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1、第三章轨道电路第1页，本讲稿共37页第一节第一节 轨道电路概述轨道电路概述 一、轨道电路的基本原理 1、组成：钢轨、绝缘节、轨端接续线、发送端、接受端（轨道继电器）等 2、作用：钢轨传送电信息 绝缘节划分各轨道区段 轨端接续线保持电信息延续 轨道继电器反映轨道的状况第2页，本讲稿共37页二、轨道电路的作用 1、监督列车的占用，反映线路的空闲状况，为开放信号，建立进路或构成闭塞提供依据；2、传递行车信息，如移频自动闭塞利用轨道电路传递不同的频率信息来反映列车的位置，决定通过信号机的显示或决定列车运行的目标速度，从 而控制列车运行。第3页，本讲稿共37页三、轨道电路的分类 1、按动作电源分：直流轨
2、道电路（已经淘汰）、交流轨道电路（低频300HZ以下，音频3003000HZ，高频10 40KHZ。）2、按工作方式分：开路式、闭路式（广泛使用）3、按传送的电流特性分：连续式、脉冲式、计数电码式、频率电码式、数字编码式 第4页，本讲稿共37页4、按分割方式分：有绝缘轨道电路、无绝缘轨道电路 (jointlesstrackcircuit)5、按所处的位置分：站内轨道电路、区间轨道电路第5页，本讲稿共37页6、按轨道电路内有无道岔分：无岔轨道电路、道岔轨道电路7、按适用的区段分：电化区段、非电化区段 8、按通道分：双轨条、单轨条第6页，本讲稿共37页四、轨道电路的应用 主要用于区间和车站，区间的
3、轨道电路通常是与自动闭塞制式相一致的轨道电路，按照自动闭塞通过信号机分区，每个闭塞分区就有其轨道电路。站内轨道电路应用更为广泛。对于电气集中联锁来说，列车进路和调车进路都必须安装轨道电路，对于机车信号来说，各种制式的区间轨道电路和站内电码化以后的轨道电路，就是其地面发送的设备，也就是信息来源。对于列车超速防护来说，带有编码信息的轨道电路是其车-地之间传输信息的通道之一。第7页，本讲稿共37页五、站内轨道电路的划分和命名1、划分原则（1）、有信号机的地方必须设置绝缘节（2）、满足行车、调车作业效率的提高（3）、一个轨道电路区段的道岔不能超过3组第8页，本讲稿共37页2、命名：道岔区段和无岔区段命
4、名方式不同（1）道岔区段：根据道岔编号来命名。如：1DG 1-3DG、15DG。（2）无岔区段：有几种不同情况，对于股道，以股道号命名，如1G等；进站内方，根据所衔接的股道编号加A或B，如1AG（下行咽喉）、2BG（上行咽喉）；差置调车信号机之间，如1/3WG、第9页，本讲稿共37页第二节第二节 工频交流连续式的轨道电路工频交流连续式的轨道电路一、工频轨道电路的组成和基本工作原理1、组成：送电端、受电端、钢轨绝缘、钢轨引接线、轨端接续线、钢轨等 送电端：BG150型轨道变压器、R2.2/220型变阻器 受电端：BZ4型中继变压器、JZXC-480型轨道继电器2、工作原理：电源采用交流，钢轨中传
5、输的是交流，继电器接受的交流，但动作是直流 轨道电路完整无车占用-GI，其交流电压应在10.5-16v 左右，当车占用时-GJ，GJ的交流残压此时应低于2.7v。第10页，本讲稿共37页二、工频轨道电路各部件及其作用1、轨道变压器 BG型轨道变压器主要用于轨道电路供电，其一次侧为220v，二次侧依据所连接 的端子不同，可以获得各种不同的电压值。0.45-10.80 v。第11页，本讲稿共37页2、中继变压器用于轨道电路的受电端，BZ4 与JZXC-480型轨道继电器配合使用，可以使钢轨阻抗和轨道变压器的阻抗相匹配nBG1-80型轨道变压器、BZ4-U型中继变压器第12页，本讲稿共37页3、变阻
6、器 轨道电路用变阻器为R2.2/220型。阻值为2.2，功率为220W、容许电流为10 A、容许温度为105第13页，本讲稿共37页4、钢轨绝缘 保证相邻轨道电路之间的电气绝缘，同时在轨道电路区段，其轨距保持杆、道岔连接杆、道岔连接垫板、尖端杆、转辙机的安装以及其它有导电性能的连接两钢轨的配件，均应保持绝缘良好。第14页，本讲稿共37页5、轨道电路连接线包括有：引接线-连接轨道电路送受端变压器箱或电缆盒与钢轨的导线，一般用涂有防腐油的多股钢丝绳制成。钢轨接续线-用于轨道电路接缝处的连接，以减小接触电阻。有塞钉式（现场广泛使用）、焊接式。道岔跳线-连接道岔岔心等处的导线。第15页，本讲稿共37页
