ZPW2000A 型无绝缘移频自动闭塞电路分析.doc

ZPW-2000A 型无绝缘移频自动闭塞电路分析学 生 姓 名： 学 号： 专 业 班 级： 指 导 教 师： 西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）摘 要ZPW-2000型自动闭塞是一种具有国际先进水平的新型自动闭塞，它对于保证区间行车安全，提高区段通过能力，起着非常显著的作用 ZPW-2000移频自动闭塞有着诸多优点，它充分吸收了UM71的技术优势，并实现了重大的技术改进和创新它克服了 UM71 系统在传输安全性和传输长度上存在的问题，解决了轨道电路全程断轨检查，调谐区死区长度，调谐单元断线检查，拍频干扰防护等技术难题延长了轨道电路长度采用单片机和数字信号处理技术，提高了抗干扰能力 本设计对 ZPW-2000 型无绝缘轨道电路的技术条件及系统结构组成，系统的电路原理，系统测试和轨道电路的调整和处理故障的基本程序及自动闭塞系统在站间站内的应用都做出了详细的说明，重点设计了 ZPW-2000 系统的内部电路结构，包括电气绝缘节，发送器，接收器，衰耗盘，防雷模拟网络盘，匹配变压器，调谐单元，空心线圈， 补偿电容等，文章主要分别设计了他们的内部各个模块的电路结构，阐述了其作用和构成原理.关键词：ＺＰＷ-２０００；移频；自动闭塞 - I -目 录摘 要 I引 言 11 ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统的概述 21.1 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路的特点 21.2 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统构成 21.3 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路传输长度 42 ZPW-2000A 无绝缘移频自动闭塞电路构成和原理 42.1 室外设备 42.1.1电气绝缘节 42.1.2机械绝缘节 52.1.3匹配变压器 52.1.4补偿电容 52.2 室内部分 52.2．1发送器 52.2.2接收器 82.2.3衰耗盘 102.2.4站防雷和电缆模拟网络盘 112.2.5防雷系统 133.轨道电路送电测试及调试 133.1调试前准备 133.1.1发送电平 143.1.2接受电平 143.1.3电缆模拟网络 143.1.4小轨道的正、反向按0衰耗调整。

143.2送电调试 143.2.1区间电源屏送电调试 143.2.2发送盒送电调试 143.2.3接受盒送电调试 143.3 143.3.1正向轨道电路调试 153.3.2反向轨道电路调试 154模拟试验过程中故障处理程序 154.1发送盒不工作 164.2轨道继电器落下 164.3轨道电路联锁试验 164.3.1移频轨道电路试验 164.3.2移频报警试验 164.3.3发送器N+1系统试验 164.3.4接收1+1试验 164.3.5车站结合试验 174.4室外设备模拟试验 174.4.1区间信号点设备试验 174.4.2进站口设备试验 184.5系统设备开通测试、调试 184.5.1开通前准备 184.5.2开通测试、调试 184.6一般故障处理程序 194.6.1一般故障现象 194.6.2故障处理程序 19结论与展望 20致谢 20参考文献 21- III -西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）引 言目前为了保证行车安全，加强信号设备管理.检测信号设备的运用质量和更好的进行科学的故障分析，所以大量的新技术、新设备在铁路信号系统尤其是区间信号系统中得到广泛的应用，使铁路信号设备的技术水平得到了很大的提高[1]。

UM71无绝缘轨道电路是从法国引进的轨道电路制式，UM71的U为通用，M为调制，71为1971年研制成功以UM71轨道电路构成的自动闭塞称为UM71自动闭塞UM71自动闭塞设备与TVM300机车信号及超速防护设备组成的多信息区间列车间隔自动调整系统简称为U—T系统U—T系统可以在交流电气化区段或非电气化区段使用在我国铁路郑武线、京郑线、广深线、沈山线等线路上使用着U—T系统(机车信号有采用TVM300的，也有采用其他机车信号和自动停车装置的ZPW-2000A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，充分发挥它的技术优势，克服它的不足，采用微机技术和数字信号处理技术，对其进行改进并予以提高系统安全性、系统传输性能及系统可靠性的技术再开发ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路充分肯定、保持了UM71无绝缘轨道电路整体结构上的优势，并在传输安全性、传输长度、系统可靠性以及结合国情提高技术性能价格比、降低工程造价上，都有了提高，一般表示为ZPW2000A(UM)ZPW-2000A(UM)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，把低频信息(F0)调制到较高频率(载频f0)上[2]，以形成振幅不变、频率随低频信息的幅度作周期性变化的调制信号。

