ZPW-2000A无绝缘轨道电路
ZPW-2000A型无绝缘轨道电路
ZPW-2000A型无绝缘轨道电路摘要：ZPW - 2000A 型无绝缘轨道电路是铁路信号的一个重要的组成部分。
该系统保持UM71无绝缘轨道电路整体结构上的优势，解决调谐区内断轨的检查，且减少调谐区的分路死区长度，并在系统中发送器采用“N + 1”冗余，接收器采用成对双机并联运用，提高系统可靠性。
本文将主要讲述一下ZPW - 2000A 型无绝缘轨道电路的技术特点，相关原理及一些常见故障的现象及处理。
关键词：ZPW - 2000A；型无绝缘轨道电路；故障一、ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统特征1. ZPW-2000A型无绝缘轨道电路主要技术特点ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统，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。
其主要技术特点是：充分肯定、保持UM71无绝缘轨道电路的技术特点和优势；解决调谐区断轨检查，实现轨道电路全程电气折断检查；减少调谐区分路死区；实现对调谐单元断线故障的检查；实现对拍频干扰的防护；通过系统参数优化，提高轨道电路传输长度；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；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提高一般轨道电路系统工作稳定性；采用国产信号数字电缆代替法国ZC03电缆，减小铜芯线经，减少备用芯组，加大传输距离，提高轨道电路系统技术性能价格比；采用长钢包铜引接线取代70mm2，铜引接线，利于防护和维修；发送、接收设备四种载频频率通用，减少电码化器材种类，减少运转备用数量，既有利于维护，又可降低工程造价；发送、接收设备有比较完善的检测功能，发送器可以实现“N+1”冗余，接收器可以实现双机互为冗余。
2. ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统构成ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统，采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。
ZPW-2000A轨道电路教材
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。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。
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 原理说明
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。
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70mm2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。
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
ZPW-2000A轨道电路分析及故障处理
毕业设计(论文)任务书本任务书下达给： 2011 级自动化专业学生王胜设计（论文）题目：ZPW-2000A轨道电路分析及故障处理一、设计（论述）内容通过ZPW-2000A轨道电路分析研究，为故障进一步快速的判断、快速的定位做好准备。
本文通过对ZPW-2000A轨道电路的组成及组成各部件的的一些作用进行了相应的阐述，然后通过理论的掌握提出日常维护与检修工作。
还有一些在2014年陇海线改造过程中，所发生的一些故障现象和处理方法。
主要完成以下的任务：1.对ZPW-2000A轨道电路结构进行分析；2.如何做好ZPW-2000A轨道电路日常维护工作；3.如何减少ZPW-2000A轨道电路故障的发生；4.通过实验及发生的故障现象进行总结；二、基本要求1.查阅大量参考文献，熟悉设计内容，掌握设计方法；能够熟知系统的工作原理，系统的结构，掌握各个部件的功能，尤其对于小轨的条件和主轨条件的掌握。
2.查阅与本课题相关资料；另外对一些简单的ZPW-2000A轨道电路故障能够进行判别及处理。
3.按照论文撰写格式完成毕业论文，并参加论文答辩；三、重点研究的问题1. ZPW-2000A轨道电路结构的组成部分；2. ZPW-2000A轨道电路各部的功能；3. ZPW-2000A轨道电路的日常维护；4. 如何减少ZPW-2000A轨道电路故障的发生；四、主要技术指标1.无绝缘轨道技术；2.光电隔离技术；3.冗余技术；五、其他要说明的问题下达任务日期： 2014年 6 月 1 日要求完成日期： 2014年 8 月 20 日答辩日期： 2014 年 8 月 22 日指导教师：开题报告题目：ZPW-2000A轨道电路分析及故障处理报告人：王胜 2014年7月 14 日一、文献综述铁路运输是以机车车辆等移动设备和铁路线路、桥梁隧道、站场等固定设备为基本设备，以车站为运输生产基地的实现旅客和货物运输的庞大系统。