7、三、道岔区段的轨道电路一、道岔绝缘和道岔跳线（1）、道岔绝缘道岔区段除了各种杆件、转辙机安装装置等加装绝缘外，还要加装切割绝缘，以防止辙叉将轨道电路短路。道岔绝缘根据需要，可以设在直股，也可以设在弯股。（2）、道岔跳线为保证信号电流的畅通，道岔区段除轨端接续线外，还需装设道岔跳线。第16页，本讲稿共37页2、道岔区段轨道电路的连接方式串联：这种轨道电路的电流要流经整个区段的所有钢轨，可以检查所有跳线和钢轨的完整，较安全。并联：因侧线只检查了电压，而没有检查电流，当跳线或连接线折断，列车进入弯股时，因弯股并没有设置继电器，GJ 仍在吸起状态，这是不足的地方。第17页，本讲稿共37页3、一送多受轨
8、道电路设有一个送电端，在每个分支轨道电路的另一端各设一受电端。各分支受电端轨道继电器的前接点，串联在主轨道继电器电路之中。当任一分支分路时，分支轨道继电器落下，其主轨道继电器也落下。使用时将主轨道继电器的接点用在联锁电路中。在实际中应注意：（1）、与到发线相衔接的道岔轨道电路的分支末端，应设受电端。（2）、所有列车进路上的道岔区段，其分支长度超过65 m时，在该分支的末端应设受电端。（3）、一送多受轨道电路最多不应超过三个受电端。（4）、任一地点有车占用时，必须保证有一个受电端被分路。第18页，本讲稿共37页四、轨道电路的极性交叉 1、极性交叉：有钢轨绝缘的轨道电路，为了实现对钢轨绝缘破损的防
9、护，要使绝缘节两 侧的轨面电压具有不同的极性或相反的相位。2、极性交叉的作用：可以防止在相邻的轨道电路间的绝缘节破损时引起轨道继电器的错误动作。对于计数电码、频率电码轨道电路而言，因相邻区端的编码不同，无法实 现极性交叉，采用的是周期防护或频率防护的方法。3、极性交叉的配置：在一个闭合的回路中，绝缘节的数量必须达到偶数才能实现极性交叉，若为奇 数，采用移动绝缘节的方法实现。车站内要求正线电码化时，可以将绝缘节移 至弯股，并且采用人工极性交叉方式。第19页，本讲稿共37页五、钢轨绝缘节的设置铁路信号维护规则技术标准4.1.8.轨道电路钢轨绝缘的设置应符合下列要求：a)在道岔区段，设于警冲标(fo
10、ulingpost)内方的钢轨绝缘，除双动道岔渡线上的绝缘外，其安装位置距警冲标不得小于3.5m，如下图所示。当不得已必须装于警冲标内方小于3.5m处时，应按侵入限界考虑。b)轨道电路的两钢轨绝缘应设在同一坐标处，当不能设在同一坐标时，其错开的距离（死区段）应不大于2.5米，如图所示。第20页，本讲稿共37页c)两相邻死区段的间隔，或与死区段相邻的轨道电路的间隔，一般不小于18m；当死区段的长度小于2.1m时，其与相邻死区段间的间隔或与相邻轨道电路的间隔允许1518m。d)设于信号机处的钢轨绝缘，应与信号机坐标相同，当不能设在同一坐标处时，应符合下列要求：1）进站、接车进路信号机和自动闭塞区间
11、并置的通过信号机处，钢轨绝缘可设在信号机前方1m或后方1m的范围内；2）出站（包括出站兼调车）或发车进路信号机、自动闭塞区间单置的通过信号机处，钢轨绝缘可设在信号机前方1m或后方6.5m的范围内。3）调车信号机处，钢轨绝缘可设在信号机前方或后方各1m的范围内，当该信号机设在到发线时，按本款第2）项规定处理。e)集中联锁车站的牵出线、机待线、出库线、专用线或其他用途的尽头线入口处的调车信号机前方，应设轨道电路，其长度不得小于25。f)列车运行速度不超过120时非自动闭塞区段的集中联锁车站，进站预告信号机处的钢轨绝缘，宜安装在预告信号机前方100处。g)异型钢轨接头处不得安装钢轨绝缘。h)在平交道
