ZPW-2000A区间轨道电路学习资料

18 信 息 的
通 过 或 出 站 信 号 机
U2S码 20.2(次架信号机显示USU) LU 码 L 码 13.6 11.4 26.8 24.6 18 16.9 14.7 (出站信号开放)
显
示 意 义
进 站 信 号 机
HU 码 HB 码 UU 码 U 码 U2 码
UUS码 19.1 LU 码 L 码 13.6 11.4
系统防雷可分为室内室外两部分： 1.室外：防护从钢轨引入雷电信号，含横向、 纵向。 横向：为压敏电阻； 纵向：一般可通过空心线圈中心线直接接 地进行纵向雷电防护。
2.室内：防护由电缆引入的雷电信号，设在电 缆模拟网络盘内。 横向：为带劣化显示的压敏电阻，限制电压 在～280、10KA以上。 纵向：利用低转移系数防雷变压器进行防护。
1.2.2 室内部分
1．发送器： 用于产生高精度、高稳定移频信号源。系统 采用N+1冗余设计。故障时，通过FBJ接点 转至“＋1”FS。
2．接收器： 接收器除接收本主轨道电路频率信号外， 还同时接收相邻区段小轨道电路的频率信 号。上述“延续段”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 小轨道电路轨道继电器执行条件（XG、 XGH）送至本轨道电路接收器，做为轨道继 电器（GJ）励磁的必要检查条件（XGJ、 XGJH）之一H z 轨道电路
L1 C1
F1
A 1 SV A
F2
L2 C2
C3
F 2＝2300（2600）H z 轨道电路
14. 5m 29m
“f1”（f2）端BA的L1C1（L2C2）对“f2”（f1）端的频率为串联谐 振，呈现较低阻抗（约数十毫欧姆），称“零阻抗”相当于短路，阻 止了相邻区段信号进入本轨道电路区段，见图（C）左端（图（b）右 端）。 “f1”（f2）端的BA对本区段的频率呈现电容性，并与调谐区钢轨、 SVA的综合电感构成并联谐振，呈现较高阻抗，称“极阻抗”（约2 欧），相当于开路。以此减少了对本区段信号的衰耗。
本轨道电路
调谐区短小轨道
邻轨道电路
主轨道
FS
CPU2 CPU1
CPU2 CPU1
JS
XGJ、XGJH
JS
XG、XGH G、GH XG、XGH G、GH
1GJ
3GJ
综上，接收器用于接收主轨道电路信号， 并在检查所属调谐区短小轨道电路状态 （XGJ、XGJH）条件下，动作本轨道电路的 轨道继电器（GJ）。另外，接收器还同时接 收邻段所属调谐区小轨道电路信号，向相 邻区段提供小轨道电路状态（XG、XGH） 条件。 系统采用成对双机并联运用方式。
第一章 ZPW-2000A型无绝缘移 频自动闭塞系统概述
一、概述：
1.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。 ZPW-2000无绝缘轨道电路移频自动闭塞低 频、 载频延用了UM71技术。载频分别为四种： 1700HZ、2000HZ、2300HZ、2600HZ。其中上 行线使用2000 HZ和2600 HZ交替排列，下行线 用1700HZ和2300 Hz交替排列。
SPT电缆
SPT电缆
相当总长 10km 电缆模 拟网络
相当总长 10km 电缆模 拟网络 电缆模 拟网络
室内
站防雷 站防雷 站防雷
接收
（XGJ、XGJH）
发送
接收
（XG、XGH）
GJ
1.2.1 室外部分
1．调谐区（JES—JES）： 按29m设计，实现两相邻轨道电路电气隔绝。 2．机械绝缘节： 由“机械绝缘节空心线圈”与调谐单元并接而成， 其节特性与电气绝缘节相同。 3．匹配变压器： 一般条件下，按0.25～1.0Ω·km道碴电阻设计，实 现轨道电路与SPT传输电缆的匹配连接。
3．衰耗： 用于实现主轨道电路、小轨道电路的调 整。 给出发送接收故障、轨道占用表示及发 送、接收用＋24电源电压、发送功出电压、 接收GJ、XGJ测试条件。
4．电缆模拟网络： 设在室内，按0.5、0.5、1、2、2、 2×2km六段设计，用于对SPT电缆的补偿， 总补偿距离为10km。
1.2.3 系统防雷
移频自动闭塞以移频轨道电路为基础，用钢轨传递移频信息。它 是一种选用频率参数作为信息的制式，利用调制方法把规定的调制信 号（低频信息）搬移到载频段并形成振荡，由上下边频构成交替变化 的移频波形，其交替变化的速率就是调制信号频率。其信息特征就是 不同的调制信号频率。