在这个系统中，必须有一套行车指挥系统，以指挥行车按运行计划，安全有效地运行。
4-zpw-2000A轨道电路
一、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。
信息名称
U2S
L5
绿
U3
黄
机车信号显示 黄2闪
车信号载 L4 HB 频自动切 换
既有线机 13 14
轨道电路 15 16 占用检查， 不做机车 HU 信号信息
前方信号 17 18 机显示一 个红灯 H
检测码
绿
17
红黄闪
红黄
红 29
载频
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20.2 21.3 22.4 23.5 24.6 25.7 26.8 27.9
6
2 工作电源 直流电源电压范围： 23.5V～24.5V； 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。 3 轨道电路 分路灵敏度为0.15Ω，分路残压小于140mv。 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 继电器可靠落下。
”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）送至本轨道电路接收器，做为轨道继电
器（GJ）励磁的必要检查条件之一。
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主轨道和小轨道检查示意图
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ZPW—2000A型无绝缘轨道电路故障现象分析及处理
ZPW—2000A型无绝缘轨道电路故障现象分析及处理ZPW-2000A型无绝缘轨道电路是在法国UM71无绝缘轨道电路技术基础上改进而来，广泛的应用于我国的铁路闭塞系统，其正常工作是列车安全、高效运行的保证。
本文以现场实践为基础，对ZPW-2000A型无绝缘轨道电路在现场使用过程中的常见故障现象及处理方法进行总结，并对故障处理流程进行分析，总结其操作过程中需要注意的几点。
关键字：轨道电路调谐单元补偿电容故障处理ZPW-2000A型无绝缘轨道电路是在法国UM71无绝缘轨道电路技术基础上进行改进[1]，在保证系统安全性、传输稳定性和可靠性的前提下，较大程度的提高其抗干扰能力，以适应我国复杂的气候环境。
ZPW-2000A型无绝缘轨道电路提高技术性能、降低工程造价，能够满足主体化机车信号和列车超速防护系统对轨道电路安全性和可靠性的要求，广泛的应用于我国的铁路闭塞系统。
在铁路系统中，轨道电路系统一直是铁路线路灾害防治和设备安全风险管理的重点。
根据近几年各铁路局信号设备故障统计数据，可发现轨道电路故障发生最为频繁，在采用约占信号故障总量的36%[2]。
1 ZPW2000A型轨道电路结构组成ZPW2000A型轨道电路，如图1所示，由主轨道电路和调谐区小轨道电路两部分组成，其中调谐区小队到電路可视为列车运行前方主轨道电路所属的延伸段。
电气绝缘节是轨道电路实现与相邻轨道电路间电气分隔的部件，包括两个调谐单元（BA1/BA2）、一个空心线圈（SA V）和29m的钢轨组成，在主轨道区段设置补偿电容C。
轨道电路工作时，发送端产生信号经由发送端设备传输至发送端轨面，然后分别向主轨道电路方向和小轨道电路方向传输，主轨道电路接受处理来自主轨道电路的信号，小轨道电路信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将小轨道电路继电器执行条件传输至本轨道电路接收器，作为轨道继电器励磁的必要检查条件。
2 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路的室外故障现象及处理ZPW-2000A型轨道电路包括主轨道区段和小轨道区段，为了实现钢轨的无缝连接，取消了传统用于轨道电路绝缘的机械绝缘节，采用具有电气绝缘特性的电气绝缘节，ZPW-2000A型轨道电路电气绝缘节设计长度为29m，为了实现列车在该区域的占用检查，将去其构成一段小轨道电路，通过相邻区段轨道电路接收设备来检查该区段的占用与空闲。
轨道电路ZPW-2000概述
ZPW2000A移频自动闭塞1.1ZPW2000A闭塞系统概述一、概述1.载频、频偏的选择我国于20世纪90年代初引进法国高速铁路的UM71移频自动闭塞设备，并在此基础上结合我国国情研制了更加适应我国铁路的区间移频自动闭塞设备，该设备即为目前铁道部推广使用的ZPW-2000无绝缘轨道电路移频自动闭塞设备。
