列车定位设备--轨道电路(PPT 81页)

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❖按机车牵引电流的回归方式分类 ▪ 单轨条轨道电路:利用轨道电路中一根钢轨作 为牵引电流回线的轨道电路。 ▪ 双轨条轨道电路:利用轨道电路两根钢轨作为 牵引电流回线的轨道电路。
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❖ 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
▪ 站内轨道电路用于站内各区段,一般只有监督 本区段是否空闲的功能,不能发送其他信息。 为了使机车信号在站内能连续显示,要对站内 轨道电路实现电码化,即在列车占用本区段或 占用前一区段时用切换方式或叠加方式转为能 发码的轨道电路。
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❖按轨道电路内有无道岔分类
站内轨道电路分为无岔区段轨道电路和道岔区段轨 道电路。
分路状态:道碴电阻最大,钢轨阻抗最小、电源电压 最大;
断轨状态: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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❖按适用区段分类
分为非电气化区段轨道电路和电气化区段轨道电路
▪ 非电气化区段轨道电路,没有抗电化干扰的特 殊要求,一般的轨道电路指非电气化区段轨道 电路。
▪ 电气化区段轨道电路,既要抗电化干扰,又要 保证牵引回流的畅通无阻。因钢轨中已流有 50Hz的牵引电流,轨道电路就不能采用50Hz, 而必须采用50Hz 以外的频率。对于有绝缘的轨 道电路,必须安装扼流变压器,使牵引回流能 顺利越过绝缘节,我国目前站内多采用25Hz 相 敏轨道电路,区间多采用无绝缘或有绝缘移频 轨道电路。
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❖ 轨道电路的分类 ❖按动作电源分类 分为直流轨道电路 (已经淘汰)和交流轨道电路 ( 低 频 300Hz 以 下 , 音 频 300~3000Hz , 高 频 10~40kHz)。 习惯上交流轨道电路就是指工频50Hz电源的交 流连续式轨道电路(480型轨道电路),电源频率 为25Hz和75Hz的轨道电路,也属于交流轨道电路 的范畴,要在名称上注明电源的频率。
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❖分路灵敏度:指的是在轨道电路的钢轨上,用一电 阻在某点对轨道电路进行分路,若恰好能够使轨道 继电器线圈中的电流减小到释放值(脉冲式轨道电 络为不吸起值),则这个分路电阻值就叫做轨道电 路在该点的分路灵敏度。
❖极限分路灵敏度:对某一具体的轨道电路来说,各 点的分路灵敏度中的最小值,就是该轨道电路的极 限分路灵敏度。
最小道碴电阻可能低到0.2Ω·km。
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▪ 钢轨阻抗 每一公里两根轨条(回路)的阻抗,称为单位
钢轨阻抗或简称钢轨阻抗,用小写字母z来表示 ,单位是Ω/km。它包括钢轨本身的阻抗以及 钢轨接头处的阻抗。
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当轨道电路中通以直流信号时,钢轨阻抗就是纯 电阻,称之为钢轨电阻。当轨道电路通以交流信 号时,除了有效电阻外,还有感抗存在,总的阻 抗比直流时要大很多。可用下列公式概算:
▪ 无岔区段轨道电路内钢轨线路无分支,构成较 简单,一般用于股道、尽头调车信号机前方接 近区段、进站信号机内方、两差置调车信号机 之间。
▪ 在道岔区段,钢轨线路有分支,道岔区段的轨 道电路就称为分支轨道电路或分歧轨道电路。 在道岔区段,道岔处钢轨和杆件要增加绝缘, 还要增加道岔连接线和跳线。当分支超过一定 长度时,还必须设多个受电端。
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5.2 轨道电路的基本工作状态和基本参数
❖ 轨道电路的基本参数 轨道电路的基本参数指的是它的一次参数和二次 参数。 ❖轨道电路的一次参数 轨道电路是通过钢轨传输电流的,轨道是具有低 绝缘电阻的电气回路,因此钢轨阻抗Z(钢轨电阻 R和钢轨电抗ωL的向量和)和漏泄导纳Y(漏泄电 导G和漏泄容抗的向量和)就成为轨道电路本身固 有的电气参数,所以轨道电路的一次参数就是Z、 Y、R、L 、G、C的总称。
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❖分路状态
轨道电路分路状态,就是当轨道电路区段有车占 用时,接收设备(如轨道继电器)应被分路而停止 工作的状态。
