5-轨道电路-2

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JJF110
图
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三、25Hz轨道电路原理
从电网送入50Hz电源，经专设的25Hz分频器 分频作为轨道电路专用电源。 由25Hz电源屏分别 供出25Hz轨道电源和局部电源 。 轨道电源由室内供出，通过电缆供向室外，经 送电端变压器、送电端限流电阻、送电端扼流变压 器、钢轨线路、受电端扼流变压器、受电端中继变 压器、电缆线路送回室内，经过室内防雷硒堆Z、 防护盒给二元二位继电器的轨道线圈供电。 局部线圈的25Hz电源由室内供出，当轨道线 圈和局部线圈所得电流满足规定的相位和频率要求 时二元二位继电器吸起，轨道电路处于工作状态。
移频信号波形图
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一、国产移频轨道电路
国产移频轨道电路: 频偏：±50Hz， 载频：下行：550、750Hz； 上行：650、850Hz
1、ZP-89型8信息移频轨道电路（书中P133图有误） •低频信息：8、9.5、11、15、13.5、16.5、20、26HZ •发送设备：发送盘（双机热备）、站内防雷单元、电缆 模拟网络。 •接收设备：接受盘（双机并用）、衰耗隔离盒、室内防 雷单元、电缆模拟网络。 电缆模拟网络：由电阻、电容、电感组成，相当于9.5KM 电缆，分为 5 个单元，可以根据现场实际需要进行调整， 使接受和发送设备具有相同的电缆负载，便于轨道电路的 调整及构成双向自动闭塞。
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局部线圈
二元二位继电器
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3.防雷硒堆
25Hz相敏轨道电路防雷硒堆电容盒
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4、防护盒（HF）
作用：减少25Hz信号在传输中的衰耗和相移；减少50Hz 干扰电流。 原理：L/C串联谐振电路，谐振频率50Hz。 对于50Hz呈串联谐振，相当于15Ω电阻，以抑制干扰电流； 对25Hz信号电流，L、C电路相当于一个16uf的电容，对 无功分量进行补偿，减少了轨道电路传输衰耗和相移的作 用。
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BG25 变压器
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2、送电端限流电阻（Rx）
作用：防止车辆在送端轨面上分路时，分路电流过大烧毁 轨道变压器；提高分路灵敏度。
阻值使用规定： 1、道岔区段送端有扼流时为4.4 Ω ，不带扼流时为1.6 Ω
2、无岔区段送端有扼流时为4.4 Ω ，不带扼流时为0.9 Ω
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3、10A熔断器
作用：50Hz干扰电流过大时，防止损坏信号器材。
相邻闭塞分区的轨道电路采用不同的频率，由接 收端的陷波器强制衰耗。它对本闭塞分区的频率呈低 电阻，对相邻闭塞分区的频率呈高阻。
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二、从法国引进的UM71轨道电路
•UM71：U为通用、M为调制、 71指1971年研制成功
•UM71属于无绝缘移频轨道电路。 • “无绝缘”——无机械绝缘，但有电气绝缘来实现 相邻轨道电路的电气隔离。
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（2）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。 ①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； ② 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； ③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。
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二、25Hz相敏轨道电路设备构成
送电端：送电端电源变压器(BG25)、送电端限流电阻(RX)、 送电端扼流变压器(BE25)、熔断器(RD1 、RD2)； 受电端：受电端扼流变压器(BE25)、受电端中继变压器 (BG25)、RD3熔断器、防雷硒堆Z(耐压值>100V)、防护盒 (HF)、轨道继电器（GJ）、25Hz电源屏。（书中P127有误）
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1、电气绝缘节（谐振式）
（1）定义 由调谐单元BA1、BA2、空心线圈 SVA及26m长 的钢轨构成电气调谐区，又称电气绝缘节，实现相邻 轨道电路的隔离。
（2）工作原理 调谐区对于本区段载频呈现并联谐振（电流谐振）， 利于本区段信号的传输和接收； 对于相邻区段载频信号呈现串联谐振（零阻抗），可 靠地短路相邻区段信号，防止越区传输。
