京九線橫崗站道岔區(qū)段動(dòng)車組受干擾制動(dòng)案例分析

榮德礎(chǔ)

（中國(guó)鐵路南昌局集團(tuán)有限公司南昌電務(wù)段，南昌 330002）

南昌局京九線橫崗站為普速電氣化區(qū)段中間站。站內(nèi)采用25 Hz相敏軌道電路和ZPW-2000A電碼化設(shè)備。于2016年12月22日開通過(guò)渡站形，如圖1所示。23、24日發(fā)生3起動(dòng)車組在該站10/12#道岔區(qū)段制動(dòng)停車故障。

1 查找分析

1.1 動(dòng)車組接收地面干擾信號(hào)位置判斷

分析動(dòng)車組PC和CF卡數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)3起故障具有以下共同特點(diǎn)：干擾信號(hào)的頻率、竄入位置、持續(xù)時(shí)間基本相同。均為距SJ進(jìn)站信號(hào)機(jī)內(nèi)方約140 m起收到地面2 000 Hz附近持續(xù)不穩(wěn)定載頻（無(wú)低頻）信息，時(shí)間均超10 s，如圖2所示。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，距SJ內(nèi)方140 m位置為10#道岔岔尖處，10/12#道岔工務(wù)圖號(hào)為60-18號(hào)KZX-(07)04，單組道岔側(cè)向長(zhǎng)約70 m，岔后側(cè)向引軌長(zhǎng)度約9 m，兩組道岔側(cè)向長(zhǎng)度約156 m。三組動(dòng)車組進(jìn)站速度均約40 km/h，運(yùn)行時(shí)間約14 s，與動(dòng)車組接收地面干擾信號(hào)的時(shí)間吻合，判斷竄碼起止點(diǎn)為10#和12#道岔側(cè)向區(qū)段內(nèi)，如圖3綠色線條示意位置。

1.2 干擾信號(hào)查找分析

1.2.1 動(dòng)車組數(shù)據(jù)分析

3組動(dòng)車CF卡數(shù)據(jù)曲線截圖顯示：接收地面干擾信號(hào)預(yù)估載頻分別為1 967.81、2 047.67、 2 049.21 Hz。23日動(dòng)車組D6532（CRH2A-2236-01）CF卡 數(shù)據(jù)曲線如圖4所示。

從圖4中可以看出，動(dòng)車組車載設(shè)備接受并解析了載頻為1 967.81 Hz頻率信號(hào)。

1.2.2 道岔區(qū)段測(cè)試情況

對(duì)10DG 、12DG軌道電路區(qū)段進(jìn)行檢查、測(cè)試（本文介紹12DG有關(guān)測(cè)試情況），具體如下。

1）測(cè)試軌面干擾信號(hào)電壓情況。從圖5、6、7曲線中可以看出，干擾頻率1 950、2 000、2 050 Hz附近載頻最高幅值分別約531、265、1 182 mV（動(dòng)態(tài)變化分別為210～531 mV、170～265 mV、430～1 182 mV）。

2）測(cè)試12DG受端電源引接線干擾信號(hào)電流情況。監(jiān)測(cè)12DG受端等阻線2 000 Hz附近諧波電 流 值 ：1 950、2 000、2 050 Hz分 別 在 220～1 150 mA、200～ 1 010 mA、190～ 1 620 mA間動(dòng)態(tài)變化，具體如圖8所示。

3）進(jìn)一步在牽引變電所橫崗站所屬供電臂測(cè)試軌回和地回線纜，發(fā)現(xiàn)同樣存在幅值較大的2 000 Hz附近工頻諧波信號(hào)，即1 950、2 000、2 050 Hz諧波信號(hào)。

1.2.3 電氣化區(qū)段牽引諧波信號(hào)分析

1）根據(jù)電氣化牽引區(qū)段軌道電路鋼軌牽引電流各次諧波抗擾度試驗(yàn)結(jié)論，電氣化區(qū)段鋼軌中牽引電流諧波成分是存在的，典型次數(shù)諧波具體如表1所示。

表1 牽引電流各次諧波比例表

2）鐵路牽引接觸網(wǎng)內(nèi)工頻諧波產(chǎn)生的原因。目前全路廣泛使用的交直（如SS系列）、交直交（如HXD、CRH系列）型電力機(jī)車屬非線性負(fù)載，管內(nèi)普速鐵路使用較為普遍的車型主要有HXD1B、C、D, HXD3C, SS8, CRH2等， 機(jī) 車 運(yùn) 行 過(guò) 程中相當(dāng)于一個(gè)諧波電流源。當(dāng)諧波信號(hào)處于11、13、15、17、……40等次數(shù)時(shí)，即處于國(guó)產(chǎn)移頻和ZPW-2000頻帶內(nèi)且幅值達(dá)到車載設(shè)備接收靈敏度門限值，便可被車載設(shè)備接收而形成干擾。

