轨道电路和计轴设备

§2.1 轨道电路基本概念
轨道电路由钢轨、钢轨绝缘、钢 轨道电路由钢轨、钢轨绝缘、 轨接续线、轨道电源、轨道电阻器、 轨接续线、轨道电源、轨道电阻器、 轨道继电器组成。如图2 所示。 轨道继电器组成。如图2－1所示。
§2.1 轨道电路基本概念
钢轨绝缘节
轨端接续线
R
轨道电阻器
GJ
轨道继电器
轨道电源
（c）断轨状态
§2.3 轨道电路基本工作状态 和几个主要问题
轨道电路的三种基本工作状态的工 轨道电路的三种基本工作状态的工 三种基本工作状态 作情况与它的三个可变参数即钢轨阻抗 作情况与它的三个可变参数即钢轨阻抗 道碴电阻、电源电压的变化有关 的变化有关。 、道碴电阻、电源电压的变化有关。 调整状态来说 来说， 对调整状态来说，使流过轨道继电 器的电流最小时为最不利条件， 器的电流最小时为最不利条件，即钢轨 阻抗最大， 阻抗最大，道碴电阻最小及电源电压最 小。 分路状态来说 来说， 对分路状态来说，使流过轨道继电 器的电流最大时为最不利条件， 器的电流最大时为最不利条件，即钢轨 阻抗最小、 阻抗最小、道碴电阻最大及电源电压最 大。
一、钢轨阻抗
钢轨阻抗包括轨条本身的阻抗和 两根钢轨连接处的阻抗。 两根钢轨连接处的阻抗。前者对一定 频率的电流来说是固定不变的。 频率的电流来说是固定不变的。后者 由鱼尾板、钢轨接续线等形成。 由鱼尾板、钢轨接续线等形成。
§2.2 轨道电路的基本参数
在直流轨道电路中钢轨阻抗就是 指钢轨电阻， 指钢轨电阻，整个钢轨电阻受连接处 电阻变化的影响较大。 电阻变化的影响较大。 钢轨电阻以每公里的单位值表示 故钢轨电阻的单位是Ω km。 ，故钢轨电阻的单位是Ω / km。 在多次测量的基础上， 在多次测量的基础上，确定采用 塞钉式钢质接续线时， 塞钉式钢质接续线时，直流轨道电路 钢轨电阻的最大值γ 0.6Ω km， 钢轨电阻的最大值γmax＝0.6Ω / km， 钢轨电阻的最小值γ 钢轨电阻的最小值γmin＝0.3Ω / km
§2.4
轨道电路的分类
R E GJ
R E （ a） GJ
R E GJ
R E （ b） GJ
§2.4
轨道电路的分类
传导式轨道电路又称为电压式轨道 传导式轨道电路又称为电压式轨道 电路，感应式轨道电路又称为电流式轨 电路，感应式轨道电路又称为电流式轨 道电路。 道电路。图2－7所示的为带有电流式接 收器的无绝缘节轨道电路。 收器的无绝缘节轨道电路。
§2.1 轨道电路基本概念 五、轨道继电器
轨道继电器接在轨道电路的另一 用来反映轨道电路的工作状态。 端，用来反映轨道电路的工作状态。
§2.2 轨道电路的基本参数
轨道电路的传输性能， 轨道电路的传输性能，主要由电 路的固有参数钢轨阻抗 道碴电阻决 钢轨阻抗和 路的固有参数钢轨阻抗和道碴电阻决 定。
轨道电路和计轴设备
§2.1 轨道电路基本概念
利用轨道的两根钢轨作导体， 利用轨道的两根钢轨作导体，在 一定长度的钢轨两端装设钢轨绝缘， 一定长度的钢轨两端装设钢轨绝缘， 中间的轨缝用轨端接续线连接起来， 中间的轨缝用轨端接续线连接起来， 并用引接线连接电源和接收设备的电 路叫轨道电路。 路叫轨道电路。轨道电路是电气集中 自动闭塞， 、自动闭塞，机车信号和调度集中等 信号设备的基础设备。 信号设备的基础设备。
§2.2 轨道电路的基本参数
根据我国线路情况，在计算和 根据我国线路情况， 实际测量的基础上规定我国轨道电路 钢轨阻抗标准列于表 列于表2 钢轨阻抗标准列于表2－1。
§2.2 轨道电路的基本参数
钢轨阻抗标准 接续线型 塞钉式 （Φ5×2） 焊接线 （Φ0.508×7×19） 无缝线路 电源种类 区间 交流 直流 交流 直流 交流 1.0 e
§2.3 轨道电路基本工作状态 和几个主要问题
