ZPW-2000A型移频自动闭塞系统j简介——兄弟会
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ZPW-2000A型移频自动闭塞系统简介
制作：20107409 杨xx
20107391 冯xx
20107371 文xx 20107373 段xx
主要内容
一、ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统构成 二、工作原理
三、频率参数的选择
四、补偿电容
一、ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统构成
四、频率参数的选择
1、干扰的产生
一方面两根钢轨各自对地漏电阻以及其自身阻抗不一样而使其上 流过的牵引电流不完全相等，这在二流变压器的线圈中所产生的磁通 不能抵消，从而牵引电流不平衡会对信号产生干扰电压。另一方面， 电力牵引电流是经整流过后的非正弦波，其中含有大量的谐波成分，区 按29米设计，调谐区包括调谐单元和空心线圈（SVA），实现两相邻轨道电路 电气隔绝。 （2）信号机 区间信号机采用绿、红、黄三灯位，红、绿、黄、绿四显示自动闭塞信号机。 （3）电气绝缘节 由空心线圈与调谐单元并接而成，实现两相邻轨道电路区段的隔离。 （4）匹配变压器（BP） 一般条件下，按0.25—1.0（欧/千米）道碴电阻设计，实现轨道电路域SPT传 输电缆的匹配链接。 （5）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 证轨道电路的良好喜欢书性能。 （6）传输电缆（SPT） SPT型铁路信号数字电缆，直径1.0mm，一般条件下，电缆长度按10km考虑 根据工程的余姚，电缆长度可以按12.5km、15km考虑。 （7）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。
谢 谢！
补偿电容
补偿电容原理原装位置示意图
1. 补偿原理可理解为将每补偿段钢轨产生的电感L与电容C视为串联谐振。 2. 保证接收端信号有效信干比
加补偿电容后趋于阻性——改善信号传输——减小送电端和受电端钢 轨电流比——保证轨道电路入口端信号和干扰比。
设置安装方法
补偿电容的设置方式宜采用等间距法，将轨道两端BA间的距离L按补偿 电容总量N等分，其步长Δ =L/N。轨道电路两端按半步长Δ /2，中间按全
低频调制信号中包含地面信号和机车信号的控制信息，所以需要按 照区间信号显示方式和机车信号的种类多少进行合理设置。
对于调频常数的选择，调频常数的值越大，移频信号的频谱能量越 分散，带宽也就越宽，边频含的能量越多，抗干扰性能越强；调频常数 的值越小，移频信号的频谱能量越集中，带宽越窄，边频所含的能量越 少，抗干扰性能越弱。所以在保证带宽合适的前提下应选择尽可能大的 调频常数。通过计算和实验，发现调频常数为6时比较合理。另外，为 使信息与信息之间有效区分，调制信号频率不能太低，太低LC选频放 大器制作困难。所以ZPW-2000A型移频自动闭塞系统的低频调制信号 频率选择为10.3+1.1n(Hz),n=0~17，共18个频率，包含18种信息， 各频率分别为 ：
10.3Hz、11.4Hz、12.5Hz、13.6Hz、14.7Hz、15.8Hz、 16.9Hz、18Hz、19.1Hz、20.2Hz、21.3Hz、22.4Hz、 23.5Hz、24.6Hz、25.7Hz、26.8Hz、27.9Hz、29Hz。 频偏： 11Hz
四、补偿电容
目的： 为抵消钢轨电感对移频信号传输的影响，采取在轨道 电路中，分段加装补偿电容的方法，使钢轨对移频信号的 传输趋于阻性，接收端能够获得较大的信号能量。另外， 加装补偿电容能够实现钢轨断轨检查。在钢轨两端对地不 平衡条件下，能够保证列车分路。 结构特征 电容器采用电缆线焊接在电容器内部，轴向分两头引出， 把电缆用环氧塑脂灌封。电缆的连接方式有两种，一种是 用锡焊接塞钉，塞钉镀锡。另一种是压接线鼻子，然后用 专用销钉与钢轨连接。电容器的外壳材料为黑色ABS塑料。
ZPW-2000A 型无绝 缘轨道电路系统,采用电气 绝缘节来实现相邻轨道电 路区段的隔离。它由室内 、室外及系统防雷三部分 组成。
（1）室内设备
