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【摘 要】本文分析了高铁ZPW-2000A轨道补偿电容发生短路故障时轨道区段的电压变化规律，根据数据测试结果分析出轨道补偿电容短路的故障处理维护办法。
【关键词】补偿电容；轨道电路；高铁ZPW-2000A
引 言：高铁的轨道电路补偿电容一般安装在主轨道与小轨道区段之间，本文以郑州铁路局某区间下行线客专ZPW-2000A轨道红光带故障事件为例，对轨道的补偿电容短路红光带故障进行了分析和处理。其轨道相关设备空间关系如图1所示。
一、故障数据分析
轨道发生红光带故障后，可以通过中央监控系统查看下行咽喉（AG）轨道区段电压电流等基本数据：信息无绝缘移频轨道电路区间发送盒功出电压几乎无变化，但功出电流由322mA大幅下降至248mA，主轨电压由434mv大幅下降400mV属于严重异常，小轨电压基本无异常为162mV；下行咽喉前方区段为上行咽喉（BG）轨道，BG主轨电压基本无异常而BG小轨电压由162mV大幅下降60mV。
由于中央监控系统对QZH轨室里外分界节点处的电压数据没有采集，故对初步轨道电路分析有一定影响。下行咽喉小轨道电压数据基本正常，故障没有发生在受端（JS）设备上，即故障可能发生在下行咽喉区段的送端（FS）设备上。相关技术人员对14号中继站机械室的关键节点进行故障测试。测试数据如下：电缆侧电压异常偏高，高出正常值15.02V，正常值为61.3V；FS端电缆模拟网络设备侧电压没有异常，JS端电缆模拟网络电缆侧主轨电压异常偏低，下降13.54V，正常值为14.70V；小轨电压没有异常，在1.439V左右。由于主轨电压偏离正常值幅度较大，结合现场测试的FS端和JS端数据可以判断FS端电缆侧电压可以正常传导至室外电路，因此，故障点不在室内而在室外。
二、室外故障分析与处理
对下行咽喉轨道区段FS端轨面电压进行了测试，发现轨面电压出现异常，比正常值3.74V低2.33V，为1.41V。由此可以判断出短路故障点在FS端模拟网络与FS端轨面之间，或者在FS端轨面之后。技术人员对调谐匹配单元进行检查分析后发现无异常表现，又对E1、E2连接电缆和V1、V2测试端子分别进行了开路测试检测，监测出测试电缆端电压出现数据异常，调谐匹配单元的电压数据亦高于常值，故判断短路故障发生点不在FS端模拟网络与FS端轨面之间。在故障排查过程中发现，下行车在上行线反向行车8分钟后各区段电压恢复正常，故障突然消失。
各区段电压恢复正常说明故障的产生于列车行驶时产生的剧烈震动有关，故障没有得到清查存在安全隐患。由于已经判断出故障点在下行咽喉区段的FS端轨面之后，因此，在“维修天窗”期间对下行咽喉区段红光带故障进行了深入检测和排查。测试检查了JS端、FS端调谐设备，线路内补偿电容容值以及线路内其他可能的干扰因素等，发现各补偿电容容值均无异常，在正常值25μF左右，亦无异常干扰因素。
考虑到故障可能受震动影响，对11个轨道补偿电容依次进行了人工短路测试试验和震动检查，模拟故障发生现场。发现下行咽喉主轨道补偿电容C2与C6同时短路时轨道各区段电压数据与故障时中央监控显示的电压数据基本相符。故可以判断由震动导致的电容短路故障由C2或C6引起，故对C2与C6进行了震动检查。通过通用的轨道电路故障数字智能诊断仪发现补偿电容C6的接引线电流异常偏高，超出正常值4.02A，正常值为2.00A，与此同时，中央监控确认下行咽喉出现红光带故障。测试数据如下：下行咽喉轨道主轨电压30mV，发送功出电流251mA，前方上行咽喉小轨电压为102mV，和原故障发生时轨道电压电流数据基本吻合。对此时的C6电容容值进行了二次检测，移频表数据显示电容容值扩充至900μF，远高于25μF的正常值。补偿电容C2经测试后无数据异常表现。补偿电容可以补偿由钢轨感应电抗引起的无功损耗，一般情况下，当补偿电容值异常时，主轨电压会也会异常升高或降低。
