第四章客专ZPW-2000全解
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CANA CANB CANC
ZPW·PT型 调谐匹配单元
ZPW·XKD型 空心线圈 双体防护盒
ZPW·PT型 调谐匹配单元
电缆 总长7.5km或者10km ZPW·ML-K型 CANE 防雷模拟网络盘
ZPW·RS-K型 衰耗冗余控制器
FBJ(主)
FBJ(备)
ZPW·F-K型 发送器(主)
ZPW·F-K型 发送器(备)
匹配单元，减少了系统的设备数量，提高了系统的可靠性。
区间闭塞技术
2
客运专线ZPW-2000A轨道电路特点
• 优化了补偿电容的配置，采用25微法一种，不同的信号载频采用不同 的补偿间距；补偿电容采用了全密封工艺，提高了其容值稳定性和延 长了使用寿命。 • 加大了空心线圈的导线线径，从而提高了关键设备的安全容量要求。 • 客专ZPW-2000A轨道电路系统带有监测和故障诊断功能，系统的状 态修提供了技术支持。
输 出 控 制
控制 与门
功 出 检 测
CAND 总线 CANE 总线
CAND CANE
CAN 地址
安全 与门
FBJ
CAN地 址输入
区间闭塞技术
18
发送器
发送器故障表示灯含义
闪动次数 1 2 含义 低频编码无效 功出电压检测故障 可能的故障点 · 主发送器收不到同步帧，或收到无效低频编码； · 负载短路； · 功放电路故障； · 滤波电路故障； · 其它故障引起； · 时钟源故障； · 可编程逻辑器件故障； · 时钟源故障； · 可编程逻辑器件故障； · 时钟源故障； · 可编程逻辑器件故障； · 主发送器收不到同步帧，或收到无效载频编码； · CAND总线通信故障（线路故障或硬件故障）； · 列控中心故障，无下传编码数据； · 通信盘故障，无下传编码数据； · 收不到同步帧，或收到无效低频编码、载频编码； · CANE总线通信故障（线路故障或硬件故障）； · 列控中心故障，无下传编码数据； · 通信盘故障，无下传编码数据； · 收不到同步帧，或收到无效低频编码、载频编码；
区间闭塞技术
11
站内道岔轨道区段
站内道岔轨道区段
A ZPW.BPLN
BE（A）
BE（B）
B
ZPW.BPLN
A
B
区间闭塞技术
12
道岔区段内车载信息连续性
道岔区段内，由于道岔结构、绝缘节设置和道岔 跳线设置等，均会引起机车车载信号在岔区内信 息不连续的问题。现以单开道岔为例说明车载信 息连续性。 对于单开道岔区段的轨道电路，如果按照传统方 式安装道岔跳线，则在弯股上机车车载信号设备 的接收线圈下方，钢轨内的车载信号电流量不足 以动作车载信号设备或无信号电流，
CANA
列控中心
微机监测
机械-电气绝缘节
区间闭塞技术
CANC
ZPW·J-K型
ZPW·F-K型 发送器(主)
ZPW·F-K型 发送器(备)
5
站内ZPW-2000A轨道电路
• 站内道岔区段轨道电路采用“分支并联”一送一受轨道电路结构。
27 ～ 30m
道岔轨道区段
道岔轨道区段
13～15
m 7.5～8m 1～1.5m
区间闭塞技术
7
•空间上连续
客运专线车站轨道电路采用“机械绝缘节，因 此，在站内，列车车载信息在机械绝缘节处和道 岔的弯股必然存在列车车载信息连续性的问题。 下面就具体分析各种情况下的列车车载信息空间 连续性问题。
区间闭塞技术
机械绝缘节处信息的空间连续
机车过机械绝缘节时，因受到轨道电路设备安装位置的 限制和机车的车载信号接收感应器的安装位置限制，机 车的车载信号接收感应器在轨道电路的机械绝缘节两边 均存在一段机车的车载信号接收“盲区”。
鱼尾板 绝缘节
8
区间闭塞技术