室内设备主要由发送器、接收器、衰耗盘、站防雷和电缆模拟网络盘及继 电器组合构成。 1.发送器的作用 ZPW-2000A 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。 2.接收器的作用 接收器接收端及输出端均按双机并联运用设计，与另一台接收器构成相互 热机并联运用系统(或称0.5+0.5)，保证接收系统的高可靠运用 •衰耗盘 对主轨道电路的接收端输入电平调整。给出发送、接收故障报警和轨道占 用指示灯等。在“N+1”冗余运用中实现接收器故障转换时主轨道继电器和小 轨道继电器的落下延时。 •站防雷和电缆模拟网络盘 用作对通过传输电缆引入室内雷电冲击的防护(横向、纵向)。通过0.5、 0.5、1、2、2、2*2km 六节电缆模拟网络，补偿实际SPT 数字信号电缆，使 补偿电缆和实际电缆总距离为10km，以便于轨道电路的调整和构成改变列车 运行方向电路。
步长Δ 设置电容，以获得最佳传输效果。
补偿电容规格及技术指标：
1700Hz：55μ F±5%（轨道电路长度250～1450m） 2000Hz：50μ F±5%（轨道电路长度250～1400m） 2300Hz：46μ F±5%（轨道电路长度250～1350m） 2600Hz：40μ F±5%（轨道电路长度250～1350m）
三、工作原理
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，防止越区传输，这样便实现 了相邻区段的电气隔绝。
ZPW—2000A型无绝缘移频轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨 道电路两部分，并将短小轨道电路视为列车运行前方住轨道电路的所属“延续段” 。 主轨道电路的发送器由编码条件控制产生不同含义的低频调制的移频信号，该 信号经电缆通道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、匹配变压器、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 轨道电路轨道继电器执行条件，通过（XG、XGH）送至轨道电路接收器，做为轨 道继电器（GJ）励磁的必要检查条件之一。本区段接收器同时接收到住轨道移频信 号及小轨道继电器执行条件，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。 该系统“电气—电气”和“电气—机械”两种绝缘节结构电气性能相同。
为有效区分区间信号避免越区传输造成接收设备误动作，轨道上频率交替配置 ，具体的配置如下：
下行1700-1、1700-2 、2300-1、2300-2； 上行2000-1、2000-2 、2600-1、2600-2；
（其中-1型：－1.3HZ；-2型：＋1.4HZ）
（2）低频调制信号的频率选择
2、为了确保自动闭塞系统的稳定可靠地工作，采取合理的措施减少或抑 制牵引电流对移频信号的电化干扰是必要地。
（1）载频信号的频率选择
从抗牵引电流的角度看，把频率选得越高越好，但从轨道电路的极限长度考虑 频率选得低好。并且，频率选得低，则调谐单元中电容就要做得很大。 频率选得高 ，则衰耗大，传输距离短，室外补偿电容的数量就多，不利于维修。因此载频频率 不宜过高也不宜过低。 牵引电流的能量主要集中在奇次谐波上，所以相对于偶次谐波，牵引电流的奇 次谐波对移频信号的干扰更大。因此ZPW-2000A型移频自动闭塞系统的载频选择 在工频50Hz的偶次谐波频率上（1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz）。这与 国产8信息移频自动闭塞系统有所不同，后者主要受限于当时轨道电路极限长度和 滤波器制造工艺的限制以及出于对减少信号失真的考虑，将载频选择在1000Hz以 下的奇次谐波上（550Hz、650Hz、750Hz、850Hz）。显然，将载频选择在 2000Hz左右比选择在1000Hz以下有更好的抗干扰性能，UM71、UM2000、 ZPW2000A型移频自动闭塞系统的载频参数均如此设置。
测试频率：1000Hz
额定工作电压：交流160V
损耗角正切值：tgδ ≤90×10-4 绝缘电阻：不小于500MΩ ，直流100V时
现场实物图
现场实物图
参考资料
1、《ZPW—2000A移频自动闭塞设备安装调试》，中铁二十一局 电务电化公司，刘兴龙。 2、《区间信号与列车运行控制系统》，董昱，中国铁道出版社。 3、PPT《ZPW2000A系统介绍》 4、《浅析ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统》 天津南环铁路 电务有限责任公司，刘学民 刑唱白