三、补偿电容故障处理
经室外测试后，判断发现故障原因在于补偿电容C6容值异常偏高使得线路发生了短路。拆除下行咽喉区段C6补偿电容后，下行咽喉主轨电压恢复至307mV，红光带故障消失，二次接通补偿电容C6后再次红光带故障复现，故确认红光带故障原因是补偿电容C6容值异常偏高导致的线路短路。故障原因确认后，对补偿电容C6进行更替，更替后的电容容值经检测为25.3μF，对下行咽喉轨道各区段进行电压电流测试。测试发现下行咽喉主轨道电压、小轨道电压电流数据恢复正常，前方上行咽喉主轨电压小轨电压电流数据亦恢复正常，红光带故障顺利解决。进一步对轨道区段下行咽喉内补偿电容C6进行入所测试，发现其電容容值在震动条件下极不稳定，行车上道测试时的轨道电压电流数据有较大差异，确定补偿电容C6存在较大故障。
结语
补偿电容容值变化是发生红光带事故的常见原因，但具体问题的排查则需要在“维修天窗”时期进行。对轨道补偿电容的分析及处理仅能够保证高铁及轨道的安全，并不能保证同一事故不会再次发生。因此，每当红光带事故发生时都应具体问题具体分析，根据室内监控轨道的电压电流异常情况及室外排查情况，逐步缩小故障点的范围，从而准确找出事故发生的原因。
参考文献：
[1]张卫伟.ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞的维护检修与故障处理[J].中国新技术新产品，2018（06）：51-52.
[2]闫宏伟.ZPW-2000A轨道电路区间补偿电容设置与调整[J].铁道通信信号，2017，53（11）：22-25.
[3]闫宇航.ZPW-2000A区间改方闪红光问题浅析[J].铁道通信信号，2017，53（01）：43-45.
作者简介：
姓名：陈曦（1985年10月），性别：男，民族：汉族，湖北省孝感市人
（作者单位：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司）
【关键词】补偿电容；轨道电路；高铁ZPW-2000A
引 言：高铁的轨道电路补偿电容一般安装在主轨道与小轨道区段之间，本文以郑州铁路局某区间下行线客专ZPW-2000A轨道红光带故障事件为例，对轨道的补偿电容短路红光带故障进行了分析和处理。其轨道相关设备空间关系如图1所示。
一、故障数据分析
轨道发生红光带故障后，可以通过中央监控系统查看下行咽喉（AG）轨道区段电压电流等基本数据：信息无绝缘移频轨道电路区间发送盒功出电压几乎无变化，但功出电流由322mA大幅下降至248mA，主轨电压由434mv大幅下降400mV属于严重异常，小轨电压基本无异常为162mV；下行咽喉前方区段为上行咽喉（BG）轨道，BG主轨电压基本无异常而BG小轨电压由162mV大幅下降60mV。
由于中央监控系统对QZH轨室里外分界节点处的电压数据没有采集，故对初步轨道电路分析有一定影响。下行咽喉小轨道电压数据基本正常，故障没有发生在受端（JS）设备上，即故障可能发生在下行咽喉区段的送端（FS）设备上。相关技术人员对14号中继站机械室的关键节点进行故障测试。测试数据如下：电缆侧电压异常偏高，高出正常值15.02V，正常值为61.3V；FS端电缆模拟网络设备侧电压没有异常，JS端电缆模拟网络电缆侧主轨电压异常偏低，下降13.54V，正常值为14.70V；小轨电压没有异常，在1.439V左右。由于主轨电压偏离正常值幅度较大，结合现场测试的FS端和JS端数据可以判断FS端电缆侧电压可以正常传导至室外电路，因此，故障点不在室内而在室外。
二、室外故障分析与处理