频偏Δf为11HZ。 低频调制信号Fc(低频信 息)从10.3 HZ至29 HZ按 1.1 HZ递增共18种。即 这18种低频信息分别为： 10.3 HZ、11.4HZ、12.5 HZ、13.6 HZ、14.7 HZ、 15.8 HZ、16.9 Hz、18 HZ，19.1 HZ、20.2 HZ、 21.1H2、22.4 HZ、23.5 HZ、24.6 HZ、25.7HZ、 26.8 HZ、27.9 HZ、29 HZ。 在低频调制信号作用下， 一个周期内，信号频率 发生f1、f2来回变化。其 中f1=f0 -Δf，f2=f0 +Δf 。



2002年5月28日，该系统通过铁道部技术鉴定， 确定推广应用。 2002年10月17日至今，该系统对适用于地下铁道 短调谐区ZPW-2000技术方案进行了运用试验，情 况良好。 ZPW-2000A无绝缘轨道电路由较为完备的轨道电 路传输安全性技术及优化的传输系统参数构成。 国家知识产权局已受理了有关“钢轨断轨检查”、 “多路移频信号接收器”· · · · · ·等8项专利，成为我 国目前安全性高、传输性能好、具有自主知识产 权的一种先进自动闭塞制式，为“机车信号做为 主体信号”创造了必备的安全基础条件。


载频fo选得较高(1700 HZ-2600 HZ)。在这 些频段上，牵引回归电流的强度已经很弱。 因此， ZPW-2000A移频轨道电路在电气化 区段的抗于扰能力比较强。 频偏Δf选为11HZ。由于频偏较小，信号能 量集中在中心频率附近，远离邻线和邻区 段的干扰。在每个闭塞分区的钢轨中传输 的移频信息，实际上是频率为中心载频的 下边频f1和上边频f2的两个交替变换的正弦 交流信息，即f1、f2在单位时间内频率变换 的次数由低频调制信号Fc 决定。
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。如图所示，若下行线有两列列 车A、B运行，A列车运行在1G分区，B列车运行在5G分区。 由于1G有车占用，防护该闭塞分区的通过信号机7显示红 灯，这时7信号点的发送设备自动向闭塞分区2G发送以 26.8 Hz调制的中心载频为2300Hz的移频信号。当5信号点 的接收设备接收到该移频信号后，使通过信号机5显示黄 灯。此时5信号点的发送设备自动地向闭塞分区3G发送以 16.9 Hz调制的中心载频为17000Hz的移频信号。当3信号 点的接收设备接收到该移频信号后，使通过信号机3显示 绿黄灯。
显
示
发送的低频码（HZ） HU 码 U 码 U2 码 26.8 16.9(次架信号机显示H) 14.7(次架信号机显示UU)
信号显示含义 前方闭塞分区有车占用 前方只有1个闭塞分区空闲 次架为进站信号机开放双黄信号 次架为进站信号机开放黄、闪黄信号 前方只有2个闭塞分区空闲 前方有2以上闭塞分区空闲 进站信号关闭 进站开放引导信号 进站开放侧线停车信号 进站开放正线停车信号 列车“直进”“弯出”通过 经18号道岔侧线通过 出站信号开放黄灯信号 正线通过信号
同理，3信号点的发送设备又自动地向闭塞分 区4G发送以13.6 Hz调制的中心载频为2300的移 频信号，当1信号点的接收设备接收到此移频信 号后，使通过信号机1显示绿灯。1信号点的发送 设备会自动向5G发送11.4HZ调制1700HZ的移频 信号。由于续行列车B已进入5G分区，该区段的 接收设备接收不到11.4HZ调制1700HZ的移频信 号，防护后续区段的信号机点红灯。道理同1G区 段。此时B车司机可按绿灯显示定速运行。
1.2 ZPW-2000A型无绝缘轨道 电路系统构成
3600mm
主轨道电路
Δ/2 Δ/2
调谐区
（短小轨道电路）
机 械 绝 缘 节
空 芯 线 圈
调 谐 单 元
补偿电容
调 谐 单 元
空 心 线 圈
调 谐 单 元
1G（F1）
Δ 匹 配 变压器 匹 配 变压器 匹 配 变压器
1600 mm
室外
SPT电缆
1.1 ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭 塞系统特点
充分肯定、保持UM71无绝缘轨道电路整 体结构上的优势。 解决了调谐区断轨检查，实现轨道电路 全程断轨检查。 减少调谐区分路死区。 实现对调谐单元断线故障的检查。 实现对拍频干扰的防护。 通过系统参数优化，提高了轨道电路传 输长度。 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。