ZPW-2000无绝缘轨道电路移频自动闭塞低频、载频延用了UM71技术。
载频分别为四种：1700HZ、2000HZ、2300HZ、2600HZ。
其中上行线使用2000 HZ和2600 HZ 交替排列，下行线用l700HZ和2300 Hz交替排列。
UM71轨道电路的频偏Δf为11HZ。
UM71低频调制信号Fc(低频信息)从10.3 HZ 至29 HZ按1.1 HZ递增共18种。
即这18种低频信息分别为：10.3 HZ、11.4HZ、12.5 HZ、13.6 HZ、14.7 HZ、15.8 HZ、16.9 Hz、18 HZ，19.1 HZ、20.2 HZ、21.1H2、22.4 HZ、23.5 HZ、24.6 HZ、25.7HZ、26.8 HZ、27.9 HZ、29 HZ。
在低频调制信号作用下，一个周期内，信号频率发生f1、f2来回变化。
其中f1=f0 -Δf，f2=f0 +Δf 。
2.18信息的显示3.基本工作原理在移频自动闭塞区段，移频信息的传输，是按照运行列车占用闭塞分区的状态，迎着列车的运行方向，自动地向各闭塞分区传递信息的。
如图3-1-1所示，若下行线有两列列车A 、B 运行，A 列车运行在1G 分区，B 列车运行在5G 分区。
由于1G 有车占用，防护该闭塞正线通过信号L 码 11.4出站信号开放黄灯信号L U 码 13.6经18号道岔侧线通过U U S 码 19.1列车“直进”“弯出”通过 U 2 码 14.7 (出站信号开放)进站开放正线停车信号 U 码 16.9 进站开放侧线停车信号U U 码 18进站开放引导信号H B 码 24.6进站信号关闭H U 码 26.8 进站信号机前方有2以上闭塞分区空闲L 码 11.4前方只有2个闭塞分区空闲L U 码 13.6次架为进站信号机开放黄、闪黄信号U 2S 码 20.2(次架信号机显示U S U )次架为进站信号机开放双黄信号U 2 码 14.7(次架信号机显示U U ) 前方只有1个闭塞分区空闲U 码 16.9(次架信号机显示H )前方闭塞分区有车占用H U 码 26.8通过 或出站 信号机信号显示含义发送的低频码（H Z ）显示分区的通过信号机7显示红灯，这时7信号点的发送设备自动向闭塞分区2G发送以26.8 Hz调制的中心载频为2300Hz的移频信号。
ZPW2000A无绝缘轨道电路断轨故障的判断方法
区间轨道电路采用ZPW-2000A型无绝缘轨道电路，该制式轨道电路具有全程断轨检查功能，很大程度上提高了系统的安全性。
钢轨受环境、温度影响较大，冬季夜间及凌晨气温降至最低时，断轨现象不可避免。
受照明和交通条件的限制，凭眼睛检查断轨点是很费时也很困难的，对运输的干扰很严重。
断轨反映到信号设备故障，电务人员如何通过现有仪表和测试手段，迅速判断、确定断轨点显得尤为重要。
一、ZPW-2000A无绝缘轨道电路断轨实例XXX站控制台上行二离去区段2490G出现红光带，电务值班人员接到通知，到控制台确认现象后，去机械室测量，2490G衰耗盘主轨入为39mv，轨出1为14mv，轨出2为156mv，发送功出155V，前方区段2478G衰耗盘轨出2为153mv。
经室外现场测试查找，2490G主轨道断轨，通知工务抢修处理。
故障恢复。
如图1所示：从该故障的处理过程和测试数据（见下表）分1、故障区段2490G衰耗盘主轨轨入、轨出1电压明显下降，轨出2电压不变，证明接收通道正常，即室外接收设备至室内接收设备工作正常。
2、故障区段2490G发送电压正常，小轨道电压（2478G衰耗盘轨出2）略有增加，可以证明发送通道正常，即室内发送设备至室外发送设备工作正常。
3、故障范围是2490G主轨道内部。
主轨轨入、轨出1电压下降明显，可排除个别电容损坏或丢失情况，应为钢轨封连或钢轨断轨故障。
小轨道电压（2478G衰耗盘轨出2）基本不变，可判断为区段内部钢轨断轨。
4、断轨点前后轨面电压差别明显，或显著升高或显著降低，断轨处两侧电容的端电压或电流也差别明显。
补偿电容均匀分布，间隔小，电压高，易测试，应作为测试点。
下表为电容的电流值：C5、C6间电流变化比较大，可以判断：C5、C6间有断轨点。
经仔细查找，距C5 17m左右右侧钢轨有1.2mm左右的裂缝，及时通知工务处理。
至此，从故障发生到找到故障点仅用了24分钟，极大地压缩了故障时间。
二、ZPW-2000A型无绝缘轨道电路断轨检查功能分析1、主轨道电路可视为由许多图2所示的四端网络组成。
ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路的日常维护及故障处理
指导老师 答辩人 邓丽敏 童煜宏
ZPW-2000A系统设备的构成
• ZPW-2000A系统由室外和室内两部分组成，如图所示
ZPW-2000A系统设备的工作原理
• “f1”(f2)端BA的L1C1(L2C2)对“f2”（f1）端的频率为串联谐振，呈 现较低阻抗（约数十毫欧姆），称为“零阻抗”，相当于短路，阻止 相邻区段信号进入本轨道电路区段。 • “f1”（f2)端的BA对本区段的频率呈电容性，并与调谐区钢轨、SVA 的综合电感构成并联谐振，呈现较高阻抗，称为“极阻抗”(约2欧姆）， 相当于开路，以此减少对本区段信号的衰耗。