1.2.4 小結(jié)

為進(jìn)一步區(qū)分干擾信號(hào)源，關(guān)閉橫崗站所有ZPW-2000A區(qū)間發(fā)送設(shè)備和站內(nèi)電碼化設(shè)備試驗(yàn)，測(cè)試10DG、12DG軌面2 000 Hz附近干擾信號(hào)依然存在，數(shù)據(jù)無(wú)變化；利用接觸網(wǎng)停電施工測(cè)試10DG、12DG軌面發(fā)現(xiàn)各頻段諧波信號(hào)完全消失?？膳袛鄤?dòng)車組接收來(lái)自軌面工頻諧波信號(hào)與ZPW-2000A設(shè)備頻率無(wú)關(guān)。

綜合以上情況，可以得出以下結(jié)論：接收到地面2 000 Hz附近頻率工頻諧波信號(hào)且幅值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于車載設(shè)備接收門限值是造成動(dòng)車組制動(dòng)停車的源頭問題。

1.3 道岔區(qū)段兩條鋼軌電流不平衡和車載設(shè)備接收地面干擾信號(hào)分析

1.3.1 1/18及以上大號(hào)碼道岔牽引回流分析

25 Hz相敏軌道電路道岔區(qū)段（心軌彎股側(cè)切斷）跳線連接情況如圖9所示。動(dòng)車組經(jīng)過(guò)道岔側(cè)向位置時(shí)，因道岔結(jié)構(gòu)原因?qū)е虏糠謪^(qū)間左右鋼軌條牽引回流不平衡，動(dòng)車組從B→A或A→B方向運(yùn)行均存在該問題，1/18及以上道岔尖軌較長(zhǎng)，影響則更大。

1.3.2 10/12#道岔區(qū)段不平衡問題檢查分析

10/12#道岔轍叉號(hào)為1/18，長(zhǎng)尖軌道岔在結(jié)構(gòu)上存在部分區(qū)段電流不平衡缺陷。另外，現(xiàn)場(chǎng)檢查還發(fā)現(xiàn)以下兩個(gè)問題。

問題1：岔區(qū)段心軌部分跳線安裝錯(cuò)誤4處，增加了區(qū)段內(nèi)左右鋼軌電流不平衡問題發(fā)生的部位（為便于分析，此示意圖未將道岔渡線絕緣處實(shí)際有的空扼流回流通道過(guò)渡方案畫上），如圖10所示。

從圖10中可以看出，跳線錯(cuò)誤安裝（主要是紅色跳線漏裝），增加了12#道岔心軌部分單鋼軌條無(wú)流導(dǎo)致的左右鋼軌不平衡問題，同時(shí)由于到道岔直向位置線路未開通，也造成12DG受端扼流變兩等阻線上電流不平衡。

問題2：為溝通臨時(shí)過(guò)渡牽引回流通道，過(guò)渡站形在10/12#道岔渡線絕緣上增加空扼流回流方案，現(xiàn)場(chǎng)軌道電路區(qū)段實(shí)際牽引回流通道情況如圖11所示。

從圖11可以看出，增加過(guò)渡回流方案后，道岔區(qū)段不平衡問題從10#道岔側(cè)向位置（即A點(diǎn)）開始延伸至12#道岔側(cè)向岔后。

1.3.3 道岔區(qū)段無(wú)碼，車載設(shè)備接收干擾信號(hào)

動(dòng)車組在道岔側(cè)向位置運(yùn)行時(shí)，該道岔區(qū)段無(wú)機(jī)車信號(hào)載頻和低頻電碼化信息，當(dāng)動(dòng)車組感應(yīng)線圈接收到軌面在解調(diào)頻帶范圍內(nèi)的感應(yīng)電流和電壓諧波信號(hào)且幅值達(dá)到響應(yīng)門限值時(shí)，如表2所示，線圈會(huì)將諧波干擾信號(hào)傳輸給車載TCR。

1.3.4 小結(jié)

