ZPW-2000A铁道部培训班

道电路轨道继电器执行条件通过（XG、XGH）送至本轨道
电路接收器，做为轨道继电器（GJ）励磁的必要检查条件之一。
本轨道电路 主轨道
调谐区短小 轨道
邻轨道电路
FS JS
XGJ XGJH
CPU CPU 1 2 CPU CPU
JS
1 2
XG、XGH G、GH GJ
XG、XGH G、GH GJ

主轨道和小轨道检查原理图
可靠地短路相邻区段信号，防止了越区传输，实现了相邻区段
信号的电气绝缘。同时为了解决全程断轨检查，在调谐区内增 加了小轨道电路。
ZPW-2000A型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨 道电路两部分，小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属 “延续段”。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）传给匹配变压器及调谐单元，因为钢轨是无绝缘的，该信

输出功率：70W
3 接收器
轨道电路调整状态下：主轨道接收电压不小于240mV; 主轨道继电器电压不小于20V（1700Ω负载，无并机接入 状态下）;小轨道接收电压不小于33mV;小轨道继电器或
执行条件电压不小于20V（1700Ω负载，无并机接入状态下）。
4 工作电源
直流电源电压范围：
23.5V～24.5V；
8、轨道电路调整按固定轨道电路长度与允许最小道碴电阻方 式进行。既满足了1Ω· km标准道碴电阻、低道碴电阻传输长度 要求，又提高了一般长度轨道电路工作稳定性。 9、用SPT国产铁路信号数字电缆取代法国ZCO3电缆，减小铜 芯线径，减少备用芯组，加大传输距离，提高系统技术性能价 格比，降低工程造价。 10、采用长钢包铜引接线取代75mm2铜引接线，利于维修。 11、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； 12、发送器和接收器均有较完善的检测功能，发送器可实现 “N+1”冗余， 接收器可实现双机互为冗余。
调谐单元、空芯线圈、机械绝缘节空芯线圈等设备与钢轨间
的连接。
2 室内设备介绍 •发送器： 用于产生高精度、高稳定、一定功率的移频信号。 系统采用发送N+1冗余方式。故障时，通过FBJ接点转 至“＋1”FS。

接收器 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路将轨道电路分为主轨道电路
和调谐区短小轨道电路两个部分，并将短小轨道电路视为列 车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。该“延续段”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
F2
L2 C2
C3
F 2＝2300（2600）H z 轨道电路
14.5m 29m
调谐单元工作原理 ：

