第三章 轨道电路ppt课件

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城市轨道交通信号与通信系统
----- 轨道电路
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内容提要
• 1.掌握轨道电路的工作原理 • 2.了解轨道电路的主要参数 • 3.熟悉轨道电路的分类及特点 • 4.熟悉常用轨道电路 • 5.掌握计轴器的工作原理及结构 • 6.熟悉轨道电路的常见故障
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轨道电路的组成原理与种类
➢车--地之间传输信息的通道之一
❖ 对于列车超速防护来说，带有编码信息的轨道电路
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轨道电路的工作状态与基本参数
• 轨道电路基本工作状态 ➢ 调整状态—空闲；分路状态—占用；断轨状
态—故障。 ➢ 三种主要的影响因素：道碴电阻、 钢轨阻抗、
电源电压 ➢ 各种状态的最不利条件 ❖ 调整状态：道碴电阻最小，钢轨阻抗最大、电
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轨道电路的组成原理与种类
• 轨道电路的分类 • 按动作电源分：
➢ 直流轨道电路 ➢ 交流轨道电路
❖ 低频300HZ以下 ❖ 音频300—3000HZ ❖ 高频10— 40kHZ。
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轨道电路的组成原理与种类
• 按工作方式分： ➢ 开路式 ➢ 闭路式（广泛使用） • 按传送的电流特性分： ➢ 连续式 ➢ 脉冲式 ➢ 计数电码式 ➢ 频率电码式
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轨道电路的划分与绝缘布置
站内轨道电路的划分和命名 划分原则 ➢ 有信号机的地方必须设置绝缘节 ➢ 满足行车、调车作业效率的提高 ➢ 一个轨道电路区段的道岔不能超过3组
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轨道电路的划分与绝缘布置
命名 ➢道岔区段：根据道岔编号命名，如1-5DG ➢无岔区段：对于股道，以股道号命名，如1G；
• 轨道电路的作用 ➢1、监督列车的占用 ➢2、传递行车信息 • 轨道电路是利用钢轨线路和钢轨绝缘构成
的电路，是铁路信号的重要基础设备，它 的性能直接影响行车安全和运输效率。
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轨道电路的组成原理与种类
• 轨道电路的基本原理 • 组成：钢轨、绝缘节、轨端接续线、发送端、接受
端
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数字无绝缘轨道电路
➢原理
❖ 并联谐振电路 ❖ S棒作用
确保相邻轨道区段的音频信号互不干扰 使两条钢轨可共同平衡地作为牵引电流
的回线
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数字无绝缘轨道电路
• 分析
➢ 无车：轨道电路接收器R上有高电平，促使转换开关S吸起 ，向轨道电路发送检测信号或检测码，此时轨道电路的功 能是检测轨道电路空闲，检测结果送往联锁装置;
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轨道电路的划分与绝缘布置
• 钢轨绝缘节的设置 ➢道岔区段警冲标的内方，不得小于3.5 m,若实 在不能满足此要求，则该绝缘节称为侵限绝缘。
➢ 两绝缘节应设在同一坐标处，避免产生死区段 。错开距离小于2.5m。
➢ 两相邻死区段间隔，不得小于18m。
➢ 信号机处的绝缘节应与信号机坐标相同
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轨道电路的组成原理与种类
• 按分割方式分 ➢ 有绝缘轨道电路 ➢ 无绝缘轨道电路
❖电气隔离式 ❖自然衰耗式 ❖强制衰耗式 • 按所处位置分
➢站内轨道电路 ➢区间轨道电路
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轨道电路的组成原理与种类
按所处的位置分：站内轨道电路、区间轨道电 路 按轨道电路内有无道岔分：无岔轨道电路、 道岔轨道电路 按适用的区段分：电化区段、非电化区段 按通道分：双轨条、单轨条
➢道岔区段、交叉区段或轨道区段的检测 ➢ 按照技术和经济原则，计轴设备是目前检测区
间所使用的最有效的系统。
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计轴器
计轴器的工作原理
对传感器产生的轴信号进行处理、判别及计数 ，此时轨继电器落下。
➢发车端不断将“计轴数”及“驶入状态”等信息编码传给 接端。
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轨道电路的组成原理与种类 • 轨道电路的应用
➢ 主要用于区间和车站
❖ 区间的轨道电路通常是与自动闭塞制式相一致的轨道电
路，按照自动闭塞通过信号机分区，每个闭塞分区就有其
轨道电路。
❖ 列车进路和调车进路都必须安装轨道电路，对于机车信号 来说，各种制式的区间轨道电路和站内电码化以后的轨道 电路，就是其地面发送的设备，也就是信息来源。
进站内方，根据所衔接得股道编号加A或B，如 1AG（下行咽喉）、2BG（上行咽喉）；差置调 车信号机之间，如1/3WG
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轨道电路的划分与绝缘布置
• 道岔区段的轨道电路
道岔绝缘 道岔跳线 道岔区段轨道电路的连接方式 ➢ 串联 并联 • 一送多受轨道电路
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轨道电路的划分与绝缘布置
极性交叉
➢ 概念：有钢轨绝缘的轨道电路，为了实现对钢轨 绝缘破损的防护，要使绝缘节两侧的轨面电压具 有不同的极性或相反的相位。
