ZPW-2000A型轨道电路的原理和技术

湖南铁路科技职业技术学院毕业论文课题：ZPW-2000A型轨道电路的原理和技术专业：城市轨道交通控制班级：城市轨道交通控制312-3班学生姓名：李魁指导单位：广铁（集团）公司指导教师：霍芳二零一五年四月十九日摘要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。

它克服了UM71在传输安全性和传输长度上存在的问题。

在轨道电路传输安全上，解决了轨道电路全路断轨检查、调谐区死区长度、调谐单元断线检查、拍频干扰防护等技术难题。

延长了轨道电路的传输长度。

采用单片微机和数字信号处理技术，提高了抗干扰能力。

ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统，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，电气绝缘节由空芯线圈、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，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、匹配单元、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继电器执行条件送至本区段接收器，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。

关键词：无绝缘轨道电路电气绝缘节目录第一章：概述 (4)第二章：ZPW-2000A型轨道电路 (5)2.1 轨道电路 (5)2.1.1轨道电路的作用 (5)2.1.2轨道电路的工作原理 (5)2.1.3轨道电路工作状态 (6)第三章ZPW-2000A 无绝缘移頻自动闭塞系统概述 (7)3.1 ZPW-2000A型自动闭塞的特点 (7)3.2 ZPW-2000A型自动闭塞系统的构成 (8)3.2.1 室外部分 (8)3.2.2 室内部分 (9)第四章ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路设备故障处理作业指导 (12)4.1 主题内容及适应范围 (12)4.1.1 作业目的 (12)4.1.2 作业流程图 (12)4.1.3 故障处理程序、项目、内容及相关标准 (12)4.1.4 人生安全控制措施 (16)结论 (16)参考文献 (16)第一章：概述铁路信号是组织行车运行，保证行车安全，提高运输效率，传递信息，改善行车人员劳动条件的关键技术。

铁路信号是铁路运输生产的一个生产部门，它在铁路现代化建设和国民经济发展中起着极其重要的作用。

想发展当前，由于铁路运输已向着高速高密和重载的方，所以铁路信号以成为实现运输管理自动化和列车运行自动控制以及改善铁路员工劳动条的重要技术手段。

铁路信号系统按其应用场所可分为车站信号控制系统、编组站调车控制系统、区间信号控制系统、铁路行车指挥控制系统及列车运行自动控制系统等。

区间信号自动控制是铁路区间信号闭塞及区段自动控制远程控制技术的总称，是确保列车在区间内安全运行的技术之一。

由于列车在线路上运行，不能以相互避让的方法避免迎面相撞。

加之列车速度快、质量大，从开始制动到停车需要行走较长的距离，这就产生了后续列车追撞前行列车的可能。

闭塞设备是保证列车在区间运行安全的设备。

铁路线路以车站（线路所）为分界点划分为若干区间，区间的界限在单线上以两个车站的进站信号机柱的中心线为车站与区间的分界线，在双线或多线上，分别以各线路的进站信号机柱或站界标的中心线为车站与区间的分界线。

为了提高线路通过能力，在自动闭塞区段又将一个区间划分为若干个闭塞分区，以同方向两架通过信号机作为闭塞分区的分界线。

为了保证列车在区间内的运行安全，列车由车站向区间发车时必须确认区间（分区）内没有列车并须遵循一定的规律组织行车，以免发生列车正面冲突或追尾等事故。

这种按照一定规律组织列车在区间内运行的方法一般叫做行车闭塞法简称闭塞。

随着高速铁路的发展，列车运行自动控制设备水平也在不断提高，由列车超速防护提高到列车自动限速和列车自动运行等新技术。

机车信号和列车超速防护系统的行车命令目前还是来自地面自动闭塞的轨道中传递的信息。

随着数字化、无线传输技术、漏泄电缆及卫星定位技术的发展，依靠这些技术实现列车和地面控制中心、列车和列车之间的信息传输，就不需要将区间划分为固定的若干分区，来调整列车之间的追踪间隔。

而是两个列车通过数据传输，自动的计算出实时的列车追踪安全间隔，使两列车之间的间隔最小，从而提高了行车密度和区间通过能力。

这种列车运行间隔自动调整又可称为移动自动闭塞，这种设备代表了区间闭塞技术的发展方向。

目前为了保证行车安全，加强信号设备管理检测信号设备的运用质量和更好的进行科学的故障分析，所以大量的新技术、新设备在铁路信号系统尤其是区间信号系统中得到广泛的应用，使铁路信号设备的技术水平得到了很大的提高。

像以数字信号处理技术为基础的通用式机车信号系统，引进的法国高速铁路所使用的U-T系统，以及我国自行研制的新型移频自动闭塞系统，如ZPW-2000A，都已被广泛的应用。