制作：20107409 杨xx
20107391 冯xx
20107371 文xx 20107373 段xx
主要内容
一、ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统构成 二、工作原理
三、频率参数的选择
四、补偿电容
一、ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统构成
四、频率参数的选择
1、干扰的产生
一方面两根钢轨各自对地漏电阻以及其自身阻抗不一样而使其上 流过的牵引电流不完全相等，这在二流变压器的线圈中所产生的磁通 不能抵消，从而牵引电流不平衡会对信号产生干扰电压。另一方面， 电力牵引电流是经整流过后的非正弦波，其中含有大量的谐波成分，区 按29米设计，调谐区包括调谐单元和空心线圈（SVA），实现两相邻轨道电路 电气隔绝。 （2）信号机 区间信号机采用绿、红、黄三灯位，红、绿、黄、绿四显示自动闭塞信号机。 （3）电气绝缘节 由空心线圈与调谐单元并接而成，实现两相邻轨道电路区段的隔离。 （4）匹配变压器（BP） 一般条件下，按0.25—1.0（欧/千米）道碴电阻设计，实现轨道电路域SPT传 输电缆的匹配链接。 （5）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 证轨道电路的良好喜欢书性能。 （6）传输电缆（SPT） SPT型铁路信号数字电缆，直径1.0mm，一般条件下，电缆长度按10km考虑 根据工程的余姚，电缆长度可以按12.5km、15km考虑。 （7）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。
谢 谢！
补偿电容
补偿电容原理原装位置示意图
1. 补偿原理可理解为将每补偿段钢轨产生的电感L与电容C视为串联谐振。 2. 保证接收端信号有效信干比
加补偿电容后趋于阻性——改善信号传输——减小送电端和受电端钢 轨电流比——保证轨道电路入口端信号和干扰比。
设置安装方法
补偿电容的设置方式宜采用等间距法，将轨道两端BA间的距离L按补偿 电容总量N等分，其步长Δ =L/N。轨道电路两端按半步长Δ /2，中间按全
低频调制信号中包含地面信号和机车信号的控制信息，所以需要按 照区间信号显示方式和机车信号的种类多少进行合理设置。
对于调频常数的选择，调频常数的值越大，移频信号的频谱能量越 分散，带宽也就越宽，边频含的能量越多，抗干扰性能越强；调频常数 的值越小，移频信号的频谱能量越集中，带宽越窄，边频所含的能量越 少，抗干扰性能越弱。所以在保证带宽合适的前提下应选择尽可能大的 调频常数。通过计算和实验，发现调频常数为6时比较合理。另外，为 使信息与信息之间有效区分，调制信号频率不能太低，太低LC选频放 大器制作困难。所以ZPW-2000A型移频自动闭塞系统的低频调制信号 频率选择为10.3+1.1n(Hz),n=0~17，共18个频率，包含18种信息， 各频率分别为 ：
10.3Hz、11.4Hz、12.5Hz、13.6Hz、14.7Hz、15.8Hz、 16.9Hz、18Hz、19.1Hz、20.2Hz、21.3Hz、22.4Hz、 23.5Hz、24.6Hz、25.7Hz、26.8Hz、27.9Hz、29Hz。 频偏： 11Hz
四、补偿电容
目的： 为抵消钢轨电感对移频信号传输的影响，采取在轨道 电路中，分段加装补偿电容的方法，使钢轨对移频信号的 传输趋于阻性，接收端能够获得较大的信号能量。另外， 加装补偿电容能够实现钢轨断轨检查。在钢轨两端对地不 平衡条件下，能够保证列车分路。 结构特征 电容器采用电缆线焊接在电容器内部，轴向分两头引出， 把电缆用环氧塑脂灌封。电缆的连接方式有两种，一种是 用锡焊接塞钉，塞钉镀锡。另一种是压接线鼻子，然后用 专用销钉与钢轨连接。电容器的外壳材料为黑色ABS塑料。
ZPW-2000A 型无绝 缘轨道电路系统,采用电气 绝缘节来实现相邻轨道电 路区段的隔离。它由室内 、室外及系统防雷三部分 组成。
（1）室内设备