故障案列分析及处理
• • • • 案例7：SVA引线断 故障现象 某站ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路列车运行前方靠近相邻区段出现红光带，虽然轨道空闲，但是 衰耗盘面板上的“轨道占用”指示灯红灯亮。 故障分析
•
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因为是列车运行方向前方区段产生红光带，所以就很容易的判断出这和电气绝缘节有关系。
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ZPW-2000A轨道电路故障处理
• 电务人员接到行车人员关于轨道电路故障的通知后，立刻携带工具、仪表以及有 关的资料图纸到行车室，在“行车设备检查登记簿”上签到，向有关人员了解故障情况 和列车的运行情况。确认故障存在，登记要点停止使用设备，进行故障处理。 如果是电气化区段轨道电路故障，必须按照电气化区段相应的安全规范，在确保人身安 全的前提下进行故障处理。在查找故障过程中，若确认是结合部的故障，要立即通知车 站要求相关单位到现场配合进行处理，杜绝自行处理。电务部门积极准备材料和工具以 及其他部门人员配合，尽快处理故障，使设备恢复使用。 故障排除后，对涉及故障的有关设备，必须试验彻底，填写好故障设备联锁试验资料。 销记并填写故障修复时间和故障原因，如实向上级汇报。根据“三不放过”的要求及时 进行分析，吸取经验和教训，制定防范措施。
ZPW-2000A无绝缘轨道电路
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
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。
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。
图3-4 发送器外形及底座图片
图3-6 接收器外形及底座图片
图3-8 衰耗盘外形图片
图3-9 站防雷模拟网络盘外形图片
图3-16 调谐单元外形图片
ZPW-2000A无绝缘轨道电路故障判断方法分析
ZPW-2000A无绝缘轨道电路故障判断方法分析ZPW-2000A型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和送端调谐区小轨道电路两部分。
ZPW-2000A型无绝缘轨道电路故障判断分析需注意：不能以“轨入”电压作为判断故障的唯一依据，这是与UM-71设备的主要区别所在，因为ZPW-2000A设备增加了“衰耗盒”，接收器的工作值取决于经“衰耗盒”分频调整后的主轨道接收信息（指“轨出1”电压）和小轨道接收信息（指“轨出2”电压）。
不能单以测试数据符合标准范围确定好坏，而是测试数据必须与日常测试数据进行比较，再作出正确判断。
一、ZPW-2000A型无绝缘轨道电路发送无功出故障分析与判断结合发送盒工作条件和经验来分析判断发送无功出故障，最常出现的故障是编码电路故障（因为继电器接点是动态的）、模拟电缆故障和死机故障（当遇电源转换、打雷冲击等会造成发送盒内部自动保护）及发送器本身故障。
编码电路故障可根据列车的运行状态来判断（列车运行至前方某一区段时，本区段出现故障，列车再运行至前方更远的区段后，又恢复正常），查找方法是在故障情况下到编码组合根据判断的故障范围测试有关继电器接点电路的电压注意不要借KZ、KF电源测量，因为编码电路用的是QKZ电源，而跨组合借电源又不容易），在故障恢复的情况下检查有关配线。
死机故障可以通过松出发送盒半分钟再上好试验的方法来处理，如还不行则可能是发送盒本身故障。
发送器本身故障判断方法为首先用CD96-3A数字选频表在衰耗盘面板上“发送电源”插孔测试，工作电源正常，再用CD96-3A数字选频表选好相应频率，在衰耗盘面板上“发送功出”插孔测试，无电压输出。
即发送器工作电源正常，但没有功出电压输出则可判断为发送盒故障，更换发送盒进行恢复。
二、发送功出正常，接受电路故障分析与判断结合衰耗盒测试的“轨入”、“轨出1”、“GJ”、“XGJ”电压来分析判断接受电路故障，最常出现的故障是室外的补偿电容、电源引入线、匹配盒，室内的模拟电缆（含防雷装置）。
【201707-1】ZPW-2000A系统设备简介
空心线圈平衡牵引回流 示意图
第二章 设备结构、使用及原理说明
空心线圈技术指标
序号 1
项 目 指标及范围 电感 33.5μH±1μ
备 注 测试频率：1592 电 流 ： 2A±0.05A
H
电阻 18.5mΩ±5.
2
5mΩ
第二章 设备结构、使用及原理说明
3、机械绝缘节空芯线圈（XKJD） 用在车站与区间衔接的机械绝缘处，结构特征与空芯线圈一致，按频率分为四 种，与相应频率调谐单元相并联，可获得与电气绝缘节阻抗相同的效果。 工作原理