12、口处的钢轨绝缘，应安装在公路路面两侧外不小于2处。桥梁（隧道）护轮轨上应安装钢轨绝缘。第21页，本讲稿共37页第三节 25HZ轨道电路一、电气化牵引区段对轨道电路的特殊要求1、必须采用非工频制式的轨道电路钢轨既是牵引电流的回流通道，又是轨道电路信号电流的传输通道。2、必须采用双轨条式轨道电路用扼流变压器沟通牵引电流成双轨条回流，轨道电路处于平衡状态，便于实现站内电码化。3、交叉渡线上两根直股都通过牵引电流时应增加绝缘节4、钢轨接续线的截面加大5、道岔跳线和钢轨引接线截面加大，引接线等阻第22页，本讲稿共37页二、电气化区段站内轨道电路制式75HZ交流计数电码轨道电路25HZ交流计数电码轨道电路
13、移频轨道电路25 HZ相敏轨道电路：不对称轨道电路第23页，本讲稿共37页三、扼流变压器在电气化牵引区段，为了保证牵引电流顺利流过绝缘节，在轨道电路的发送端、接受端设置扼流变压器，轨道电路设备通过扼流变压器接向轨道，并传递信号信息。扼流变压器对牵引电流的阻抗很小，而对信号电流的阻抗很大，沿着两钢轨流过的牵引电流在轨道绝缘处，因上、下线圈中产生的磁通相等但方向相反，总磁通等于零，其对次线圈的信号设备没有任何影响。但若流过两钢轨的牵引电流不平衡，则将产生影响，故必须增设防护设备。信号电流因极性交叉，在两扼流变压器中点处电位相等，故不会越过绝缘节流向另一轨道电路区段，而流回本区段，在次极感应出信号电
14、流。97型25HZ相敏轨道电路用的扼流变压器有BE1-400/25、BE2-400/25、BE1-600/25、BE2-600/25、BE1-800/25、BE2-800/25第24页，本讲稿共37页扼流变压器实物第25页，本讲稿共37页四、25HZ相敏轨道电路1、组成 由25HZ专用电源屏、提供25HZ的轨道电源和局部电源、轨道电源变压器（BG25）、送电端限流电阻、送电端扼流变压器（BE25）、受电端轨道变压器、受电端扼流变压器、25HZ防护盒、防雷补偿器、二元二位轨道继电器组成。25HZ相敏轨道电路只能用以检测轨道电路区段是否空闲，不能传输其他信息。因其电源频率较低，传输的损耗也低，依次
15、传输的距离较长。第26页，本讲稿共37页2、25HZ相敏轨道电路的部件防护盒-由电感、电容串联而成，并接于轨道继电器两端，对50HZ呈串联谐振，相当于15电阻，以抑制干扰电流。对于25HZ信号电流相当于16uf电容，对25HZ信号电流的无功分量进行补偿，起到减少轨道电路传输好和相移作用。防雷补偿器QBF有FB-1、FB-2型。对接的硒片和电容器。第27页，本讲稿共37页五、97型相敏轨道电路特点：1、提高了绝缘破损的防护性能2、将有回归电流的轨道电路送、受电端一律设扼流变压器。3、将连向钢轨的一长一短引接线设计成等阻线。4、优化了电源屏的设置5、改进了轨道继电器JRJC12/2406、增加了扼
16、流变压器的种类：400、600、800A分别供侧线、正线、和靠近牵引变电所的区段使用7、改善了移屏电码化的发送条件。固定了送电端供电变压器的变比，使之和受电端变比相同。8、延长了极限长度：送端电阻为4.4，受端变比降为15等，极限长度12001500m。9、提高了系统的抗干扰能力第28页，本讲稿共37页六、25HZ相敏轨道电路的种类设扼流变压器、不设扼流变压器、一送一受、一送二受、一送三受所有的一送最多三受，另外对于容易产生迂回电流的侧线中线可以断开。要求带扼流的发送端限流电阻为4.4，无扼流的为1.6。第29页，本讲稿共37页第四节 移频轨道电路第30页，本讲稿共37页一、国产移频轨道电路1
17、、移频的概念 移频轨道电路是移频自动闭塞的基础，又可以监督该闭塞分区的空闲。选用频率参数作为控制信息，采用频率调制的方式，将低频调制信号Fc搬移到较高频率Fo（载频）上，以形成振荡不变、频率随低频信号的幅度作周期性变化的信号。而采用 这种方式的轨道电路就称移频轨道电路。第31页，本讲稿共37页2、4信息移频频偏：55HZ，即移频信号受低频信号调制作上下边频交替变化，两者在单位时间内变化次数与低频调制信号的频率相同。3、4信息移频载频下行：550、750HZ上行：650、850HZ4、ZP-89型8信息移频轨道电路低频信息：8、9.5、11、15、13.、16.5、20、26HZ发送设备：发送盘