列车分路电阻阻值的变化，与进入 列车分路电阻阻值的变化， 轨道电路的车轴数 车辆的载重情况、 车轴数、 轨道电路的车轴数、车辆的载重情况、 列车的行驶速度、 列车的行驶速度、轮缘装配的质量与磨 耗程度及轨面洁净程度等因素有关 等因素有关。 耗程度及轨面洁净程度等因素有关。 实际的列车分路电阻应在千分之几 欧到通常不超过的0.06 的范围之内。 0.06Ω 欧到通常不超过的0.06Ω的范围之内。 但在特殊的情况下， 但在特殊的情况下，实际列车分路电阻 0.06Ω大得多， 比0.06Ω大得多，甚至出现轨道电路不 能分路的情况，这是不允许的。 能分路的情况，这是不允许的。
§2.2 轨道电路的基本参数
道碴电阻在轨道电路中相当于并联存 道碴电阻与道碴材料、 在 。 道碴电阻与道碴材料 、 道床层的厚度 轨枕的材料、 质量和数量、 、 轨枕的材料 、 质量和数量 、 道碴和轨枕 湿度以及气候情况都有很大关系。 湿度以及气候情况都有很大关系。 道碴电阻愈小， 道碴电阻愈小 ， 两根钢轨间的漏泄愈 轨道电路消耗的电能也愈大。 大 ， 轨道电路消耗的电能也愈大 。 特别是 轨道电路愈长， 轨道电路愈长 ， 道碴电阻的变化范围愈大 它的工作愈不容易稳定。 ，它的工作愈不容易稳定。
。
§2.2 轨道电路的基本参数
在交流轨道电路中， 在交流轨道电路中，由于集肤效 应使钢轨电阻γ增加， 应使钢轨电阻γ增加，另外由于在钢轨 内部及其周围产生交变磁场从而形成 内外电感L 内外电感L，使交流轨道电路的钢轨 阻抗Z大大增加。 阻抗Z大大增加。 由于集肤效应和磁滞现象，钢轨 由于集肤效应和磁滞现象， 的有效电阻和内电感与其截面的尺寸 形状、导电率、 、形状、导电率、电流的强度和频率 等等因素有关。 等等因素有关。
§2.3 轨道电路基本工作状态 和几个主要问题
一、三种工作状态
在分析、调整、 在分析、 调整 、维护轨道电路时 应保证如图2 所示的三种基本工 ，应保证如图2－4所示的三种基本工 作状态正常工作 正常工作。 作状态正常工作。
轮轴分路
R GJ E GJ
断轨处
R E GJ
R E
（a）调整状态
（b）分路状态
§2.1 轨道电路基本概念
一、钢轨绝缘
安装于轨道电路分界处，它将 安装于轨道电路分界处， 电流限制在规定的轨道电路区段内流 通，以保证相邻轨道电路间有可靠的 电气绝缘，互不影响。 电气绝缘，互不影响。
§2.1 轨道电路基本概念 二、钢轨接续线
为减小钢轨接头处的电阻， 为减小钢轨接头处的电阻，改善 其导电率，采用钢轨接续线， 其导电率，采用钢轨接续线，连接两 根钢轨。钢轨接续线有两种： 根钢轨。钢轨接续线有两种： 塞钉式， ⒈塞钉式，用两根镀锌铁线或铜 以钩钉嵌入钢轨腰部； 线，以钩钉嵌入钢轨腰部； 焊接式， ⒉焊接式，用钢绞线焊接在钢轨 的头部。 的头部。
§2.3 轨道电路基本工作状态 和几个主要问题
3．列车分路标准电阻 为了检查轨道电路的分路灵敏度， 为了检查轨道电路的分路灵敏度 ， 引入列车分路标准电阻阻值为0 06Ω 引入列车分路标准电阻阻值为0.06Ω。 在轨道电路的各点跨接0 06Ω 在轨道电路的各点跨接 0 . 06 Ω 电阻 每一段轨道电路在分路状态 分路状态最不利 时 ， 每一段轨道电路在 分路状态 最不利 的工作条件下， 也能反映出列车占用， 的工作条件下 ， 也能反映出列车占用 ， 轨道继电器释放衔铁落下。 轨道继电器释放衔铁落下。
§2.4
轨道电路的分类
l<=1500m
BX 或JX
R + + -
HZ GJ
JS 或JX
DJ
JS
220V
§2.4
轨道电路的分类
直流轨道电路使用在交流电源不 可靠的非电力牵引区段， 可靠的非电力牵引区段 ， 当交流停电 由平时浮充供电的蓄电池供电。 时 ， 由平时浮充供电的蓄电池供电 。 由于该轨道电路安装电源设备较困难 、 检修也不方便和容易受迷流的干扰 等原因， 等原因 ， 近年来新安装的轨道电路很 少采用这种轨道电路。 少采用这种轨道电路。
§2.3 轨道电路基本工作状态 和几个主要问题
断轨状态来说 来说， 对断轨状态来说，使流过轨道继电器 的电流最大时为最不利条件， 的电流最大时为最不利条件， 除了钢轨阻 抗最小，电源电压最大外， 抗最小 ，电源电压最大外 ，还与断轨地点 和道碴电阻大小有关。 和道碴电阻大小有关。 因此对轨道电路送电端和受电端元件 参数的选择， 参数的选择，应该是最大限度地同时满足 各种工作状态的要求。 各种工作状态的要求。