在10/12#道岔區(qū)段現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的諧波信號(hào)電壓和電流幅值遠(yuǎn)高于機(jī)車接收線圈響應(yīng)門限值，故車載設(shè)備接收到地面干擾信號(hào)致使動(dòng)車組制動(dòng)停車。

表2 接受線圈頻率響應(yīng)表

2 處置情況

2.1 安裝錯(cuò)誤跳線處置

按標(biāo)準(zhǔn)圖重新安裝道岔區(qū)段四處跳線。

2.2 牽引回流過(guò)渡方案修改

聯(lián)系設(shè)計(jì)部門重新修改牽引回流過(guò)渡方案，拆除10/12#道岔渡線空扼流連接，在進(jìn)站口增加橫向連接線，具體如圖12所示。

2.3 效果

實(shí)施后，動(dòng)車組未出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)和制動(dòng)停車故障。從DMS監(jiān)控曲線和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)情況看，該道岔區(qū)段地面干擾信號(hào)幅值大幅度下降，測(cè)試軌面諧波信號(hào)約15～35 mV左右變化。

3 動(dòng)車組車載設(shè)備分析

3.1 發(fā)生受干擾制動(dòng)停車的動(dòng)車組車載設(shè)備分析

3起發(fā)生干擾制動(dòng)停車的動(dòng)車組分別為D6504（CRH2A-2237-01）、D6532（CRH2A-2236-01）、D6504（CRH2A-2216-01）， 其 車 載 設(shè) 備 均 為200H型。200C等其他型號(hào)車載設(shè)備動(dòng)車組未發(fā)生受干擾制動(dòng)問題。

3.2 車載設(shè)備相關(guān)技術(shù)指標(biāo)分析

管內(nèi)普速鐵路在線運(yùn)行的CRH2型動(dòng)車組車載ATP設(shè)備配備200H和200C兩種。根據(jù)廠家提供的有關(guān)技術(shù)指標(biāo)，兩種設(shè)備接收地面信號(hào)載頻解碼范圍存在較大差異：200C為（1700-1、-2，2000-1、-2、2300-1、-2、2600-1、-2）±3Hz ；200H 為（1700-1、-2，2000-1、-2、2300-1、-2、2600-1、-2）±50 Hz。200H型 動(dòng) 車 組 解 碼范圍較200C型寬47 Hz。

3.3 小結(jié)

結(jié)合發(fā)生受干擾制動(dòng)停車動(dòng)車組車載設(shè)備型號(hào)和地面測(cè)試情況（地面竄入機(jī)車的1 950、2 000、2 050 Hz頻帶內(nèi)諧波信號(hào)幅值強(qiáng)，遠(yuǎn)高于車載設(shè)備門限值，且2 000 Hz附近載頻干擾幅值遠(yuǎn)低于1 950 Hz和2 050 Hz附近頻率）。200C不解調(diào)1 950 Hz和5 050 Hz附近的載頻諧波信號(hào)，沒有發(fā)生制動(dòng)停車問題。結(jié)論：可以判斷橫崗站動(dòng)車組制動(dòng)停車故障與200H型車載設(shè)備解碼范圍太大有關(guān)。

4 結(jié)束語(yǔ)

動(dòng)車組受地面干擾信號(hào)制動(dòng)停車的原因較為復(fù)雜，大量實(shí)踐證明，工頻諧波（無(wú)低頻）、ZPW-2000設(shè)備鄰頻等頻帶內(nèi)干擾信號(hào)等原因造成車載設(shè)備解調(diào)制動(dòng)較為多見。具備以下條件時(shí)動(dòng)車組出現(xiàn)制動(dòng)停車故障：1）地面軌道電路為無(wú)碼區(qū)段；2）區(qū)段內(nèi)左右鋼軌存在不平衡；3）干擾信號(hào)處于車載設(shè)備解調(diào)頻帶內(nèi)且幅值達(dá)到車載設(shè)備解調(diào)門限值；4）干擾持續(xù)時(shí)間大于10 s。具體到道岔區(qū)段應(yīng)高度關(guān)注跳線安裝（含塞釘頭接觸）符合規(guī)定，特別是大號(hào)碼道岔，同時(shí)關(guān)注牽引回流通道設(shè)置和是否通暢等情況。根據(jù)有關(guān)規(guī)章技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)送設(shè)備載頻檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)和范圍：ZPW-2000（移頻頻率+1、-2 ）±0.15 Hz，建議上級(jí)部門進(jìn)一步規(guī)范200H等車載設(shè)備解調(diào)地面載頻范圍等技術(shù)指標(biāo)。

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