18、、站内防雷单元、电缆模拟网络、发送盘双机热备接受端：接受盘、衰耗隔离盒、室内防雷单元、电缆模拟网络、接受盘双机并用。电缆模拟网络：由电阻、电容、电感组成，相当于9.5KM电缆，分为5个单元，可以根据现场实际需要进行 调整，使接受和发送设备具有相同的电缆负载，便于轨道电路的调整及构成双向自动闭塞。电化区段采用扼流变压器接至轨道钢轨。第32页，本讲稿共37页5、ZP.Y1、218型18信息有绝缘移频轨道电路其与8信息基本一致，只是接受、发送设备采用的是单片微机和数字处理技术。低频信息有18种。6、ZP.W1-18型18信息无绝缘移频轨道电路采用的是强制衰耗式，为一送一受、电压发送、电流接受。电流接
19、受方式是在两钢轨旁设置电流传感器，通过 感应方式接收信号，同时抵消钢轨中的牵引电流的干扰。相邻闭塞分区的轨道电路采用不同的频率，由接在接收端的陷波器强制衰耗。它对本闭塞分区的频率呈低电阻，对相邻闭塞分区的频率呈高阻。第33页，本讲稿共37页二、法国引进的UM71轨道电路采用调频方式，谐振式无绝缘轨道电路载频为：1700、2000、2300、2600HZ频偏：11HZ低频信息：10.3-29HZ每隔1.1HZ呈等差数列共18个。由设在室内的发送器、接收器、轨道继电器、以及设在室外的调谐单元、空心线圈、带模拟电缆网络的匹配变压器和若干补偿电容组成。两个调谐单元BA1和BA2间距为26m，空心线圈S
20、VA在两者中间，他们三者以及26m长的钢轨构成了电气绝缘区段。取代了传统的机械绝缘。BA1和BA2分别对本区段和相邻区段的频率产生并联和串联谐振。保证了本区段的移频信息被接收，相邻区段信号被短路。UM71轨道电路是通用调制的电气绝缘的轨道电路，它是由发送器EM在编码系统指令控制下，产生低频调制的移频信号，经过电缆通道、匹配单元TDA及调谐单元BA，送至轨道，从送电端传输到受电端调谐单元BA再经接收端的匹配单元、电缆通道，将信号送到接收器RE中，接收器将调制信号进行解调放大后，动作轨道继电器，用以反映列车是否占用轨道电路。钢轨上传输的低频信息，经机车接收线圈接收送给TVM300系统，供机车信号、
21、速度监控使用。第34页，本讲稿共37页三、ZPW2000A型无绝缘轨道电路ZPW2000A型无绝缘轨道电路同UM71轨道电路基本相同，只是在调谐区内增加了小轨道电路，用来实现无绝缘轨道电路全程断轨检查，避免了UM71轨道电路调谐区存在的“死区段”（它的“死区段”只有调谐区内小于5米的一小节）从而大大地提高了轨道电路的安全性、传输性、稳定性。ZPW2000A型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨道电路电路两部分，并将小轨道电路看作是列车运行方向主轨道电路的“延续段”。主轨道电路发送器产生的移频信号既向主轨道传送，也向调谐区小轨道电路传送。主轨道信号经过钢轨送到轨道电路受电端，然后经调谐单元、
22、匹配变压器、电缆通道，将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，并将处理结果形成的小轨道电路执行条件送到本轨道电路接收器，做为轨道继电器励磁的必要检查条件之一。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情况。第35页，本讲稿共37页第五节 轨道电路的基本工作状态和基本参数一、轨道电路基本工作状态1、调整状态-空闲2、分路状态-占用3、断轨状态-故障二、三种主要的影响因素1、道碴电阻2、钢轨阻抗3、电源电压三、各种状态的最不利条件调整状态：道碴电阻最小，钢轨阻抗最大、电源电压最低分路状态：道碴电阻最大，钢轨阻抗最小、电源电压最大道碴电阻最大，钢轨阻抗最小、电源电压最大，还有断轨地点。第36页，本讲稿共37页四、轨道电路分路的几个术语a)列车分路电阻-列车车轮的接触电阻值b)分路效应-列车分路，轨道继电器落下c)分路灵敏度-在任一点分路，恰好是轨道继电器落下的电阻值d)标准分路灵敏度-0.06五、驼峰轨道电路1、轨道电路长度较短，一般小于50m2、采用双区段制，将一个轨道电路分成两段3、分路灵敏度要求较高，规定为0.54、采用高灵敏度的轨道电路第37页，本讲稿共37页