第二章：ZPW-2000A型轨道电路2.1 轨道电路2.1.1轨道电路的作用轨道电路是信号联锁的室外重要设备，起着保证行车和调车作业安全的作用。

它可以检查和监督股道是否占用，防止错误的地办理进路。

可以检查和监督道岔区段有无机车车辆通过，锁闭占用道岔区段的道岔，防止在机车车辆经过道岔时扳动道岔。

检查和监督轨道上的钢轨是否完好，当某一轨道电路区段的钢轨折断时轨道继电器也将因无电而释放衔铁，防护这一段股道的信号机也就不能开放等。

传输不同的信息，使信号机根据所防护区段及前方邻近区段被占用的情况的变化而变换显示。

2.1.2轨道电路的工作原理当闭塞区间内无列车行驶时，电流会从电源经由轨道流经继电器，并使其激磁带动接点，接通绿灯之电路(号志机立即显示平安通行)。

轨道电路当有列车驶入闭塞区间时，电流改行经列车车轴，并不会流经继电器，继电器因失去电流而失磁，接点接通红灯之电路(号志机立即显示险阻禁行)。

假若轨道断裂，轨道电路因此阻断，造成继电器失磁，同样的号志机亦会显示险阻禁行的讯息，仍可保障列车行驶安全。

当列车驶离整个区间，继电器便会重新激磁，绿灯便会再次亮起，其他列车便可进。

当设有轨道电路的某段线路上空闲时；轨道电路上的继电器有足够的电流通过，吸起被磁化的衔铁，闭合前接点，从而接通色灯信号机的绿灯电路，显示绿色灯光，表示前方线路空闲，允许机车车辆占用。

当机车车辆进入该线路区段时，由于轮对电阻很小，使轨道电路短路，继电器吸力减弱，释放衔铁，使之搭在后接点上，接通信号机的红灯电路，显示禁行信号。

轨道电路的这一工作性能，能够防止列车追尾和冲突事故，确保行车安全。

轨道电路的另一个重要作用是能发现钢轨发生断裂。

在充当导线的钢轨安全无事时，轨道电流畅道无阻，继电器工作也正常。

一旦前方钢轨折断或出现阻碍，切断了轨道电流，就会使继电器因供电不足而释放衔铁接通红色信号电路。

此时，线路虽然空闲，信号机仍然显示红灯，从而防止列车颠覆事故。

2.1.3轨道电路工作状态根据轨道电路的基本要求，在设计、计算和研究时，应分析以下三个状态：1. 调整状态是轨道电路空闲、线路完整，受电端正常工作时的轨道电路状态；其最不利条件是参数的变化是通过轨道继电器的电流最小，即电源电压最小，钢轨阻抗最大而道渣电阻最小。

2. 分路状态是两条钢轨间被列车车轮对或其他导体连接，使轨道电路受电端设备能反映轨道被占用的轨道电路状态；其最不利条件是参数的变化是通过轨道继电器的电流最大，即电源电压最大，钢轨阻抗最小而道渣电阻最大。

3. 断轨状态是轨道电路的钢轨被折断时，轨道电路受电端设备能反映钢轨断轨的轨道电路状态；其最不利条件是参数的变化是通过轨道继电器的电流最大，除了与电源电压最大，钢轨阻抗最小有关系外，还与断轨地点和道渣电阻大小有关第三章ZPW-2000A 无绝缘移頻自动闭塞系统概述3.1 ZPW-2000A型自动闭塞的特点1.解决了调谐区断轨检查，实现轨道电路全程断轨检查，大幅度减少了调谐区死区长度（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.通过系统参数优化，提高了轨道电路传输长度，将1.0Ω.km道床电阻的轨道电路传输长度提高了44%（从900m提高到了1300m）。

3.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，将电气一机械绝缘节的轨道电路长度提高了62.5%（从800m提高了1300m),改善了低道床电阻轨道电路工作的适应性。

4.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。

5.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。

6.采用长钢包铜引接线取代75mm2铜引接线，利于维修。

7.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；8.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3.2 ZPW-2000A型自动闭塞系统的构成系统结构ZPW-2000A型无绝缘自动闭塞系统有电气—电气绝缘节（JES—JES)结构和电气一机械绝缘节（JES—BA//SVA`)结构两种。

两者电气性能相同。

发送器采用“N+1”冗余方式，接收器采用“0.5+0.5”冗余方式，以保证接受系统的高可靠运用。

ZPW-2000A型无绝缘轨道电路将轨道电路分为主轨电路和调谐区短小轨道电路两部分，并将小轨电路视为列车运行前方主轨电路的所属“延续段”。

发送器同时向线路两侧主轨电路、小轨电路发送信号。

接收器除接收本主轨电路频率信号外，还同时接收相邻区段小轨电路的频率信号。

接收器采用DSP数字信息处理技术，将接受到的两种频率信号进行快速傅氏变换（FFT)，获得两种信号能量谱的分布。

接收器用于接收主轨电路信号，并在检查所属调谐区小轨电路状态（XGJ、XGJH)条件下，动作本轨道电路的轨道继电器（GJ)。