将此信号用两根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1 ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统的概述1.1 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路的特点（1）在解决 调谐区段轨检查后，实现了对轨道电路全程断轨的检查，大幅度减少了调谐区死区长度（20m减小到5m以内），实现了对调谐单元的断线检查和对拍频信号干扰的防护，大大提高了传输的安全性2）利用新开发的轨道电路计算软件实现了轨道电路参数的优化，大大提高了轨道电路的传输长度，将1.0Ω•km道床电阻的轨道电路传输长度提高了44%（从9000m提高到1300m），将电气-机械绝缘节的轨道电路长度提高了62.5%（从800m提高到1300m），改善了低道床电阻轨道电路工作的适应性3）用SPT国产铁路信号数字电缆取代法的ZCO3电缆，线径由1.13mm降至1.0mm,减少了备用芯租，加大了传输距离（从7.5km提高到10km），使系统的性能价格比大幅度提高，显著降低了工程造价调谐区设备的70mm2铜引接线用钢包铜线取代，方便了维修4）用单片微机和数字信号处理芯片代替晶体管分立元件和小规模集成电路，提高了发送移频信号频率的精度和接受移频信号的抗干扰能力。

5）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，提高了系统的可靠性，大幅度提高了单一电子设备故障不影响系统正常工作的“系统无故障工作时间”1.2 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统构成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已后者为力予以介绍，其系统构成如图1-1所示 图1-1 ZPW-2000A 型自动闭塞系统构成发送器采用的是“n+1”冗余方式，接受采用“0.5+0.5”冗余方式，以保证接受系统的高可靠运用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电气绝缘节长度改进为29m,电气绝缘节由空芯线圈、29m长轨和调谐单元构成调谐区对于本区段频率信号显示呈现零阻抗,可靠地短路相邻区段信号,防止越区传输,从而实现相邻区段信号的电气绝缘在调谐区内增加小轨道电路,同时实现了全程断轨检测 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和调谐区内的小轨道电路两个部分,并将小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。

小轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示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,由于钢轨是无绝缘的,该信号既向主轨道传送,又向调谐区内的小轨道传送,主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端,然后经调谐单元、匹配变电缆通道,把信号传到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继电器执行条件送至本区段接收器,本区段接收器同时接收到主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件,判断无误后驱动轨道电路继电器吸起,由此来判断区段的空闲与占用状况1.3 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路传输长度在1.0Ω•km道床电阻等相同条件下，UM71为0.8~0.9km，而ZPW-2000A为1.46~1.5km，且电气-电气绝缘节 和电气-机械绝缘节具有同样的传输长度，如表1-1所示表1-1ZPW-2000A型轨道电路传输长度1.0Ω•km 0.6Ω•km0.5Ω•km0.4Ω•km0.3Ω•km1700Hz1500824674 5744242000Hz1500824 6745744242300Hz1500824624 5244242600Hz1460 774624524424 轨道电路传输长度延长的原因有：a. 通过“GA－1”型计算软件对各有关参数的分析和综合优选。

b. 分析并修正了UM71的BA与钢轨特性参数上的失配c. 补偿电容容量优化及改善分路的新型配置d. 用BA//SVA'代替BA//SVA，与JES-JES等效e. 采用DSP解调，大大提高抗电气化干扰能力和“分路残压+干扰”的防误动能力f. 优化了传输电缆与轨道电路的匹配设计2 ZPW-2000A 无绝缘移频自动闭塞电路构成和原理2.1 室外设备室外设备包括电气绝缘节、电气-机械绝缘节、匹配变压器、补偿电容2.1.1电气绝缘节电气绝缘节（调谐区）由调谐单元、空芯线圈及29m钢轨组成，用于实现两轨道电路的电气隔离电气绝缘节唱29m，其两端各设一个调谐单元BA，电气绝缘节中间设置空芯线圈 调谐区按长29m设计，以获得调谐单元与轨道电路的匹配连接 2.1.2机械绝缘节由“机械绝缘节空芯线圈”与调谐单元并接而成，其节特性与电气绝缘节相同在进、出站口处设有机械绝缘节，为取得与电气绝缘节同样的电气性能，空芯线圈参数也根据传输通道参数和在频频率设计，命名为SVA'（分1700Hz、2000 Hz、2300 Hz、2700 Hz四种）机械绝缘节空芯线圈技术指标如表2-1所示序号项目指标及范围备注R（mΩ）L（mΩ）1ZPW•XKJ-1729.60±2.9628.60±0.29 测试频率：1700 Hz2ZPW•XKJ-2033.58±3.3628.44±0.29测试频率：2000 Hz3ZPW•XKJ-2333.75±3.3828.32±0.29测试频率：2300 Hz4ZPW•XKJ-2635.70±3.7528.25±0.29 测试频率：2700 Hz 2.1.3匹配变压器匹配变压器按传输通道参数和载频频率进行设计，以实现轨道与SPT铁路数字信号电缆的匹配连接，获得最佳的传输效果。

2.1.4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2.2 室内部分室内设备包括发送器、接收器、衰耗器和电缆模拟网络等2.2．1发送器发送器采用载频通。