在分路状态,要求在任何情况下分路时(即在任 何地点、任何参数条件以及任意车轴数分路时), 应使轨道电路的接收设备处于不工作状态(对于连 续供电式轨道电路来讲,其轨道继电器应处于可靠 地落下状态)。
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zc1 zK1•zD1
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▪ 传输常数
根据定义,每一小段轨道电路的等效Γ型网的传 输常数为:
th& ZD1 ZD2
ZK1
ZK2
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❖ 轨道电路的基本工作状态 轨道电路的基本工作状态分为调整状态、分路状 态和断轨状态三种。轨道电路在各种工作状态下 ,要受到许多外界因素的影响,其中受道碴电阻 、钢轨阻抗和电源电压的影响最大。
• 强制衰耗式是在自然衰耗式的基础上,吸收电气 隔离式的长处(谐振回路的强制性衰耗)而形成 的。它采用电压发送、电流接收的方式,接收端 由电流传感器接收信号。
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❖按使用处所分类 分为区间轨道电路和站内轨道电路。
▪ 区间轨道电路主要用于自动闭塞区段,不仅要 监督各闭塞分区是否空闲,而且要传输有关行 车信息。
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❖按工作方式分类 分为闭路式轨道电路和开路式轨道电路。
闭路式和开路式轨道电路 Company Logo
❖按所传送的电流特性分类 可分为连续式、脉冲式、计数电码和频率电码式以
及数字编码式。 ▪ 连续式轨道电路中传送连续的交流或直流电流。
这种轨道电路的惟一功能是监督轨道的占用与 否,不能传送更多信息。 ▪ 脉冲式轨道电路(极性频率制、交流计数电码 制,不对称脉冲制和应答式脉冲制)
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❖标准分路灵敏度:标准分路灵敏度是衡量各种轨道 电路分路状态情况优劣的标准。我国规定一般的轨 道电路标准分路灵敏度为0.06Ω。 驼峰分路道岔区段的轨道电路标准分路灵敏度为 0.5Ω。驼峰高灵敏轨道电路标准分路灵敏度为3Ω。 UM71无绝缘轨道电路标准分路灵敏度为0.15Ω。
最不利条件:断轨时轨道电路的参数变化使得 轨道接收设备中获得最大电流值。这种条件是除了 钢轨阻抗模值最小、电源电压最大两个因素外,断 轨地点和道碴电阻的大小也有一定的影响。有一个 使接收设备中电流最大的最不利数值——临界断轨 地点和临界道碴电阻。
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❖ 轨道电路分路的几个术语 ❖列车分路电阻:列车占用轨道电路时,轮对跨在两 根钢轨上形成的电阻,就称为列车分路电阻。 列车占用轨道电路时,轮对跨在轨道电路的两 根钢轨上,这个跨接在钢轨上的轮对电阻。它的变 化范围可以从千分之几欧变化到0.06Ω。对于轻型 的轨道车可能要更大一些。 ❖分路效应:由于有列车分路而使轨道电路接收设备 中电流减少,并处于不工作状态的现象,称谓有分 路效应。
式、自然衰耗式、强制衰耗式)。 ▪ 有绝缘轨道电路用钢轨绝缘将轨道电路与相邻
的轨道电路互相隔离。 ▪ 无绝缘轨道电路在其分界处不设钢轨绝缘,而
采用不同的方法予以隔离。按原理可分为三种: 电气隔离式、自然衰耗式、强制衰耗式。
• 电气隔离式又称谐振式,利用谐振槽路,采用不 同的信号频率,谐振回路对不同频率呈现不同阻 抗,来实现相邻轨道电路间的电气隔离。
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▪ 计数电码轨道电路传送的是断续的电流,即由 不同长度脉冲和间隔组合成电码。电码由发码 器产生,同时只能发一种电码。传到受电端, 由译码电路译出,使轨道继电器动作。
▪ 移频轨道电路在钢轨中传送的是移频电流,在 发送端用低频(几赫至几十赫)作为行车信息 去调制载频(数百赫至数千赫),使移频频率 随低频作周期性变化。在接收端将低频解调出 来,去动作轨道继电器。移频轨道电路可传送 多种信息的信号。
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▪ 数字编码式轨道电路也采用调频方式,但它采 用的不是单一低频调制频率,而是一个若干比 特的一群调制频率,根据编码去调制载频,编 码包含速度码、线路坡度码、闭塞分区长度码、 路网码、纠错码等,可以传输更多的信息。
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❖按轨道电路的分割方式分类 分为有绝缘轨道电路、无绝缘轨道电路(电气隔离