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2、ZPW2000A型自动闭塞系统特点
(I)在解决调谐区断轨检查后，实现了对轨道电路全程断 轨的检查，大幅度减少了调协区死区长度(20m减小 到5m以内)，实现了对调谐单元的断线检查和对拍频 信号干扰的防护，大大提高了传输的安全性。 (2)利用新开发的轨道电路计算软件实现了轨道电路参 数的优化，大大提高了轨道电路的传输长度，将 1.0kmΩ道碴电阻的轨道电路传输长度提高了44%(从 900m提高到1300m)，将电气-机械绝缘节的轨道电 路长度提高了62.5%(800m提到1300m)，改善了低 道床电阻轨道电路工作的适应性。
第三节
25Hz相敏轨道电路
电气化牵引区段对轨道电路的特殊要求
1、必须采用非工频制式的轨道电路。 钢轨既是牵引电流的回流通道，又是轨道电路信 号电流的传输通道。
2、必须采用双轨条式轨道电路。 用扼流变压器沟通牵引电流成双轨条回流，轨道 电路处于平衡状态，便于实现站内电码化。 3、交叉渡线上两根直股都通过牵引电流时应增加绝 缘节。
移频信号的作用： a. 检查区段是否空闲，控制地面信号机显示 b. 向机车传递信息，控制机车信号显示
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4、UM71技术指标
载频f0： 下行1700、2300Hz； 上行2000、2600Hz
频偏Δf：±11Hz 低频Fc：从10.3Hz至29Hz每隔1.1Hz呈等差数列共18个。
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三、ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路 1、ZPW-2000A轨道电路工作原理
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图5.21 25Hz相敏轨道电路原理图
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交流二元二位继电器吸起的三个条件： 1.电源为25Hz交流电；

2.局部电压相位超前轨道相位90°时，接通前接点； 3.局部线圈供电电压为110V；轨道电源为220V，轨 道线圈供电电压高于18V。
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四、各主要部件作用
（一）室内部分
1．25Hz相敏轨道电路电源屏
4、钢轨接续线的截面加大，且必须双套。
5、道岔跳线和钢轨引接线截面加大，引接线要等阻。
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电气化区段站内轨道电路制式
我国电气化铁路采用的轨道电路制式有：
（1）75Hz交流计数电码轨道电路。 （2）25Hz交流计数电码轨道电路。 （3）移频轨道电路。 （4）25 Hz相敏轨道电路。
（5）不对称脉冲轨道电路。
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一、25Hz相敏轨道电路概述
25Hz 相敏轨道电路是电力牵引区段较为常 用的一种轨道电路，它也可用于非电化区段，是 应用较为广泛的一种轨道电路制式。
由于25Hz相敏轨道电路采用低频传输，轨道 继电器采用二元二位继电器，具有相位选择性和 频率选择性。 优点：具有相对传输损耗小，执行设备灵敏度高， 抗干扰能力强等； 缺点：设备故障点多，工作电源需两种（局部电 源110V及轨道电源220V）。
UM71轨道电路采用的是谐振式无绝缘轨道电路。由设在室内的发 送器、接收器、轨道 继电器和设在室外的调谐单元、空心线圈、带模 拟电缆的匹配变压器及若干补偿电容组成。
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3、UM71轨道电路原理
地面发送：UM71轨道电路谐振式无绝缘的轨道电 路，它是由发送器FS在编码系统指令控制下，产生低频 调制的移频信号，经过电缆通道、匹配单元TDA及调谐 单元BA，送至轨道; 地面接收：从送电端传输到受电端调谐单元BA再 经接收端的匹配单元、电缆通道，将信号送到接收器JS 中，接收器将调制信号进行解调放大后，动作轨道继电 器GJ，用以反映列车是否占用轨道电路。 机车接收：钢轨上传输的低频信息，经机车接收 线圈接收送给车载系统，供机车信号、速度监控使用。
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(3)用SPT国产铁路信号数字电缆取代法国的ZCO3型 电缆，线径由1.13mm降至1.0mm，减少了备用 芯组，加大了传输距离(从7.5km提高到10km)， 使系统的性能价格比大幅度提高，显著降低了工 程造价。调谐区设备的铜引接线用钢包铜线取代， 方便了维修。
(4)用单片微机和数字信号处理芯片代替晶体管分立 元件和小规模集成电路，提高了发送移频信号频 率的精度和接收移频信号的抗干扰能力。 (5)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，提高了系统可靠性，大幅度提 高了"系统无故障工作时间"。
牵引线圈
牵引线圈
信号线圈
信号线圈
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五、25Hz轨道电路种类