补偿电容
补偿电容用途：
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T数字电缆
主机与并机频率选择 均在接收器上进行。 主机+24V取自+24端子 并级+24V取自（+24） 端子
主机小轨道继电器XG
主机小轨道检查条件XGJ
发送接收报警接点
接收电源
第二章 设备结构、使用及原理说明
五、发送器 ZPW· F
安装在机械
第二章 设备结构、使用及原理说明
一、调谐区（电气绝缘节）
电气绝缘节由空芯线圈、29米长钢轨及调谐单元组成，实现相邻两轨道电路的电气 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
第二章 设备结构、使用及原理说明
电气绝缘节原理介绍
电气绝缘节原理图
第二章 设备结构、使用及原理说明
ZPW-2000A无绝缘轨道电路采集监测要点介绍
ZPW-2000A 无绝缘轨道电路采集 监测要点介绍
3 采集设备
系统对2000A轨道电路移频信息及特性开关量的采集 设备主要有3种类型：采集衰耗器、分线采集器和采集发送 检测器。其中由采集衰耗器和分线采集器完成对区间的 ZPW－2000A设备信息的采集；由采集发送检测器完成对 站内电码化的ZPW－2000A设备信息的采集。
ZPW-2000A 无绝缘 轨道电路采集监测要点介绍
ZPW-2000A 无绝缘轨道电路采集 监测要点介绍
主要内 容
第一章 系统构成 第二章 系统适用环境及技术特点 第三章 采集设备 第四章 采集处理器 第五章 微机监测站机扩展2000A监测功能 第六章 新建线的采用方式
ZPW-2000A 无绝缘轨道电路采集 监测要点介绍
ZPW-2000A 无绝缘轨道电路采集 监测要点介绍
二、系统适用环境及技术特点
2.1 适用环境条件 a）周围空气温度：-5℃～+40℃ b) 周围空气相对湿度：不大于95%（温度30℃时） c）大气压力：74.8kPa～106 kPa（相当于海拔高度
2500m以下） d）正弦稳态振动：10Hz～200Hz，加速度5m/s2 e）周围无腐蚀和无引起爆炸危险的有害气体。
ZPW-2000A 无绝缘轨道电路采集 监测要点介绍
系统结合了2000A轨道电路的传输特性，以采集器采集到的 现场实时数据为依据，除实现了常规监测功能外，还可以在 集中监测平台上实现丰富的专家分析诊断功能。系统实现了 对区段应用环境下道床条件的测算，通过现场数据变化对设 备异常给出预警和故障诊断信息，并能将采集设备状态、采 集数据、预警诊断信息实时提交信号集中监测系统站机。
ZPW-2000A型无绝缘轨道电路原理说明
原理说明1．系统原理ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路系统，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，由空心线圈、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，可靠地短路相邻区段信号，防止了越区传输，这样便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型无绝缘移频轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区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”。
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，该信号既向主轨道传送，也向小轨道传送。
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。
主轨道和调谐区小轨道检查原理示意图见图2-1。
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。
2．电路工作原理及冗余设计2．1 发送器2．1．1 用途ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路发送器在区间适用于非电码化和电码化区段18信息无绝缘移频自动闭塞，供自动闭塞、机车信号和超速防护使用。
在车站可适用于非电码化和电码化区段站内移频电码化发送，并可作站内移频轨道电路使用。
2．1．2 原理框图及电路原理简要说明同一载频编码条件，低频编码条件源，以反码形式分别送入两套微处理器CPU中，其中CPU1产生包括低频控制信号Fc的移频信号。
ZPW2000A轨道电路调整表
1 0.6 55 801 850 85.6 91. 9 78 0.242 0.70 0.360 1.046 0.46 1.34 1.81 1.96 127.8 139.6 0.25 0.28 3 130-
