2013 培训讲义-给学员.doc

第一部分 ZPW-2000A型移频轨道电路设备第一节 ZPW-2000A型无绝缘自动闭塞概况一、ZPW-2000A型自动闭塞ZPW-2000A型无绝缘轨道电路选用法国UM71轨道电路信号使用的1650～2650Hz频段，将有效地提高使用条件下的固有信干比，有利于系统工作的稳定ZPW-2000A在UM71的基础上载频增加为8种，有利于防止载频的越区传输和电缆芯线的运用载频频率的应用：下行 1700-1 1701.4Hz 各频率交错使用1700-2 1698.7 Hz2300-1 2301.4 Hz2300-2 2298.7 Hz上行 2000-1 2001.4 Hz 2000-2 1998.7 Hz2600-1 2601.4 Hz2600-2 2598.7 Hz低频频率的选择和应用低频Fc从10.3Hz~29Hz，每隔1.1Hz一个，呈等差数列，共18个，它们的信息码如下：ZPW-200A机车信号显示F1810.3L3L3 ≤200km/h超防用L 绿F1711.4L准许列车按规定速度运行，机车信号机显示一个绿色灯光。

L 绿F1612.5L2L2 ≤200km/h超防用L 绿F1513.6LU准许列车按规定速度注意运行，机车信号机显示一个半绿半黄色灯光LU 绿黄F1414.7U2要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，并预告次一架地面信号机显示两个黄色灯光，机车信号机显示一个带“2”字的黄色灯光U2 黄2F1315.8LU2LU2 ≤160km/h列车制动到停车需3个闭塞分区U 黄F1216.9U要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，机车信号机显示一个黄色灯光U 黄F1118UU要求列车限速运行，表示列车接近的地面信号机开放经道岔侧向位置的进路，机车信号机显示一个双半黄色灯光UU 双黄F1019.1UUS要求列车限运行，表示列车接近的地面信号机开放经18号及以上道岔侧向位置的进路，且次一架信号机开放经道岔的直向或18号及以上道岔侧向位置的进路；或表示列车接近设有分歧道岔线路所的地面信号机开放经18号及以上道岔侧向位置的进路，机车信号机显示一个双半黄色闪光灯光UUS双黄闪F920.2U2S要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，并预告次一架地面信号机显示一个黄色闪光和一个黄色灯光，机车信号机显示一个带“2”字的黄色闪光灯光。

U2S黄2SF821.3F722.4U3U3 双红灯防护时第三接近区段用U 黄F623.5F524.6HUSHUS红黄SF425.7F326.8HU要求及时采取停车措施，机车信号机显示一个半红半黄色灯光HU 红黄F227.9F129H要求紧急停车H双红灯防护对第二红灯用H 红无码B 白无码H 红二、移频自动闭塞的基本工作原理移频自动闭塞——是以钢轨作为通道，采用移频信号的形式传输低频信号，自动控制区间通过信号机的显示，指示列车运行在移频自动闭塞区段，移频信息的传输是按照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图1-7 移频自动闭塞的基本工作原理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—机械绝缘节（JES—BA//SVA）结构两种两者电气性能相同现以后者为例予以介绍，其系统构成如图2-1所示 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区短小轨道电路两个部分，并将短小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续段” 发送器同时向线路两侧主轨道电路、小轨道电路发送信号。

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接收器采用DSP数字信息处理技术，将接收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图2-1 ZPW-2000A型自动闭塞系统构成一、 ZPW-2000A型自动闭塞的设备组成1．室外设备调谐单元：按29m设计，调谐单元及空心线圈参数均保持原“UM71无绝缘轨道电路”参数其功能是实现两相邻轨道电路电气隔离空心线圈：由机械绝缘节空心线圈(按载频分为1700、2000、2300、2600Hz四种)与调谐单元并接而成，其特性与电气绝缘节相同匹配变压器：一般条件下，按0.25～1.0Ωkm道碴电阻设计，实现轨道电路与SPT铁路信号数字传输电缆的匹配连接补偿电容：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通过信号机2．室内设备发送器：用于产生高精度、高稳定的移频信号系统采用N+1冗余设计，故障时，通过发送报警继电器(FBJ)接点转至“+1”发送器接受器：① 用于接收主轨道电路和相邻区段发送器在调谐区短小轨道电路形成的信号② 动作本轨道电路的轨道继电器(GJ)，并向相邻区段提供小轨道电路轨道继电器执行条件(XG、XGH)。

③ 同时还接收处理另一区段的信号，并联输出，完成冗余工作电缆模拟网络：设在室内，按0.5、0.5、l、2、2、22km六段设计，用于对SPT电缆的补偿，总补偿距离为lOkm第二节 谐振式无绝缘轨道电路一、谐振式无绝缘轨道电路构成和原理1． 组成：谐振式无绝缘轨道电路由设于室内的发送器、接收器、轨道继电器和设于室外的调谐单元BA、空心线圈SVA、带模拟电缆的匹配变压器TAD—LFS及若干补偿电容组成，原理图如图1-1所示两个调谐单元BAl与BA2间距离26m，空心线圈SVA位于BAl、BA2的中间BAl、BA2、SVA及29m长的钢轨构成电气调谐区电气调谐区又称电气绝缘节，取消了机械绝缘节，实现了相邻轨道电路的隔离图1－2 电气绝缘节原理图BAl型由L1、C1构成，BA2型由L2、C2、C0构成图中，BAl的本区段是lG，相邻区段是3G；而BA2的本区段是3G，相邻区段是1G电气绝缘节原理图如图1-2所示调谐单元BA是电气绝缘节的主要部件相邻轨道电路的载频不同，BA的型号也不同电气绝缘节长29米，在两端各设一个调谐单元(下称SA)，对于较低频率轨道电路(1700、2000Hz)端，设置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，设置L2、C2、C3三元件的F2型调谐单元。