z R j L 2 (r rj)j [L 2 (L m L i)] 1 0 3 ( /k m )
r ——单根钢轨的有效电阻(Ω/km); rj ——轨端接续线的有效电阻(Ω/km); Lj——轨端接续线的电感(mH/km); Lm——单根钢轨的内电感(mH/km); Lω——钢轨回路的外电感(mH/km); ω——信号电流的角频率(rad/s)。
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❖轨道电路的二次参数 轨道电路的特性阻抗Zc、传输常数γ,即轨道电路的
二次参数。 ▪ 特性阻抗
根据四端网链接的理论,可把长的轨道电路 分成n段,每段长为/n,每段可以用集中参数 的Γ型或T型、Π型四端网来代替,则长的轨道 电路就可以用n个Γ型四端网链接来代替,当 n→∞时,也能精确地算出始端电压和电流与终 端的电压和电流的关系。
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• 自然衰耗式,利用轨道电路的自然衰耗和不同的 信号特征(频率、相位等),实现轨道电路的互 相隔离,在接收端直接接收或通过电流传感器接 收。钢轨中的电流可沿正反两个方向自由传输, 基本上靠轨道的自然衰耗作用来衰减信号。道口 信号所用的道口控制器就采用这种方式的无绝缘 轨道电路。
分路状态的最不因素:当钢轨阻抗模值最小、道 碴电阻最大(一般令其为无穷大)、电源电压最高时 ,轨道电路的受电会出现最大值,
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❖断轨状态 轨道电路的断轨状态,是指轨道电路的钢轨在
某处折断时的情况。此时,虽然钢轨已经断开,但 轨道电路仍旧可以通过大地而构成回路,轨道电路 的接收没备中还会有一定数量的电流流过。
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❖调整状态 轨道电路调整状态是轨道电路空闲(无车占用)、
接受设备(如轨道继电器)正常工作时的状态。 最不利因素:道碴电阻最小、钢轨阻抗模值最
大、电源电压最低这三个不利因素。这些不利因素 ,构成了轨道电路调整状态的最不利工作条件。但 在这种最不利工作条件下,仍要求轨道接收设备上 的电压高于其工作门限。
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。 ❖站内轨道电路应用更为广泛。对于电气集中联锁来说, 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。对于列车超速防护来说,带有编码信 息的轨道电路是其车---地之间传输信息的通道之一。
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❖ 小结 ❖ 轨道电路基本工作状态
1、调整状态---空闲 2、分路状态---占用 3、断轨状态---故障
❖ 三种主要的影响因素
1、道碴电阻 2、钢轨阻抗 3、电源电压
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❖ 小结(续) ❖ 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、电源电压 最低;
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▪ 道碴电阻
道碴电阻是一个分布参数,通常以每一公里 钢轨线路所具有的漏阻值表示,称为单位道碴 电 阻 或 简 称 道 碴 电 阻 , 用 rd 表 示 , 其 单 位 是 Ω·km。
道碴电阻愈小,两钢轨间漏泄电流就愈大, 轨道电路消耗的电能就会增多。而且道碴电阻 值变化的范围越大,轨道电路的工作就越不稳 定。因此,要保证轨道电路稳定地工作,必须 尽可能地提高最小道碴电阻值。提高道床排水 能力,定期清筛道碴,及时更换腐朽及破裂的 轨枕等,都是提高道碴电阻值的有效措施。
章轨道电路
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5.1 轨道电路概述
❖ 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(轨 道继电器)等
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❖ 轨道电路的作用 ❖监督列车的占用 由轨道电路反映线路的空闲状况,为开放信号,建 立进路或构成闭塞提供依据; ❖传递行车信息 例如移频自动闭塞利用轨道电路传递不同的频率信 息来反映列车的位置,决定通过信号机的显示或决 定列车运行的目标速度,从而控制列车运行。
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