9
1.6~1.8m 1.0m A 运行方向 B 0.6~0.8m C D
机车车载信号 接收线圈 绝缘节 发送设备
鱼尾板
区间闭塞技术
10
机械绝缘节处信息的空间连续
机车的第一轮对从A点开始至轨缝C点相当于接收线圈自 B点运行至D点的范围内。当机车车载信号设备的接收线 圈在B～D间，因钢轨内无电流或电流量不足而造成机车 车载信号设备的接收中断。只有当线圈已越过轨缝1.0m 或机车的第一轮对已越过轨缝，其前方的轨道电路区段 被机车分路时，则机车车载信号设备的接收线圈下方钢 轨内的车载信号电流才能够大于或等于机车信号入口电 流，车载信号设备可重新可靠地接收机车信号车载信息 。这一接收“盲区”约为1.6～1.8m。
3 4 5 6 7
低频频率检测故障 上边频检测故障 下边频检测故障 载频编码无效 CAND总线通信故障
8
CANE总线通信故障
区间闭塞技术
C D
道岔轨道区段
道岔轨道区段
G
F E
0.5～0.8m
适配器 扼流变压器箱
适配器 扼流变压器箱
匹配单元 ZPW.BPLN
双 体 防 护 罩
双 体 防 护 罩
匹配单元 ZPW.BPLN
适配器 扼流变压器箱
适配器 扼流变压器箱
FST
带适配器 扼流变压器 BES(K)-1000/ZPW 带适配器 扼流变压器 BES(K)-1000/ZPW
区间闭塞技术
17
发送器
• 发送器原理框图
CAND 总线 CANE 总线 CAND CANE
CAN地 址输入
CAN 地址
载频 条件 输入
CPU1 载频条 件读取 移 频 发 生 器 载频条 件读取 CPU2
频 率 检 测 频 率 检 测 输 出 控 制
功 出 检 测 滤波 功放
至 钢 轨
载频 条件 输入
区间闭塞技术
站道岔区段轨道电路信息连续性
6
客运专线列车控制系统的机车车载设备，要求地 面轨道电路系统提供列车车载信息，其传送的信 息必须能够时实、连续、稳定地被机车的车载设 备接收，这就要求地面轨道电路系统提供给列车 车载信号设备的信息，必须在时间和空间上是连 续的。 • 时间上连续 站内采用了与区间同制式的ZPW-2000A轨道电 路，可以确保地面轨道电路系统提供给列车车载 设备的信息在时间上是连续的。
FST
电缆
室 外
总长7.5km 总长7.5km
电缆
带适配器 扼流变压器 BES(K)-1000/ZPW
带适配器 扼流变压器 BES(K)-1000/ZPW
站防雷和电 缆模拟网络 ZPW.ML-K
冗余衰耗 控制器 ZPW.RS-K
室 内
站防雷和电 缆模拟网络 ZPW.ML-K
发送器 ZPW.F-K
接收器 ZPW.J-K
• 站内采用与区间同制式的客专ZPW-2000A轨道电路，提高系统的可
靠性。
区间闭塞技术
3
轨道电路系统原理框图
调谐区 △/2 △ △
ZPW·XKD型 空心线圈 双体防护盒
ZPW·PT型 调谐匹配单元 室外 电缆 总长7.5km或者10km 室内 ZPW·ML-K型 防雷模拟网络盘 CAND ZPW·RS-K型 衰耗冗余控制器 ZPW·J-K型 接收器 ZPW·JT型 通信接口板
• •
区间闭塞技术
15
道岔区段内车载信息连续性
采取在弯股上每间隔一定的距离就增设一组道岔跳线 ，以强制列车车载信号设备的控制信息电流流经 列车车载信号设备接收感应线圈下方的钢轨内。
区间闭塞技术
16
发送器
• 发送器采用1备1方式
FBJZ
主 发送器
FBJZ
FBJZ
备 发送器
FBJB FBJB
FBJB
客专ZPW-2000A轨道电路
1
客运专线ZPW-2000A轨道电路特点