按是否设有扼流变压器分：送电端、受电端均设扼 流变压器和送电端、受电端均不设扼流变压器 。 按受电端个数分：一送一受、一送二受、一送三受 （一送最多三受）。
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第四节
移频轨道电路
移频轨道电路的概念
移频轨道电路是移频自动闭塞的基础，又用作监督 该闭塞分区的空闲。 它选用频率作为控制信息，采用频率调制的方式， 把低频调制信号FC搬移到较高频率上，以形成振幅不变 ，频率随低频信号的幅度作周期性变化的移频信号。 将此信号用钢轨作为传输通道来控制通过信号机的 显示，达到自动指挥列车运行的目的。
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工作原理： （1） 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。 电气绝缘节长度为29m。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”。
L C
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（二）室外部分
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10A熔断器
连接电码化
轨道变压器 送电Байду номын сангаас限流电阻
感容盒
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1、轨道变压器（BG25）
送、受电端使用同一类型。 用于送端时作为供电变压器，降压，根据轨道电路的 类型、长度来调整电压； 用于受端时作为中继变压器，升压（1：13.89），为 使轨道继电器高阻抗与轨道的低阻抗相匹配，变比固 定。
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4、扼流变压器（BE25)
作用：用在送电端时降压，用在受电端时升压（变比1： 3 ）；主要是用来隔离牵引电流、沟通牵引电流。
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原理：当两根钢轨的50Hz的牵引电流分别由牵引线 圈两端流入，由中接点流出时，因为上下两线圈匝 数相同，而线圈中电流方向相反，则信号线圈中不 产生50Hz感应电流。 对于25Hz信号电流来说，从一个方向流经牵引 线圈，与信号线圈共同形成变压器，变比1：3。
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（3）主要缺点 调谐区长度为26米，与轨道电路载频、频偏、调 谐单元元件参数及钢轨材质参数等有关。该调谐区为 死区段，如果车短于26米或最外轴短于26米的车停在 调谐区内，不能实现占用检查；不能实现断轨检查。
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2、UM71设备组成
BA：调谐单元 SVA：空心线圈 TDA：匹配变压器 FS：发送器 JS：接收器 C：补偿电容
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2、ZP.Y1、2—18型18信息有绝缘移频轨道电路
与 8信息基本一致，只是接受、发送设备采用的 是单片微机和数字处理技术。低频信息有18种。
3、ZP.W1-18型18信息无绝缘移频轨道电路
采用的是强制衰耗式，为一送一受、电压发送、 电流接受。 电流接受方式是在两钢轨旁设置电流传感器，通 过感应方式接收信号，同时抵消钢轨中的牵引电流的 干扰。
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3、设备
室内： 1）发送器 ZPW· F 2）接收器 ZPW· J 3）采集衰耗器 ZPW· PS 4）防雷模拟网络盘ZPW· ML 5）防雷单元 ZPW· ULG 6）防雷模拟网络组匣 ZPW· XML1/T 7）无绝缘移频自动闭塞机柜 ZPW· G-2000A 室外： 1）匹配变压器 ZPW· BPL 2）调谐单元 ZPW· T 3）自动闭塞空心线圈 ZPW· XK 4）机械空心线圈ZPW· XKJ 5）补偿电容 CBG1/CBG2 6）钢轨引接线
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从图中可以看出，调频 信号的变化规律，是以载 频信号f0为中心，作上、下 边频偏移。 （a）当低频调制信号输出 低电位时，载频向下偏移 Δf(称为频偏)，为f1=f0- Δf ，叫低端载频或下边频； （b）当低频调制信号输出 高电位时，载频向上偏移 ，为f2=f0+Δf，叫高端载频 或上边频。 可见，调频信号是受 低频信号的调制而作上、 下边频的交替变化。

向 25Hz 相敏轨道电路提供 25Hz 220V 的轨道电源和
25Hz 110V局部电源。
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2、交流二元二位继电器
作用：反映轨道区段的占用和出清。 原理：它是一种交流感应式继电器。当该继电器通过规定 的交流频率电流， 局部线圈电压超前轨道线圈90o时吸 起。该继电器具有可靠的频率和相位选择性，对轨端绝 缘破损和外界牵引电流及其它频率干扰能可靠的防护。 轨道线圈