➢ 极性交叉的作用：可以防止在相邻的轨道电路间 的绝缘节破损时引起轨道继电器的错误动作。
➢ 极性交叉的配置：在一个闭合的回路中，绝缘节 的数量必须达到偶数才能实现极性交叉，若为奇 数，采用移动绝缘节的方法实现
➢半自动闭塞区段的预告信号机处，安装在预告 信号机前100m处。
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工频轨道电路
工频轨道电路的组成和基本工作原理 ➢组成：送电端、受电端、钢轨绝缘、钢轨引接线、 轨端接续线、钢轨等 ❖送电端：BG1—50型轨道变压器、R—2.2/220型 变阻器 ❖受电端：BZ4型中继变压器、JZXC-480型轨道继 电器
➢中继变压器：阻抗匹配
➢变阻器：调节电流
➢钢轨绝缘：电气绝缘
➢轨道电路连接线：连接轨道电路送受端 变压器箱或电缆盒与钢轨
➢扼流变压器：轨道电路设备通过扼流变
压器接向轨道，p并pt课件传完整递信号信息
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工频轨道电路
• 50HZ相敏轨道电路 ➢由轨道电源变压器、送电端限流电阻、送电 端扼流变压器、受电端轨道变压器、受电端 扼流变压器、二元二位轨道继电器组成 ➢特点：提高了绝缘破损的防护性能；延长了 极限长度；提高了系统的抗干扰能力。 ➢微电子相敏轨道电路
❖ AF-904系统设备按地点可分为轨旁设备 和信号室内设备两部分
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数字无绝缘轨道电路
➢AF-904的工作原理和特性 ❖AF-904轨道电路采用了9.5~16.5kHz频率范围
内的8种音频信号(频差1 kHz)，频偏为 ±200Hz。 ❖①分路灵敏度(在轨道电路的发射端，接收端和 中间点电阻为0.25Ω)；②轨到轨列车检测信号 峰-峰值(最小250mV)；③道碴电阻(最小 2Ω/km)；④环境温度范围为-40℃~+70℃。
❖信号的采集和输出模块：主要是位于室外的无源器件，完成 发送码和接收码的阻抗匹配功能。
❖CPU处理器：负责完成信息的生成、编码、调制、解调以 及通信功能。
❖人机接口模块：提供一个接口，为人工操作以及监督提供可 视界面。
❖通信模块：完成子系统内ppt部课件以完整及和其它子系统的通信。 26
计轴器
• 问题的提出 ➢ 轨道状况的变化
➢ 有车：接收器R上因轨道电路被列车轮对短路而呈低电平 ，导致转换开关S落下，转而发送ATP信息电码。此时轨道 电路一方面向联锁装置给出轨道电路己被占用的通报，一 方面又承担起传送ATP信息电码的通道作用。
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数字无绝缘轨道电路
• AF-904系统
➢ AF-904系统功能和硬件结构
❖ AF-904系统是联锁逻辑处理单元和车载 设备之间的通信接口,执行正线区段的轨 道占用检测和数字车载信号的传输两大 功能。
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数字无绝缘轨道电路
➢ AF-904轨道电路的信号处理过程
❖AF-904轨道电路基于微处理器，它和联锁之间采用安全的 串口通信，在确保软件故障倒向安全的前提下，智能化程度 较高。和处理器相连的信号的流程可以分为信息采集和输出 模块、信息分析和处理模块、信息通信模块、人机接口模块 等4大功能模块。
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工频轨道电路
工作原理： ➢ 电源\钢轨中传输\继电器接受的均是交流，但 动作是直流 ➢ 轨道电路完整无车占用--GI↑，交流电压在 10.5-16v 左右，车占用时--GJ↓，GJ的交流残压 此时应低于2.7v。
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工频轨道电路
• 工频轨道电路各部件及其作用
➢轨道变压器 ：供电
➢当列车驶出区间，经过接车端计轴点时，接车端计数，接 车端将“计数”及“驶出状态”传给发车端。
➢当两端对“计轴数”及“驶入、驶出状”校核无误后方可 使两端轨道继电器吸起，给出所检测区间的空闲信号。
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计轴器
• 计轴器的组成
➢ 计轴探头 ➢电子连接箱(EAK) ➢计轴评估器(Ax1eCounterEvaluator)。
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轨道电路常见故障
• 分路不良 ➢分路不良故障是指轨道区段有车占用时 ，相关的轨道继电器不落下，控制台或 显示器对应区段不显示红光带。造成分 路不良的主要原因有轨道电路本身的故 障、轻车、轨面不清洁或生锈等原因。
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轨道电路常见故障
• 红光带
➢红光带故障指轨道区段没有车占用时，控制台 或显示器对应区段显示红光带。造成红光带的 主要原因有轨道电路送电电压底、道床潮湿肮 脏引起泄漏电流大、轨道电路断线或断轨等
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数字无绝缘轨道电路
• 数字无绝缘轨道电路
➢问题的提出 ❖50Hz工频轨道电路必须用绝缘节来分割，且只
能提供“有车”或“无车”两种信息。
❖牵引电流对轨道电路的干扰导致工频轨道电路 不能安全、可靠的工作。
❖分割轨道电路的绝缘节在安装时不得不锯断钢 轨，因而限制了列车速度的提高，而绝缘节易 于破损也成为信号技术的多发故障之一
源电压最低 ❖ 分路状态：道碴电阻最大，钢轨阻抗最小、电
源电压最大 ❖ 道碴电阻最大，钢轨阻抗最小、电源电压最大
，还有断轨地点。
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轨道电路的工作状态与基本参数
轨道电路分路的几个术语
列车分路电阻---列车车轮的接触电阻值 分路效应---列车分路，轨道继电器落下 分路灵敏度---在任一点分路，恰好是轨 道继电器落下的电阻值 标准分路灵敏度---0.06Ω