• 客专ZPW-2000A轨道电路、接收器载频选择可通过列控中心进行集 中配置，发送器采用无接点的计算机编码方式，取代了既有ZPW2000A轨道电路系统的继电编码方式，取消了大量的编码继电器。 • 发送器由既有的N+1提高为1+1的备用模式，最大限度地降低了因设 备故障而影响行车。 • 将既有ZPW-2000A轨道电路的调谐单元和匹配单元整合为一个调谐
列控中心
微机监测
区间闭塞技术
电气-电气绝缘节
4
轨道电路系统原理框图
△/2 △ △ △/2 调谐区 股道 补偿电容
ZPW·XKJD型 机械绝缘节空心线圈 扼流适配变压器 扼流适配变压器 双体防护盒 ZPW·PT型 调谐匹配单元
ZPW·PT型 调谐匹配单元
ZPW·XKD型 空心线圈 双体防护盒
ZPW·PT型 调谐匹配单元
区间闭塞技术
13
道岔区段内车载信息连续性
信号电流流经路径可以看出，在弯股上存在机车车载 信号设备的接收线圈下方，钢轨内的车载信号电 流量不足以动作车载信号设备或无信号电流的问 题。
列车运行方向
接收设备
发送设备
区间闭塞技术
14
道岔区段内车载信息连续性
为了使地面轨道电路系统提供给列车车载信号设 备的信息在空间上连续，并且具有足以动作车载 信号设备，必须对道岔跳线采取如下措施： 道岔跳线换位。 增设道岔跳线。 采取上述措施后，可以使运行于道岔区段内的列 车，在弯股的无受电分支的任何地点均能连续、 正确和稳定可靠地接收到列车车载信号设备的控 制信息。
电缆
室外
电缆
总长7.5km或者10km ZPW·ML-K型 防雷模拟网络盘 CAND ZPW·RS-K型 衰耗冗余控制器 ZPW·JT型 通信接口板
CANB
总长7.5km或者10km 室内 CANE ZPW·ML-K型 防雷模拟网络盘 ZPW·RS-K型 衰耗冗余控制器
FBJ(主)
FBJ(备)
接收器
ZPW·PT型 调谐匹配单元
ZPW·XKD型 空心线圈 双体防护盒
ZPW·PT型 调谐匹配单元
电缆 总长7.5km或者10km ZPW·ML-K型 CANE 防雷模拟网络盘
ZPW·RS-K型 衰耗冗余控制器
FBJ(主)
FBJ(备)
ZPW·F-K型 发送器(主)
ZPW·F-K型 发送器(备)
匹配单元，减少了系统的设备数量，提高了系统的可靠性。
区间闭塞技术
2
客运专线ZPW-2000A轨道电路特点
• 优化了补偿电容的配置，采用25微法一种，不同的信号载频采用不同 的补偿间距；补偿电容采用了全密封工艺，提高了其容值稳定性和延 长了使用寿命。 • 加大了空心线圈的导线线径，从而提高了关键设备的安全容量要求。 • 客专ZPW-2000A轨道电路系统带有监测和故障诊断功能，系统的状 态修提供了技术支持。
输 出 控 制
控制 与门
功 出 检 测
CAND 总线 CANE 总线
CAND CANE
CAN 地址
安全 与门
FBJ
CAN地 址输入
区间闭塞技术
18
发送器
发送器故障表示灯含义
闪动次数 1 2 含义 低频编码无效 功出电压检测故障 可能的故障点 · 主发送器收不到同步帧，或收到无效低频编码； · 负载短路； · 功放电路故障； · 滤波电路故障； · 其它故障引起； · 时钟源故障； · 可编程逻辑器件故障； · 时钟源故障； · 可编程逻辑器件故障； · 时钟源故障； · 可编程逻辑器件故障； · 主发送器收不到同步帧，或收到无效载频编码； · CAND总线通信故障（线路故障或硬件故障）； · 列控中心故障，无下传编码数据； · 通信盘故障，无下传编码数据； · 收不到同步帧，或收到无效低频编码、载频编码； · CANE总线通信故障（线路故障或硬件故障）； · 列控中心故障，无下传编码数据； · 通信盘故障，无下传编码数据； · 收不到同步帧，或收到无效低频编码、载频编码；
