3 故障案例分析 一．八苏木至葫芦区间 5195G、5183G 区段红光带（1）故障概况
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 16 页 八苏木至葫芦区间下行 5195G、5183G 轨道区段在 2009 年 8 月 27 日 10 点 47 分出现红光带故障，11 点 58 分故障消失，12 点 12 分登记开通。事故影响 DG837 次列车正常行车，致使其于 10 点 49 分在 5183 信号机前停车，11 点 20 开车。
2．处理经过 十八台信号工区值班员在 2009 年 8 月 27 日 10 点 48 分接八苏木运转值班员通知，八苏木到胡楼区间下行线 5195G、5183G 轨道出现红光带故障。11 点 35 分信号工工长及信号工赶到八苏木站运转室，通过微机监测数据得出 5195G 接收器衰耗端的轨出 1 轨出2、主轨轨入、小轨轨入的电压皆为 0V，经测试，电缆模拟网络盘电缆侧电压为 80mV，电缆模拟网络盘防雷以及设备侧电压都是 0V，发送端电缆模拟网络盘电压都处于正常值，防雷侧电压 161V，电缆侧电压 100V，设备侧电压 153V。
经室外的信号工测试5195G室外的接收设备，受端轨面电压及室外接收端设备正常。经领导指挥，将 5195G 接收、发送端电缆模拟网络盘、防雷模块拔掉，然后再测模拟盘上的电压时，两段轨道一起恢复正常。
3.原因分析 由 5195G、5183G 轨道电路区段同时出现红光带故障，在故障时 5195G 接收端衰耗器的轨出 1、轨出 2、主轨轨入、小轨轨入的电压都是 0V，可以判断出故障点在 5195G受端室外至机械室间的电缆。故障恢复正常的原因可能是监测机测试电缆绝缘时送出的500V 高压冲击将电缆芯线断点击通。
8 月 29 日经排查检测，发现距运转室 1650m 出有脉冲波形不整齐现象判断此处电缆芯线存在故障隐患，挖开地下电缆检查，发现在八苏木 XF 信号机处 K523+800 电缆地下接头灌胶不良。
4.处理方法 ①8 月 28 日在天窗修时间将 5195G 受端电缆的芯线更换备用芯线。
②每天安排人员测试 5195G 接收端轨入电压，记录电压变化情况，用以对设备的电气特性做分析。
二．某站 14465AG 的主轨出异常波动，最后出现了红光带 1．故障概况 某站 14465AG 的主轨出异常波动，最后出现了红光带，当日的曲线如图 4-3 所示，图中红圈中部分为该区段主轨出电压下降到分路电压下限后出现红光带的时段。
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 17 页 图 4-3 14465AG 主轨出电压曲线 2．原因分析（1)通过对该区段及相邻区段的小轨出电压日曲线的浏览，发现该区段前方相邻区段 14483BG 的小轨出电压也同样出现了类似的波动现象，如图 4-4 所示，所以可以判断为 14465AG 的发送端调谐匹配单元出现问题。
图 4-4 14465AG 小轨出电压日曲线（2）更换 14465AG 的发送端调谐匹配单元后故障排除。经鉴定发现，该区段发送端的调谐匹配单元内的 4200μF 电容的电气特性发生变化，属于材质不良问题，导致电容的充放电周期逐步变短，最终失效，使发送端电路短路，造成 14465AG 红光带。
（3)对本区段的发送功出电压进行浏览，发现在 14465AG 的主轨出电压曲线出现持续下降时，14465AG 的发送功出电压存在明显的上升，如图 4-5 所示。发送功出电压升高，说明发送端的负载变小。
（4）经过进一步检查，发现 14465AG 的主轨出电压曲线早在几天前就已经有下降趋势了，如图 4-6 所示。
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 18 页 图 4-5 14465AG 发送功出电压曲线 图 4-6 为 14465AG 在故障前一天的主轨出电压曲线，结合故障前两天的主轨出电压曲线来看，前一天的电压曲线的最低值为 293mV．比对前两天的曲线和参数，发现该段的主轨出电压在连续两天的时间内从 314mV 缓慢下降至 293mV。
综上所述，可以对调谐匹配单元问题特点进行以下归纳。
（1）通过本区段主轨出电压日曲线、相邻区段小轨出电压日曲线的浏览检查，可以判断和区分发送端还是接收端的问题。
（2）调谐匹配单元问题可以通过对集中监测相关曲线的浏览发现故障前兆。
图 4-6 14465AG 主轨出电压日曲线 三．长吉城际 3 月 28 日 13:20:23 至 13:24:45，DK66 中继站 0637G 主轨电压异常，波动范围在 529-241mV。监测图 4-7 如下：
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 19 页 图 4-7 0637 主轨电压曲线 故障分析：当日对该区段的接收器主备进行更换，并更换了接收器。29 日又连续发生数次主轨电压下降的现象。当日着重对发生的时机进行监测分析，通过跨区段对比发现，与 0637G 垂直平行的上行线 0644G 有车通过时，0637G 就会发生主轨电压下降，并且故障时段多集中在中午。监测图 4-8 如下：
图 4-8 0637G 与 0644G 主轨电压曲线 对比图 1 1 ：当 G 0644G 有车 站用时 G 0637G 电压急剧下降。
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 20 页 大量监测结果表明0637G主轨电压下降与0644G有关，查找图纸发现0637G与0644G两线路各有一个空扼流变压器做完全横向连接。进一步查找发现 0637G 轨旁的扼流变箱的吸上线固定垫片与钢轨等阻线端子间距只有 0．2mm（端子垫片歪斜），当中午气温上升发生热胀时或有车经过振动时会相连接，使之单端接地，导致 0637G 主轨电压下降一半，现场图片如下图 4-9。经处理将垫片放正并拧紧，使扼流变箱的吸上线固定垫片与钢轨等阻线端子间有一定距离。
图 4-9 0637G 轨旁扼流变箱 原理图如下：
图 4-10 吸上线原理图 G 0637G 轨旁扼流变箱
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）第 21 页 总结近几年，我们在学习消化吸收世界高速铁路先进成熟技术的基础上，系统总结了多年来我国客运专线工程技术、科研试验成果，针对高速铁路建设的关键技术问题，又进一步开展了研究、试验、验证、预设计、工程设计咨询，技术装备的自主创新和各系统集成研究攻关。目前，站前技术已经取得全面突破，站后技术引进消化吸收再创新工作已经进入重点突破阶段，初步形成适合中国国情路情的高速铁路自主技术体系。
随着铁路建设的跨越式发展，对机车信号设备显示的准确性和工作的可靠性提出了更高的要求，机车信号正朝着主体化的方向发展，研制和发展适合我国铁路 ZPW-2000无绝缘轨道电路的机车信号成为了迫切需要。采用数字信号处理(DSP)技术实现对机车信号波形的谱分析，利用可靠的硬件和软件技术实现机车信号的安全性、实时性和高精度要求。基于 ZPW-2000 无绝缘轨道电路的机车信号的安全性、可靠性、实时性和高精度可以满足我国铁路发展的需要。随着我国铁路的大力发展，ZPW-2000 无绝缘轨道电路和主体化机车信号得到大力推广，国产主体机车信号的时代已经到来。
ZPW-2000 无绝缘移频轨道电路顺应了中国铁路需要。为“机车信号做为主体信号”创造了必备的基础条件。推动了中国铁路事业的整体发展。
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