第四章_ZPW2000A移频自动闭塞

五、室内设备
1、发送器
用于产生、高精度高稳定移频信号。系统采用发送“N+1” 冗余方式。故障时，通过 FBJ接点转至“+l”FS设备。
2、接收器
图3-1-5 本轨道区段JS与邻轨道区段JS间关系
3、衰耗盘 用于实现主轨道电路、小轨道电路的调整。给出发送 和接收器故障、轨道占用表示及其它有关发送、接收用 +24V电源电压、发送功出电压、接收GJ、XGJ测试条件等 4、电缆模拟网络 电缆模拟网络设在室内，按0.5km、0.5km、1km、2km、 2km、2 x2km六节设计， 用于对SPT电缆长度的补偿，电 缆与电缆模拟网络补偿长度之和为10 km。

输出功率：不小于70W
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。
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 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
5.系统构成
主轨道电路 调谐区 （ 小轨道电路）
空 心 线 圈
机 械 绝 缘 节
调 谐 单 元
补偿电容
调 谐 单 元
空 心 线 圈
调 谐 单 元
匹 配 变压器
匹 配 变压器
匹 配 变压器
电缆模拟 网 络盘
电缆模拟 网 络盘
电缆模拟 网 络盘
衰耗盘 发送器 XGJ XGJH
衰耗盘
设备构成：
发送器 ZPW· F 接收器 ZPW· J 衰耗盘 ZPW· PS1 电缆模拟网络盘 ZPW· PML1 匹配变压器 ZPW· BP1 调谐单元 ZW· T1 空心线圈 ZW· XK1 机械绝缘空心线圈 ZPW· XKJ 网络接口柜 ZPW· GL-2000A 电缆模拟网络组匣 ZPW· XML 补偿电容 CBG1/CBG2 无绝缘移频自动闭塞机柜 ZPW· G-2000A 空芯线圈防雷单元 ZPW· ULG/ ZPW· ULG1 钢轨引接线
ZPW-2000A 无绝缘移频轨道电路在下列环境条件下应可 靠工作：
（ 1）周围空气温度：
室外：-40℃～+70℃
室内：-5℃～+40℃ （2）周围空气相对湿度：
不大于95%（温度30℃时）
大气压力：70kPa～106kPa （3）周围无腐蚀和引起爆炸危险的有害气体。
2.接收器 轨道电路调整状态下：

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
（a）低频信号
（b）整形后的低频信号 （c）载频信号 （d）调频信号
调制信号波形图
2.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。
6、无绝缘移频自动闭塞机柜
室内的发送器、接收器、衰耗盘均放臵在机柜上。 为便于维修，移频柜上的设备布臵需按区间闭塞分区 编号顺序进行。设备位臵排列应考虑与线路状态相对 应，便于根据设备表示及测试数据，分析设备运用及 故障状态。 每台机柜可放臵10套轨道电路设备，纵向5路组 合，每路组合可装两个轨道电路的设备，包括发送器、 接收器、衰耗盘各两台及发送、接收断路器、3 x18 柱端子各两个。发送断路器保险为10A，接收断路器 保险为5A。

ZPW-2000A
型 无 绝 缘 移 频 自 动 闭 塞 系 统 系 统 框 图
（1）调谐区(电气绝缘节) 调谐区既电气绝缘节，除车站进出站口交 界点外，各闭塞分区分界点均设电气绝缘节。 调谐区按29m长设计，它由调谐单元（称BA）及 空心线圈（称SVA）组成。其参数保持原“UM71” 参数，功能是实现两相邻轨道电路电气隔离。
③ SVA作抗流变压器用 SVA作抗流变压器时，其总电流≤200安(长时间）
如在道岔斜股绝缘两侧各装一台SVA，二中心线连接。
④可为谐振槽路提供一个较为合适的Q值 SVA对1700Hz感抗值有0.35Ω，对2600Hz也有 0.54Ω。在调谐区中，不能把它单作为一个低阻值分 路电抗进行分析，应将其作为并联谐振槽路的组成部 分。SVA参数的适当选择，能保证调谐区工作的稳定性。
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33.3mV（考虑到上下边频 幅度差，运用中，33～38mV）；
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）。
3. 直流电源 电压范围：23.5V～24.5V
补偿电容原理图
补偿电容的没臵方式宜采用“等间距法”， 即将无绝缘轨道电路两端BA间的距离L 按补偿电容总量N等分，其步长△=L/N。轨道电路两端按半步长△/2,中间按全步长△ 设臵电容，以获得最佳传输效果
（4）传输电缆
采用SPT型铁路信号数字电缆，线径为1.0mm，总长10km。 SPT数字电缆能实现1MHz(模拟信号)、2Mbit/s(数字信号) 以及额定电压交流750V或直流1100V及以下铁路信号系统中有 关设备和控制装臵之间的联接，传输系统控制信息及电能。可 在铁路电气化和非电气化区段使用。 6、调谐区设备与钢轨间的引接线 调谐区设备与钢轨间连接由3700mm、2000mm钢包铜引接线各 两根构成。分别用于调谐单元、空心线圈、机械绝缘节空心线圈等 设备与钢轨间的连接。
（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。
（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75mm2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。
图 防雷和电缆模拟网络原理框图
5 系统防雷
系统防雷由两部分构成：