对下行咽喉轨道区段FS端轨面电压进行了测试，发现轨面电压出现异常，比正常值3.74V低2.33V，为1.41V。由此可以判断出短路故障点在FS端模拟网络与FS端轨面之间，或者在FS端轨面之后。技术人员对调谐匹配单元进行检查分析后发现无异常表现，又对E1、E2连接电缆和V1、V2测试端子分别进行了开路测试检测，监测出测试电缆端电压出现数据异常，调谐匹配单元的电压数据亦高于常值，故判断短路故障发生点不在FS端模拟网络与FS端轨面之间。在故障排查过程中发现，下行车在上行线反向行车8分钟后各区段电压恢复正常，故障突然消失。
各区段电压恢复正常说明故障的产生于列车行驶时产生的剧烈震动有关，故障没有得到清查存在安全隐患。由于已经判断出故障点在下行咽喉区段的FS端轨面之后，因此，在“维修天窗”期间对下行咽喉区段红光带故障进行了深入检测和排查。测试检查了JS端、FS端调谐设备，线路内补偿电容容值以及线路内其他可能的干扰因素等，发现各补偿电容容值均无异常，在正常值25μF左右，亦无异常干扰因素。
考虑到故障可能受震动影响，对11个轨道补偿电容依次进行了人工短路测试试验和震动检查，模拟故障发生现场。发现下行咽喉主轨道补偿电容C2与C6同时短路时轨道各区段电压数据与故障时中央监控显示的电压数据基本相符。故可以判断由震动导致的电容短路故障由C2或C6引起，故对C2与C6进行了震动检查。通过通用的轨道电路故障数字智能诊断仪发现补偿电容C6的接引线电流异常偏高，超出正常值4.02A，正常值为2.00A，与此同时，中央监控确认下行咽喉出现红光带故障。测试数据如下：下行咽喉轨道主轨电压30mV，发送功出电流251mA，前方上行咽喉小轨电压为102mV，和原故障发生时轨道电压电流数据基本吻合。对此时的C6电容容值进行了二次检测，移频表数据显示电容容值扩充至900μF，远高于25μF的正常值。补偿电容C2经测试后无数据异常表现。补偿电容可以补偿由钢轨感应电抗引起的无功损耗，一般情况下，当补偿电容值异常时，主轨电压会也会异常升高或降低。
三、补偿电容故障处理
经室外测试后，判断发现故障原因在于补偿电容C6容值异常偏高使得线路发生了短路。拆除下行咽喉区段C6补偿电容后，下行咽喉主轨电压恢复至307mV，红光带故障消失，二次接通补偿电容C6后再次红光带故障复现，故确认红光带故障原因是补偿电容C6容值异常偏高导致的线路短路。故障原因确认后，对补偿电容C6进行更替，更替后的电容容值经检测为25.3μF，对下行咽喉轨道各区段进行电压电流测试。测试发现下行咽喉主轨道电压、小轨道电压电流数据恢复正常，前方上行咽喉主轨电压小轨电压电流数据亦恢复正常，红光带故障顺利解决。进一步对轨道区段下行咽喉内补偿电容C6进行入所测试，发现其電容容值在震动条件下极不稳定，行车上道测试时的轨道电压电流数据有较大差异，确定补偿电容C6存在较大故障。
结语
补偿电容容值变化是发生红光带事故的常见原因，但具体问题的排查则需要在“维修天窗”时期进行。对轨道补偿电容的分析及处理仅能够保证高铁及轨道的安全，并不能保证同一事故不会再次发生。因此，每当红光带事故发生时都应具体问题具体分析，根据室内监控轨道的电压电流异常情况及室外排查情况，逐步缩小故障点的范围，从而准确找出事故发生的原因。
参考文献：
[1]张卫伟.ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞的维护检修与故障处理[J].中国新技术新产品，2018（06）：51-52.
[2]闫宏伟.ZPW-2000A轨道电路区间补偿电容设置与调整[J].铁道通信信号，2017，53（11）：22-25.
[3]闫宇航.ZPW-2000A区间改方闪红光问题浅析[J].铁道通信信号，2017，53（01）：43-45.
作者简介：
姓名：陈曦（1985年10月），性别：男，民族：汉族，湖北省孝感市人
（作者单位：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司）