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、低道碴电阻最大传输长度要求，又为一 般长度轨道电路最大限度提供了调整裕度，提 高了轨道电路工作稳定性。 用SPT国产铁路数字信号电缆取代法国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。 采用长钢包铜引接线取代75mm2铜引接线， 利于维修。 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，提高系统可靠性，大幅度提 高单一电子设备故障不影响系统正常工作的时 间。

如果列车A由于某种原因停在1G分区续行列车B进 入3G分区时，司机见到5信号机显示黄灯，则应 注意减速运行。当续行列车B进入2G分区时，由 于信号机7显示红灯，司机使用常用制动措施，使 列车B能停在显示红灯的信号机的前方。这样， 就可根据列车占用闭塞分区的状态，自动改变地 面信号机的显示，准确地指挥列车的运行，实现 自动闭塞
4．补偿电容： 根据通道参数兼顾低道碴电阻道床传输，考虑容 量。使传输通道趋于阻性，保证轨道电路良好传 输性能。 5．传输电缆： SPT型铁路信号数字电缆，Φ1.0mm，一般条件下， 电缆长度按10km考虑。根据工程需要，传输电缆 长度可按12.5 km、15 km考虑。 6．调谐区设备引接线： 采用3600mm、1600mm钢包铜引接线构成。用于 BA、SVA、SVA’等设备与钢轨间的连接。

该系统自1998年开始研究。2000年10月底， 针对郑州局、南昌局接连两次发生因钢轨电 气分离式断轨，轨道电路得不到检查，客车 脱轨的重大事故，该系统提出了解决“全程 断轨检查”等四项提高无绝缘轨道电路传输 安全性的技术创新方案，获得了铁道部运输 局、科技司的肯定。 2001年，针对郑-武UM71轨道电路雨季多处 “红光带”，该系统围绕“低道碴电阻道床 雨季红光带”问题，通过对轨道电路计算机 仿真系统的开发，提出了提高轨道电路传输 性能的一系列技术方案，从理论和实践结合 上实现了传输系统的技术优化。
2.ZPW-2000A的发展历程：
ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞是在 法国UM71无绝缘轨道电路技术引进、 国产化基础上，结合国情进行的技术再 开发。 前者较后者在轨道电路传输安全性、传 输长度、系统可靠性、可维修性以及结 合国情提高技术性能价格比、降低工程 造价上都有了显著提高。


第二章 ZPW-2000A型无绝缘移 频自动闭塞系统电路原理
2.1 电气绝缘节
2.1.1 作用： 电气绝缘节由调谐单元、空芯线圈及 29m钢轨组成。用于实现两相邻轨道电路间 的电气隔离，即完成电气绝缘节的作用。
2.1.2 简要工作原理
电气绝缘节长29米，在两端各设一个调谐单元 （下称BA），对于较低频率轨道电路（1700、 2000Hz）端，设臵L1、C1两元件的F1型调谐单元； 对于较高频率轨道电路（2300、2600Hz）端，设 臵L2、C2、C3三元件的F2型调谐单元。见下图