L/4
f1
L1 C1
Ls
L2 C2
C3
f2
（a）
f1
ห้องสมุดไป่ตู้
C 与以右电 感并联谐振 取得高阻抗
C
C1 2 1 1 L1C1
L2C2对f1串联谐振 得到低阻抗
（b）
L1C1对f2串联谐振 得到低阻抗
1700Hz 2000Hz 2300Hz 2600Hz
6 系统冗余方式
发送器采用N+1冗余，实行故障检测转换。 接收器采用成对双机并联运用。
第 二 章 系统设备介绍
一、系统构成及原理
ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统，与UM71无绝缘轨道
电路一样采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。电 气绝缘节长度改进为29m，电气绝缘节由空芯线圈、29m长钢轨 和调谐单元构成。调谐区对于本区段频率呈现极阻抗，利于本 区段信号的传输及接收，对于相邻区段频率信号呈现零阻抗，
ZPW-2000A 无绝缘 轨道电路介绍
北京铁路信号工厂 2003年10月
主要内 容
第一章 概述
第二章 系统设备介绍
第三章 设备结构及使用
第四章 站内轨道电路预叠加电码化
第五章 测试仪器仪表
第一章 概 述
一、研制背景
我国移频自动闭塞制式于70年代开始在全路推广应 用。经历了4信息、8信息、18信息研制、开发、应用 的历程。 由于其采用有绝缘轨道电路、载频选择频率低等原因， 存在抗干扰能力差、不能完成断轨检查、不适用于电气 化区段大牵引电流等问题，制约了中国铁路的发展。
号既向主轨道传送，也向调谐区小轨道传送，主轨道信号经钢轨
送到轨道电路受电端，然后经调谐单元、匹配变压器、电缆通道 ，将信号传至本区段接收器。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继电器执行
条件送至本区段接收器，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。该系统“电气—电 气”和“电气—机械”两种绝缘节结构电气性能相同。现按“电气—机 械”结构进行系统原理介绍，系统原理构成见图2-1，Δ为补偿间距。
四、主要技术条件
1 环境条件
ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路设备在下列环境条件下应可靠工作：
周围空气温度：室外：-30℃～+70℃；室内：-5℃～+40℃ 周围空气相对湿度：不大于95%（温度30℃时） 大气压力：74.8kPa～106kPa（相对于海拔高度2500m以下）
2 发送器
二、研制过程
在铁道部的大力支持下，2000年北京全路通信信号
设计院和北京铁路信号工厂两家联合组成ZPW-2000A型
无绝缘轨道电路攻关小组，进行系统及设备的研制开发。
该系统于2000年完成了提高轨道电路传输安全性现场试
验；2001年对提高轨道电路传输长度、解决低道碴电阻 道床等系统问题在京广线武胜关进行了现场试验；2001 年先后完成铁道部组织的系统定性测试、技术审查；2002 年5月28日，在完成现场扩大试验基础上，通过铁道部技
铁道部于89年引进UM71无绝缘轨道电路，91年开 始生产，相继在郑武、广深、京郑、沈山、京山等几大 干线使用。 北京铁路信号工厂被铁道部指定为UM71无 绝缘轨道电路的唯一生产厂家。
法国CSEE公司为北京铁路信号工厂授予生产许可证。 UM71存在造价高，调谐区无断轨检查、调谐区存在 死区段（20m）等问题。
可靠落下。 传输长度见表1。
传 输 长 载 度 频 m 道 碴 电
表1
阻
轨道电路传输长度 1.0 Ω ·km 1500 1500 1500 1460 0.6 Ω ·km 824 824 824 774 0.5 Ω ·km 674 674 624 624 0.4 Ω ·km 574 574 524 524 0.3 Ω ·km 424 424 424 424
接收器用于接收主轨道电路信号，并在检查所属调谐 区短小轨道电路状态（XG、XGH）条件下，动作本轨道 电路的轨道继电器（GJ）。另外，接收器还同时接收邻 段所 属调谐区小轨道电路信号，向相邻区段提供小轨道 电路状态 （XG、XGH）条件。 系统采用接收器成对双机并联冗余方式。
•衰耗盘 用于实现主轨道电路、小轨道电路的调整。给出发送和 接收器故障、轨道占用表示及其它有关发送、接收用＋24V
三、主要技术特点
1、充分肯定、保持UM71无绝缘轨道电路技术特点及优势。 2、解决了调谐区断轨检查，实现轨道电路全程断轨检查。 3、减少调谐区分路死区。 4、实现对调谐单元断线故障的检查。 5、实现对拍频干扰的防护。
6、通过系统参数优化，提高了轨道电路传输长度。
7、提高机械绝缘节轨道电路传输长度，实现与电气绝缘节轨 道电路等长传输。
L3 L2
1 2 2 C2
C3
C3与以左电 感并联谐振 得到高阻抗
f2
（c）