室内设备主要由发送器、接收器、衰耗盘、站防雷和电缆模拟网络盘及继 电器组合构成。 1.发送器的作用 ZPW-2000A 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。 2.接收器的作用 接收器接收端及输出端均按双机并联运用设计，与另一台接收器构成相互 热机并联运用系统(或称0.5+0.5)，保证接收系统的高可靠运用 •衰耗盘 对主轨道电路的接收端输入电平调整。给出发送、接收故障报警和轨道占 用指示灯等。在“N+1”冗余运用中实现接收器故障转换时主轨道继电器和小 轨道继电器的落下延时。 •站防雷和电缆模拟网络盘 用作对通过传输电缆引入室内雷电冲击的防护(横向、纵向)。通过0.5、 0.5、1、2、2、2*2km 六节电缆模拟网络，补偿实际SPT 数字信号电缆，使 补偿电缆和实际电缆总距离为10km，以便于轨道电路的调整和构成改变列车 运行方向电路。
步长Δ 设置电容，以获得最佳传输效果。
补偿电容规格及技术指标：
1700Hz：55μ F±5%（轨道电路长度250～1450m） 2000Hz：50μ F±5%（轨道电路长度250～1400m） 2300Hz：46μ F±5%（轨道电路长度250～1350m） 2600Hz：40μ F±5%（轨道电路长度250～1350m）
三、工作原理
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，防止越区传输，这样便实现 了相邻区段的电气隔绝。
ZPW—2000A型无绝缘移频轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨 道电路两部分，并将短小轨道电路视为列车运行前方住轨道电路的所属“延续段” 。 主轨道电路的发送器由编码条件控制产生不同含义的低频调制的移频信号，该 信号经电缆通道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、匹配变压器、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 轨道电路轨道继电器执行条件，通过（XG、XGH）送至轨道电路接收器，做为轨 道继电器（GJ）励磁的必要检查条件之一。本区段接收器同时接收到住轨道移频信 号及小轨道继电器执行条件，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。 该系统“电气—电气”和“电气—机械”两种绝缘节结构电气性能相同。
为有效区分区间信号避免越区传输造成接收设备误动作，轨道上频率交替配置 ，具体的配置如下：
下行1700-1、1700-2 、2300-1、2300-2； 上行2000-1、2000-2 、2600-1、2600-2；
（其中-1型：－1.3HZ；-2型：＋1.4HZ）
（2）低频调制信号的频率选择
2、为了确保自动闭塞系统的稳定可靠地工作，采取合理的措施减少或抑 制牵引电流对移频信号的电化干扰是必要地。
（1）载频信号的频率选择
从抗牵引电流的角度看，把频率选得越高越好，但从轨道电路的极限长度考虑 频率选得低好。并且，频率选得低，则调谐单元中电容就要做得很大。 频率选得高 ，则衰耗大，传输距离短，室外补偿电容的数量就多，不利于维修。因此载频频率 不宜过高也不宜过低。 牵引电流的能量主要集中在奇次谐波上，所以相对于偶次谐波，牵引电流的奇 次谐波对移频信号的干扰更大。因此ZPW-2000A型移频自动闭塞系统的载频选择 在工频50Hz的偶次谐波频率上（1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz）。这与 国产8信息移频自动闭塞系统有所不同，后者主要受限于当时轨道电路极限长度和 滤波器制造工艺的限制以及出于对减少信号失真的考虑，将载频选择在1000Hz以 下的奇次谐波上（550Hz、650Hz、750Hz、850Hz）。显然，将载频选择在 2000Hz左右比选择在1000Hz以下有更好的抗干扰性能，UM71、UM2000、 ZPW2000A型移频自动闭塞系统的载频参数均如此设置。
测试频率：1000Hz
额定工作电压：交流160V
损耗角正切值：tgδ ≤90×10-4 绝缘电阻：不小于500MΩ ，直流100V时
现场实物图
现场实物图
参考资料
1、《ZPW—2000A移频自动闭塞设备安装调试》，中铁二十一局 电务电化公司，刘兴龙。 2、《区间信号与列车运行控制系统》，董昱，中国铁道出版社。 3、PPT《ZPW2000A系统介绍》 4、《浅析ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统》 天津南环铁路 电务有限责任公司，刘学民 刑唱白