1 0.7 55 851 900 91.2 96. 9 74 0.240 0.65 0.376 1.030 0.48 1.32 1.83 2.00 127.8 139.6 0.25 0.28 3 130-
ZPW2000A 轨道电路调整表 使用说明 1 本调整表适用于 ZPW－2000A 型无绝缘轨道电 路设备 2 机车信号的轨道入口电流 1700Hz、2000Hz 和 2300Hz 按 500mA， 2600Hz 按 450mA 考虑。 3 本调整表满足调整、分路、断轨及机车信号各 种状态要求，其中：分路残压按 140mV。 4 传输电缆长度按 10km 计。 5 根据最低道碴电阻， 按 1700、2000、2300、2600 四个频率分别列表。
0.67
1.00 0.38 1.06 1.56 1.70 103.9 113.8 0.21 0.23 105-11
0.8 50 951 92.1
0.242
0.36
4
4
0
1 08
7
7 1 6 1 1 65 41 4 5
5
6
1
100 105
92. 1 6
0.69 0.41 1.20 0.44 1.27 1.92 2.07 128.5 140.3 0.26 0.29 130-14
0.8 50
88.2
0.246
3
5
10
9 17
4 9 1 3 1 4 8 62 95 4 0
2
ZPW-2000A 型无绝缘移频自动闭塞系统电路原理 (1)
接收器原理框图（如下图）
主轨道 A/D、小轨道 A/D：模数转换器，将主机、并机输入的模拟信号转换成计算机能处理的数字信 号。 CPU1、CPU2：是微机系统，完成主机、并机载频判决、信号采样、信息判决和输出驱动等功能。 安全与门 1～4：将两路 CPU 输出的动态 信号变成驱动继电器（或执行条件）的 直流输出。 载频选择电路：根据要求， 利用外部的接点，设定主机、并机载频 信号，由 CPU 进行判决，确定接收盒的 接收频率。 接收盒根据外部所确定载频 条件，送至两 CPU，通过各自识别，并 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。 两套 CPU 对外部四路信号进行单独的运 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 的方波，驱动安全与门。安全 与门收到两路方波后，就转换成直流电压 带动继电器。如果双CPU 的结果不一致， 安全与门输出不能构成，且同时报警。电 路中增加了安全与门的反馈检查，如果 CPU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，接收盒也报警。如果接收盒收到的信号电压过低，就认为是列车分路。
3、补偿电容作用
等效电路
＝
钢轨呈现感性在1700Hz、 2600Hz 有着甚高的感抗值阻碍了信息的传输为此在钢轨上一段距离 内加装有补偿电容见上图。 由于L 与C 的补偿抵消了钢轨电感，使钢轨呈现阻性并在BB、 CC呈现较高的阻抗和较高的电压。 当电容断线故障时由于补偿作用的消失钢轨感性的作用使信号在钢轨上产生较大的衰减，从而 降低了接收端电压使系统导向安全。 其补偿原理可理解为将每补偿段钢轨 L 与电容 C 视为串联谐振，见右 图。以此在补偿段入口端（A、B）取得一个趋于电阻性负载 R。并在 出口端（C、D）取得一个较高的输出电平。 一般载频频率低，补偿电容容量大；最小道碴电阻低，补偿电容容量大；轨道电路只考虑加大 机车信号入口电流，不考虑列车分路状态时，电容容量大。
ZPW-2000A轨道电路讲义
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。
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。
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
列车运行方向 甲站 6G 5G 4G 3G 2G 1G 乙站
移频轨道电路
信息接收
信息发送
列车运行方向 ： X 行 机车显示：L 地面显示：L 5G 1700-1 11.4Hz L L 4G 2300-1 11.4Hz LU LU 3G 1700-2 11.4 Hz U U 2G HU H 1G 2300-1 29 Hz
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
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：-40℃～+70℃；室内：-5℃～+40℃ 周围空气相对湿度：不大于95%（温度30℃时）
ZPW-2000A轨道电路 ppt课件
北京铁路信号工厂 2008年10月
PPT课件
1
主要内 容
第一章 概述 第二章 原理说明 第三章 设备结构及使用
PPT课件
2
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。
0.4 Ω ·km