室内防雷：该防雷设在室内发送端和接收端，实现对从电缆
室外防雷：对钢轨引入雷电冲击进行保护。横向防护防雷单
引入雷电冲击的横向、纵向防护。

元设在匹配变压器轨道输入端。纵向防护防雷单元设在空 芯线圈中心线与地之间。完全横向连接处不设防雷单元。
图3-2-2 低频编码条件的读取
4、移频信号产生
低频,载频编码条件通过并行输入／输出接口分别送到两个 处理器后，首先判断该条件是否有，仅有一路。满足条件后， CPU1 通过查表得到该编码条件所对应的上下边频数值，控制 移频发生器，产生相应 FSK 信号。并由 CPU1 进行自检，由 CPU2 进行互检，条件不满足，将由两个处理器构成故障报警。 为保证 “故障一安全” ， CPUl,CPU2 及用于 “移频 发生器” 的 “可编程逻辑器件” 分别采用各自独立的时钟 源。 经检测后，两处理器各产生一个控制信号，经过 “控 制与门” ，将 FSK 信号送至方波正弦变换器。
2300-2 1700-1 13.6 Hz 16.9 Hz
2000-2
2600-2 S行
2000-1
2600-1
2000-2
2600-2
4.ZPW2000A型自动闭塞系统特点
（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。
二、发送器原理 1.发送器结构图
图3-2-1 通用型发送器原理框图
2、微处理器、可编程逻辑器件及作用： (1)采用双处理器，双软件，双套检测电路,闭环检查 (2)处理器采用 80C196 ，其中CPU1 控制产生移频信号。CPU1、CPU2 还担 负着移频输出信号的低频,载频及幅度特征的检测等功能； (3)FPGA 可编程逻辑器件，由它构成移频发生器，并行输入/输出扩展接口, 频率计数器等。 3、低频和载频编码条件的读取
（2）匹配变压器
一般条件下，按0.3—1.0 Ω· km道碴电阻设计，用于实现 轨道电路（钢轨）与SPT铁路数字信号电缆的匹配连接。电 路见下图：
图3-1-3 匹配变压器原理
（3）补偿电容 采取分段加补偿电容的方法， 减弱电感的影响。 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，见下图
调 谐 单 元
空芯线圈
调 谐 单 元
F1
F2
29m
电气绝缘节原理图
SVA设在调谐区，归纳起来有以下作用： ①平衡牵引电流回流 SVA设臵在29米长调谐区两个调谐单元的中间， 由于它对于50Hz牵引电流呈现甚小的交流阻抗(约 lOmΩ)，故能起到对不平衡牵引电流电动势的短路 作用。
②对于上、下行线路间的两个SVA中心线可做等电位连接。 一方面平衡电路间牵引电流，一方面可保证维修人员及 设备安全（起纵向防雷作用）。等电位连接图如下：
ZWP-2000A移频自动闭塞

四班小组：CRH 2016年3月27日
小组成员介绍
汤迪（2014121792） 李德彬（2014121795） 黄静（2014121796） 赵原霄（2014121803）
一、ZPW2000A移频自动闭塞概述
1.移频自动闭塞原理
移频自动闭塞是以移频轨道电路为基础的自 动闭塞。它选用频率参数作为控制信息，采 用频率调制的方法，把低频信号(Fc)搬移到 较高频率工程(载频f0)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调频 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。
具体布臵时，将移频柜设备按区间闭塞分区顺序 布臵。按闭塞分区示意图应将上行端A1G-A5G、 B1G-B5G，共计10套设备放在第一个移频架上，其 顺序为： 1-A5G、3-A4G、5-A3G、7-A2G、9-A1G 2-B5G、4-B4G、6-B3G、8-B2G、10-B1G
闭塞分区编号示图
六、ZPW-2000A总技术条件 1.环境条件
与原有UM71 系统设备配套，其直流电压范围为 22.5～28.8V。
4.轨道电路 （1）主轨道电路工作值 240mV； （2）小轨道电路工作值 33.3mV； （3）分路灵敏度为0.15Ω； （4）主轨道电路分路残压为140mV（带内）；
设备原理说明 一、发送器的作用
ZPW-2000 A 型无绝缘轨道电路发送器，在区间 适用于非电化和电化区段的多信息无绝缘轨道电路 区段，在车站适用于非电化和电化区段站内移频电 码化发送。 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路发送器在 使用中产生 18种低频信号 8种载频 (上下行各四种) 的高精度、高稳定的移频信号；供自动闭塞、机车 信号和超速防护使用。有足够的输出功率，且能根 据需要调节发送电平；能对移频信号特征实现自检， 故障时给出报警“N+1”冗余运用的转换条件。
来自百度文库
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。