2． 电气绝缘节的绝缘原理：电气绝缘节的绝缘原理是利用谐振来实现的⑴对相邻区段的频率呈串联谐振：当载频确定后，选择BAl及BA2的参数，使本区段的调谐单元对相邻区段的频率呈串联谐振，只有百分之几欧姆的阻抗(称为“0阻抗”)，移频信号被短路；⑵对本区段的频率呈容抗：当载频确定后，选择BAl及BA2的参数，使本区段的调谐单元对本区段的频率呈容抗，与29m钢轨的电感和SVA的电感配合产生并联谐振，有2～2．5Ω的阻抗(称为“极阻抗”)，移频信号被接收这样，某种载频的移频信号只能限制在本区段传送，而不能向相邻区段传送，没有机械绝缘节就像有绝缘节一样，构成了电气隔离在图1-2中，通过选择BAl和BA2的参数，使BA1对相邻区段3G的移频信号呈串联谐振，使3G的移频信号在BA1处被短路对3G的移频信号，BAl不能接收，而且阻止其向左传送同时，BAl对本区段1G的移频信号呈容性，与29m长的钢轨和SVA的电感相配合，产生并联谐振，使1G的移频信号能向左传送或被接收同理，BA2对相邻区段1G的移频信号并串联谐振，1G的移频信号在BA2处被短路，不能接收，也不能向右传送；BA2在29m长的钢轨和SVA的电感配合下，对本区段3G的移频信号产生并联谐振，能向右传送，或被接收。

电气调谐区长29m，是轨道电路的“死区段”，在“死区段”内失去对车辆占用的检查这个“死区段”对列车的正常运行没有妨碍，也不影响机车信号的连续显示只是短于29m的轨道车或最外轴距短于29m的单机正好停在调谐区内才会造成失去检查的情况因此，规定调谐区内禁止轻型车辆和小车停留电气调谐区之所以确定为29m，是与轨道电路的载频和频偏的选择、调谐单元元件参数的选择及钢轨材质参数等因素有关，成为谐振式无绝缘轨道电路的“固有问题”二、各部件及其作用1．调谐单元调谐单元BA是由电感线圈和电容器组成的二端网络它共有四种型号：Fl、F2型Fl型——又称BAl型，由Ll、Cl两个元件构成，分别用于上、下行频率较低的载频(1700Hz和2000Hz)F2型——又称BA2型，由C0、L2、C2三个元件构成，分别用于上、下行线频率较高的载频(2300Hz和2600Hz)四种型号调谐单元的电感、电容元件参数不同2．空心线圈空心线圈SVA由直径1.53mm的19股铜线绕成，无铁心；带有中间抽头单圈可通过200A电流，全圈可通过100A电流SVA主要用来平衡两根钢轨间的不平衡牵引回流SVA对钢轨中的50Hz牵引回流及其奇次谐波呈10mΩ左右的电抗，可视为一条短路线，两根钢轨间存在的不平衡回流经SVA短路后，将不复存在。

如图1-3所示，设I1、I2有100A不平衡电流，由于空心线圈的短路作用，则I3=I4=（I1+I2）/2=450A这就对牵引回流起到平衡作用，减小了工频及其谐波对轨道电路的干扰由于空心线圈没有铁心，不存在较大电流下磁路饱和的问题，使平衡效果更好SVA设在电气调谐区中间，还有以下作用：①参与和改善调谐区的工作在电气调谐区内，SVA的感抗值(在1700-2600Hz范围内，为0.35～0.54Ω)与29m长的钢轨的电感值一起参与对本区段频率呈并联谐振，而不是简单的分路电抗由于SVA的存在，为谐振回路提供了一个合适的品质因数Q值，保证了调谐区的稳定工作②保证维修安全在实际使用中，每隔一定距离，上、下行线路间的两个SVA中间抽头连在一起并接地，即进行等电位连接这样，可平衡上、下行线路间的不平衡牵引回流，还可保证维修人员的安全③作扼流变压器用在道岔弯股绝缘两侧各安装一个空心线圈，将两线圈的中间抽头连接可作为扼流变压器使用3．匹配变压器匹配变压器的作用是实现轨道与SPT铁路数字信号电缆的匹配连接，获得最佳的传输效果匹配变压器的电路如图1-5所示，V1、V2经调谐单元端子接至轨道，L1、L2经SPT电缆接至室内。

图1-5 匹配变压器考虑到1.0Ωkm道碴电阻，并兼顾低电阻道床，变压器T1变压比优选为9：1在变压器钢轨侧电路中串联两个电容C1、C2（16V/4700μf），它们按相反极性串联，构成无极性联结，起到隔直作用，保证该设备在直流电力牵引区段运用中不致因直流成分造成匹配变压器磁路饱和电感L1（10mH）用作对SPT电缆容性的补偿，同时与匹配变压器相对应处的轨道被列车分路时，它可作为一个阻抗（1700Hz时约为106.8Ω）F为压敏电阻，是匹配变压器的雷电横向防护元件4．补偿电容⑴为什么要补偿？UM71轨道电路在钢轨中传输的移频信号频率较高，。