i 46°
表 2-1 钢轨阻抗（Ω/km） 站内 1.2 e
i 43°
0.6 0.8 e
i 60°
0.8 0.8 e
i 60°
0.2 0.65 e
i 70°
0.2 0.65 e
i 70°
§2.2 轨道电路的基本参数 二、道碴电阻
因为钢轨铺设在枕木上， 因为钢轨铺设在枕木上，而铺在 路基上的枕木又都埋在道碴中， 路基上的枕木又都埋在道碴中，所以 通过钢轨的电流有一部分要通过枕木 道碴和大地形成漏泄。 、道碴和大地形成漏泄。由一根钢轨 经过轨枕、 经过轨枕、道碴和大地到另一根钢轨 的漏泄电阻，叫做道碴电阻。 的漏泄电阻，叫做道碴电阻。
§2.3 轨道电路基本工作状态 和几个主要问题
2．轨道电路的分路灵敏度 轨道继电器当电流降至能可靠反映列 车占用轨道电路状态， 车占用轨道电路状态 ， 即轨道继电器落下 时 ， 跨在轨道电路两轨间任一点的无感电 阻值， 称之为轨道电路在该点的分路灵敏 阻值 ， 称之为轨道电路在该点的 分路灵敏 度。 轨道电路各点的分路灵敏程度不同， 轨道电路各点的分路灵敏程度不同 ， 任一轨道电路都有一个最小的分路灵敏度 那么， 这个分路灵敏度的最小值， ， 那么 ， 这个分路灵敏度的最小值 ， 即称 为该轨道电路的极限分路灵敏度 极限分路灵敏度， 为该轨道电路的 极限分路灵敏度 ， 它是反 映轨道电路分路灵敏程度的标志。 映轨道电路分路灵敏程度的标志。
§2.4
轨道电路的分类
在铁路运输中， 在铁路运输中，由于对轨道电路的技 术要求及运行条件不同， 术要求及运行条件不同，所以轨道电路的 种类很多。 种类很多。
一、按工作原理分类
轨道电路的种类按其工作原理可分为 闭路式轨道电路和开路式轨道电路； 闭路式轨道电路和开路式轨道电路；传导 式轨道电路和感应式轨道电路。 式轨道电路和感应式轨道电路。图2－ 6(a)是闭路式轨道电路的结构原理图。 6(a)是闭路式轨道电路的结构原理图。 a)是闭路式轨道电路的结构原理图
§2.3 轨道电路基本工作状态 和几个主要问题 二、所研究的几个主要问题
1．列车分路电阻 在轨道电路分路点的两轨间， 在轨道电路分路点的两轨间，接以 无感电阻， 无感电阻，该电阻在轨道电路电能传输 过程中，所引起的电压变化量， 过程中，所引起的电压变化量，与实际 列车占用轨道时的效果相同， 列车占用轨道时的效果相同，那么该电 阻即称为列车分路电阻。 阻即称为列车分路电阻。
§2.4
轨道电路的分类
IX
IX
-
IX IX
L IX 匹配设备 Z IX -
IX IX
-
匹配设备
E
GJ
§2.4
轨道电路的分类
二、按信号电流的性质分类
轨道电路的分类按信号电流的性质可 直流轨道电路和 分为直流轨道电路 交流轨道电路。 分为直流轨道电路和交流轨道电路。轨 道电路的电源采用直流供电时， 道电路的电源采用直流供电时，称为直 流轨道电路，如图2 所示。 流轨道电路，如图2－8所示。
§2.1 轨道电路基本概念 三、轨道电源
在轨道电路的一端接有电源设备 直流或交流） （直流或交流）用来向轨道电路供电 。
四、轨道电阻器
在直流或交流轨道电路的送电端 接有轨道电阻器， 接有轨ห้องสมุดไป่ตู้电阻器 ， 用来调整供给轨道 电路的电压值； 电路的电压值 ； 当轨道电路被机车车 辆分路时， 防止电流过大而损坏电源 辆分路时， 。
§2.4
轨道电路的分类
在我国铁路信号设备中， 在我国铁路信号设备中 ， 采用过 的交流轨道电路类型是很多的， 的交流轨道电路类型是很多的 ， 但目 前应用比较广泛的是交流连续式安全 前应用比较广泛的是 交流连续式安全 型交流轨道电路， 有时简称 480” 简称“ 型交流轨道电路 ， 有时 简称 “ 480 ” 型轨道电路， 型轨道电路 ， 这是因为它的轨道继电 器线圈的串联电阻值是480 480Ω 器线圈的串联电阻值是480Ω而得名的 就是该轨道电路的结构图。 。图2－9就是该轨道电路的结构图。