区间闭塞技术
11
站内道岔轨道区段
站内道岔轨道区段
A ZPW.BPLN
BE（A）
BE（B）
B
ZPW.BPLN
A
B
区间闭塞技术
12
道岔区段内车载信息连续性
道岔区段内，由于道岔结构、绝缘节设置和道岔 跳线设置等，均会引起机车车载信号在岔区内信 息不连续的问题。现以单开道岔为例说明车载信 息连续性。 对于单开道岔区段的轨道电路，如果按照传统方 式安装道岔跳线，则在弯股上机车车载信号设备 的接收线圈下方，钢轨内的车载信号电流量不足 以动作车载信号设备或无信号电流，
CANA
列控中心
微机监测
机械-电气绝缘节
区间闭塞技术
CANC
ZPW·J-K型
ZPW·F-K型 发送器(主)
ZPW·F-K型 发送器(备)
5
站内ZPW-2000A轨道电路
• 站内道岔区段轨道电路采用“分支并联”一送一受轨道电路结构。
27 ～ 30m
道岔轨道区段
道岔轨道区段
13～15
m 7.5～8m 1～1.5m
区间闭塞技术
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•空间上连续
客运专线车站轨道电路采用“机械绝缘节，因 此，在站内，列车车载信息在机械绝缘节处和道 岔的弯股必然存在列车车载信息连续性的问题。 下面就具体分析各种情况下的列车车载信息空间 连续性问题。
区间闭塞技术
机械绝缘节处信息的空间连续
机车过机械绝缘节时，因受到轨道电路设备安装位置的 限制和机车的车载信号接收感应器的安装位置限制，机 车的车载信号接收感应器在轨道电路的机械绝缘节两边 均存在一段机车的车载信号接收“盲区”。
鱼尾板 绝缘节
8
区间闭塞技术
9
1.6~1.8m 1.0m A 运行方向 B 0.6~0.8m C D
机车车载信号 接收线圈 绝缘节 发送设备
鱼尾板
区间闭塞技术
10
机械绝缘节处信息的空间连续
机车的第一轮对从A点开始至轨缝C点相当于接收线圈自 B点运行至D点的范围内。当机车车载信号设备的接收线 圈在B～D间，因钢轨内无电流或电流量不足而造成机车 车载信号设备的接收中断。只有当线圈已越过轨缝1.0m 或机车的第一轮对已越过轨缝，其前方的轨道电路区段 被机车分路时，则机车车载信号设备的接收线圈下方钢 轨内的车载信号电流才能够大于或等于机车信号入口电 流，车载信号设备可重新可靠地接收机车信号车载信息 。这一接收“盲区”约为1.6～1.8m。
3 4 5 6 7
低频频率检测故障 上边频检测故障 下边频检测故障 载频编码无效 CAND总线通信故障
8
CANE总线通信故障
区间闭塞技术
C D
道岔轨道区段
道岔轨道区段
G
F E
0.5～0.8m
适配器 扼流变压器箱
适配器 扼流变压器箱
匹配单元 ZPW.BPLN
双 体 防 护 罩
双 体 防 护 罩
匹配单元 ZPW.BPLN
适配器 扼流变压器箱
适配器 扼流变压器箱
FST
带适配器 扼流变压器 BES(K)-1000/ZPW 带适配器 扼流变压器 BES(K)-1000/ZPW
区间闭塞技术
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发送器
• 发送器原理框图
CAND 总线 CANE 总线 CAND CANE
CAN地 址输入
CAN 地址
载频 条件 输入
CPU1 载频条 件读取 移 频 发 生 器 载频条 件读取 CPU2
频 率 检 测 频 率 检 测 输 出 控 制
功 出 检 测 滤波 功放
至 钢 轨
载频 条件 输入
区间闭塞技术
站道岔区段轨道电路信息连续性
6