0.3 Ω ·km
1700Hz
1500
824
674
574
424
2000Hz
1500
824
674
574
424
2300Hz
1500
824
624
524
424
2600Hz
1460PPT课件774
624
524
424 14
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。
PPT课件
6
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(断
轨是指电气折断）。
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
PPT课件
8
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：-40℃～+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：70.0kPa～106kPa（相对于海拔高度3000m以下）
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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：-40℃～+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） 周围无腐蚀性气体
8
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70mm2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。
2
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。
10
2 发送器
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。
0.3 Ω·km
1700Hz
1500
824
674
574
424
2000Hz
1500
824
674
574
424
2300Hz
1500
824
624
524
424
2600Hz
1460
774
624
524
424 15
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。
14
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 可靠落下。
传输长度见表1。
传 输
载
表1
道碴电阻 长
度
频
m
轨道电路传输长度
1.0
0.6
Ω·km Ω·km
0.5 Ω·km
0.4 Ω·km
ZPW-2000A 无绝缘 轨道电路介绍
重庆电务段职工培训系列教材 2009年1月
1
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。
5
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。
6
ZPW-2OOOA无绝缘轨道电路由较为完备的轨道电路 传输安全性技术及优化的传输系统参数构成。国家知识产 权局已受理了有关“钢轨断轨检查”、“多路移频信号接 收器”······等8项专利，成为我国目前安全性高、传输性 能好、具有自主知识产权的一种先进自动闭塞制式，为“ 机车信号做为主体信号”创造了必备的安全基础条件。
11
载频频率 下行：1700-1 1701.4 Hz
1700-2 1698.7Hz 2300-1 2301.4Hz 2300-2 2298.7 Hz 频偏：±11 Hz 最大输出功率：70W
上行：2000－1 2001.4 Hz 2000－2 1998.7Hz 2600－1 2601.4Hz 2600－2 2598.7 Hz
3
二、研制过程
该系统自1998年开始研究。2000年10月底，针对郑州局、 南昌局接连两次发生因钢轨电气分离式断轨，轨道电路得不到检 查，客车脱轨的重大事故，该系统提出了解决“全程断轨检查” 等四项提高无绝缘轨道电路传输安全性的技术创新方案，获得了 铁道部运输局、科技司的肯定。
4
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 术鉴定，决定在全路推广应用。
12
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）。
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4 工作电源
直流电源电压范围： 23.5V～24.5V； 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50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。