电气绝缘节等效电路1：
L/4
Lr
f1
L1 C1 Ls L2 C2 C3
f2

电气绝缘节等效电路2：
入雷电冲击的横向、纵向防护。

室外防雷：对钢轨引入雷电冲击进行保护。横向防护防雷单元
设在匹配变压器轨道输入端。纵向防护防雷单元设在空 芯线圈中心线与地之间。完全横向连接处不设防雷单元。
二、区间原理介绍
1 预备知识 （1）FSK---移频键控调制信号。 （2）拍频---干扰与载频相差了一个低频，经过 电子器件会产生混频，出现差频低频。2000A 采用DSP技术，可有效防止设备误动。 （3）钢轨同侧接地问题。
设备构成：
发送器 ZPW· F 接收器 ZPW· J 衰耗盘 ZPW· PS1 电缆模拟网络盘 ZPW· PML1 匹配变压器 ZPW· BP1 调谐单元 ZW· T1 空心线圈 ZW· XK1 机械绝缘空心线圈 ZPW· XKJ 网络接口柜 ZPW· GL-2000A 电缆模拟网络组匣 ZPW· XML 补偿电容 CBG1/CBG2 无绝缘移频自动闭塞机柜 ZPW· G-2000A 空芯线圈防雷单元 ZPW· ULG 钢轨引接线
术鉴定，决定在全路推广应用。
ZPW-2000A型无绝缘轨道电路，是在法国UM71无绝
缘轨道电路技术引进 及国产化基础上，结合国情进行提
高系统安全性、系统传输性能及系统可靠性的技术再开发。 前者较后者在轨道电路传输安全性、传输长度、系统可靠 性以及结合国情提高技术性能价格比、降低工程造价上都 有了提高。该系统于2002年10月在北京地铁五三站经过试 验验证，系统也适用于城市轻轨及地下铁道。
（4）电容“C”：两绝缘介质之间具有的 储存电荷的能力。
（5）电感“L”：导体的自感系数。
（6）L、C串联电路。
（7）L、C并联电路。
（8）谐振回路的Q值。
（9）L、C串并联电路1。
（10） L、C串并联电路2。
2 电气绝缘节
钢轨
F 1＝1700（2000）H z 轨道电路
L1 C1
F1
A 1 SVA
电源电压、发送功出电压、接收GJ、XGJ测试条件等。

电缆模拟网络 电缆模拟网络设在室内，按0.5、0.5、1、2、2、2×2km
六节设计，用于对SPT电缆长度的补偿，电缆与电缆模拟网 络补偿长度之和为10km。
3 系统防雷
系统防雷由两部分构成：

室内防雷：该防雷设在室内发送端和接收端，实现对从电缆引
设备耗电情况：发送器在正常工作时负载为400Ω，
功出为1电平的情况下，耗电为5.55A；当功出短路 时耗电小于10.5A；
接收器正常工作时耗电小于500mA。
5 轨道电路
分路灵敏度为0.15Ω，分路残压小于140mv（带内）。 主轨道无分路死区；调谐区分路死区不大于5m； 有分离式断轨检查性能；轨道电路全程断轨，轨道继电器
其参数保持原“UM71”参数。功能是实现两相邻轨道电
路电气隔离。
调 谐 单 元
空芯线圈
调 谐 单 元
F1
F2
29m
电气绝缘节原理图

机械绝缘节 由“机械绝缘节空芯线圈”（按载频分为1700、
2000、2300、 2600Hz四种）与调谐单元并接而成，其 节特性
与电气绝缘节相同。

匹配变压器 一般条件下，按0.3～1.0Ω· km道碴电阻设计，实现

载频频率 下行：1700-1 1700-2 2300-1 2300-2 1701.4 Hz 1698.7Hz 2301.4Hz 2298.7 Hz 上行：2000－1 2000－2 2600－1 2600－2 2001.4 Hz 1998.7Hz 2601.4Hz 2598.7 Hz


频偏：±11 Hz

低频频率：10.3+n×1.1Hz ，n=0～17即：
10.3 Hz、11.4 Hz、12.5 Hz、13.6 Hz、14.7 Hz、15.8 Hz、
16.9 Hz、18 Hz、19.1 Hz、20.2 Hz、21.3 Hz、22.4 Hz、23.5 Hz、 24.6 Hz、25.7 Hz、26.8 Hz、27.9 Hz、29 Hz。

区间载频设置：
1700-1
2300-1
1700-2
2300-2
1700-1
2300-1
2000-2
2600-2
2000-1
2600-1
2000-2
2600-2
ZPW-2000A
型 无 绝 缘 移 频 自 动 闭 塞 系 统 系 统 框 图
1 室外设备介绍

调谐区 调谐区按29m设计，设备包括调谐单元及空芯线圈，
轨道电路与SPT传输电缆的匹配连接。

补偿电容 根据通道参数并兼顾低道碴电阻道床传输，选择电容器容量。
使传输通道趋于阻性，保证轨道电路具有良好传输性能。

传输电缆
采用SPT型铁路信号数字电缆，线径为Φ1.0mm，总长10km

调谐区设备与钢轨引接线 采用3700mm、2000mm钢包铜引接线各两根构成。用于