客运专线列车控制系统的机车车载设备，要求地 面轨道电路系统提供列车车载信息，其传送的信 息必须能够时实、连续、稳定地被机车的车载设 备接收，这就要求地面轨道电路系统提供给列车 车载信号设备的信息，必须在时间和空间上是连 续的。 • 时间上连续 站内采用了与区间同制式的ZPW-2000A轨道电 路，可以确保地面轨道电路系统提供给列车车载 设备的信息在时间上是连续的。
FST
电缆
室 外
总长7.5km 总长7.5km
电缆
带适配器 扼流变压器 BES(K)-1000/ZPW
带适配器 扼流变压器 BES(K)-1000/ZPW
站防雷和电 缆模拟网络 ZPW.ML-K
冗余衰耗 控制器 ZPW.RS-K
室 内
站防雷和电 缆模拟网络 ZPW.ML-K
发送器 ZPW.F-K
接收器 ZPW.J-K
• 站内采用与区间同制式的客专ZPW-2000A轨道电路，提高系统的可
靠性。
区间闭塞技术
3
轨道电路系统原理框图
调谐区 △/2 △ △
ZPW·XKD型 空心线圈 双体防护盒
ZPW·PT型 调谐匹配单元 室外 电缆 总长7.5km或者10km 室内 ZPW·ML-K型 防雷模拟网络盘 CAND ZPW·RS-K型 衰耗冗余控制器 ZPW·J-K型 接收器 ZPW·JT型 通信接口板
• •
区间闭塞技术
15
道岔区段内车载信息连续性
采取在弯股上每间隔一定的距离就增设一组道岔跳线 ，以强制列车车载信号设备的控制信息电流流经 列车车载信号设备接收感应线圈下方的钢轨内。
区间闭塞技术
16
发送器
• 发送器采用1备1方式
FBJZ
主 发送器
FBJZ
FBJZ
备 发送器
FBJB FBJB
FBJB
客专ZPW-2000A轨道电路
1
客运专线ZPW-2000A轨道电路特点
• 客专ZPW-2000A轨道电路、接收器载频选择可通过列控中心进行集 中配置，发送器采用无接点的计算机编码方式，取代了既有ZPW2000A轨道电路系统的继电编码方式，取消了大量的编码继电器。 • 发送器由既有的N+1提高为1+1的备用模式，最大限度地降低了因设 备故障而影响行车。 • 将既有ZPW-2000A轨道电路的调谐单元和匹配单元整合为一个调谐
列控中心
微机监测
区间闭塞技术
电气-电气绝缘节
4
轨道电路系统原理框图
△/2 △ △ △/2 调谐区 股道 补偿电容
ZPW·XKJD型 机械绝缘节空心线圈 扼流适配变压器 扼流适配变压器 双体防护盒 ZPW·PT型 调谐匹配单元
ZPW·PT型 调谐匹配单元
ZPW·XKD型 空心线圈 双体防护盒
ZPW·PT型 调谐匹配单元
区间闭塞技术
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道岔区段内车载信息连续性
信号电流流经路径可以看出，在弯股上存在机车车载 信号设备的接收线圈下方，钢轨内的车载信号电 流量不足以动作车载信号设备或无信号电流的问 题。
列车运行方向
接收设备
发送设备
区间闭塞技术
14
道岔区段内车载信息连续性
为了使地面轨道电路系统提供给列车车载信号设 备的信息在空间上连续，并且具有足以动作车载 信号设备，必须对道岔跳线采取如下措施： 道岔跳线换位。 增设道岔跳线。 采取上述措施后，可以使运行于道岔区段内的列 车，在弯股的无受电分支的任何地点均能连续、 正确和稳定可靠地接收到列车车载信号设备的控 制信息。
电缆
室外
电缆
总长7.5km或者10km ZPW·ML-K型 防雷模拟网络盘 CAND ZPW·RS-K型 衰耗冗余控制器 ZPW·JT型 通信接口板
CANB
总长7.5km或者10km 室内 CANE ZPW·ML-K型 防雷模拟网络盘 ZPW·RS-K型 衰耗冗余控制器
FBJ(主)
FBJ(备)
接收器