铁路基本知识铁路信号轨道电路4

四．铁路信号轨道电路1．什么是轨道电路？答：轨道电路是以铁路上的两根钢轨作为导体，两端以钢轨绝缘分开，并以导体连接信号源（发送设备）和接收设备构成的电路。需要指出的是随着科学技术的发展，广义的轨道电路与传统的轨道电路差别越来越大。如用电气绝缘来代替机械绝缘的无绝缘轨道电路、道口控制器、计轴设备等构成的轨道电路也发展很快。轨道电路是铁路自动化设备的重要组成部分，轨道电路特性是否良好，直接关系到行车安全。2．对轨道电路的基本要求是什么？答：对轨道电路的基本要求是：当轨道电路上没有车，且设备完整时，轨道继电器应靠吸起；当轨道电路上有车（即使只有一个轮对）、发生钢轨折断或元器件故障时轨道继电器应可靠落下(主要指应用广泛的闭路式轨道电路)。3．什么是轨道电路的钢轨阻抗？答：当轨道电路中通以电流，每公里长度的两根钢轨所存在的阻抗，就叫钢轨阻抗。轨道电路的钢轨截面积虽然很大，由于其长度很长，而且每根钢轨之间的连接线相对电阻较大，当电流流过时会产生电压降。交流轨道电路还会产生相移。钢轨阻抗Z=r+jωL其值与钢轨有效电阻、内电感、截面积尺寸、形状、材料的磁性、导电率、电流强度、电流频率和钢轨连接线类型等有关。如交流50HZ塞钉式连接线轨道电路：Z=1.0∠46°(欧/公里，下同))交流50HZ焊接式连接线轨道电路：Z=0.8∠60°交流50HZ长钢轨轨道电路：Z=0.65∠70°交流25HZ塞釘式连接线轨道电路：Z=0.5∠52°移频塞钉连接线轨道电路（550HZ）：Z=5.1∠79°移频塞钉连接线轨道电路（850HZ）：Z=7.75∠81°移频塞钉连接线轨道电路（1700HZ）：Z=14.08∠85.2°移频塞钉连接线轨道电路（2600HZ）：Z=21.147∠85.78°4．什么是轨道电路的道碴电阻？答：由一根钢轨经过轨枕、道碴和大地到另一根钢轨的漏泄电阻，叫道碴电阻。它的单位是：欧·公里。因为钢轨敷设在枕木上，而敷设在路基上的枕木又是埋在道碴中，所以通过钢轨电流的一部分要通过枕木、道碴和大地形成漏泄。因道碴电阻与道碴材料、道碴层的高度和湿度、轨枕的材料和湿度以及天气情况都有很大的关系，所以这种漏泄的情况又很不稳定。尤其是天气的变化对道碴电阻的变化影响最大，一般可由情天最高时的100欧·公里，变化到暴雨天的1～2欧·公里以下（雨后8～10分钟最低），冬天结冰天气时最高。所以，道碴电阻是影响轨道电路工作稳定的主要因素。我国规定碎石道床道碴电阻最小值区间是1.2欧·公里（直流）、1.0·公里（交流）；站内是0.7欧·公里（直流）、0.6·公里。但是，在某些地段如盐碱地区，隧道内和一些货场等地由于道床脏，排水能力差，最小道碴电阻只有0.4～0.5欧·公里。5．什么是轨道电路的三种基本工作状态（闭路式轨道电路）？答：轨道电路有调整、分路和断轨三种基本工作状态。（1）调整状态。轨道区段空闲，设备完整，轨道继电器可靠吸起的状态叫调整状态。调整状态时的最不利条件是：电源电压最低、钢轨阻抗最大、道碴电阻最小。（2）分路状态。轨道区段上有车，轨道电路电流绝大部分被车列分流，轨道继电可靠落下状态叫分路状态。分路状态的最不利的条件是：电源电压最高、钢轨阻抗最小、道碴电阻最大。（3）断轨状态。轨道电路在轨道区段某点折断，轨道继电器可靠落下的状态。分路状态最不利条件除了电源电压最高、钢轨阻抗最小外，与分路地点和道碴电阻有关系，情况比较复杂。有的制式轨道电路并不能保证断轨状态的要求。6．什么是列车分路电阻？答：如果在轨道电路分路点的两轨间接以无感电阻，该电阻在轨道电路电能传输中所引起的电压变化量与实际车列占用的效果相同，那么该电阻即称为列车分路电阻。列车分路电阻是由车轮和车轴本身的电阻，以及轮缘与钢轨头部表面的接触电阻组成，由于车轮和车轴电组很小，所以实际上可以认为列车分路电阻是由轮缘与钢轨头部表面的接触电阻所决定，是纯电阻。列车分路电阻的大小受进入轨道区段的车轴数、车重、列车速度、轮缘与轮轴的密贴度、轮缘面和轨面的洁净程度等影响。通常小于0.06欧。在特殊情况下，如单机、轨道车、守车高速行驶时会出现列车分路电阻大于0.06欧，甚至出现轨道电路压不死的情况。7．什么是列车分路标准电阻？答：由于在一般情况下列车分路电阻不超过0.06欧，因此我国铁路就把0.06欧作为检查轨道电路分路灵敏度的标准电阻。把0.06欧的标准电阻跨接在轨道电路的两根钢轨的任何点上，接收端的轨道继电器（接收器）应可靠落下。（大部分类型的轨道电路采取此标准）驼峰峰下分路区段JWXC-2.3型交流轨道电路的标准分路电阻是0.5欧；驼峰峰下分路区段JWXC-2.3型直流轨道电路的标准分路电阻是0.1欧；UM71移频轨道电路的标准电阻是0.15欧。8．什么是轨道电路的分路灵敏度？什么是轨道电路的极限分路灵敏度？答：轨道继电器（或轨道电路接收器）内电压（电流）降至能可靠反映列车占用轨道电路状态（轨道继电器落下或接收器停止工作）时，垮在轨道电路两钢轨间的无感电阻值，即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度是不同的，对任一轨道电路来讲都有一个最大的分路灵敏度，这个分路灵敏度的最大值即为该轨道电路的极限分路灵敏度，作为反映轨道电路分路灵敏度的标志。9．对各种轨道电路共同的基本技术要求是什么？答：各种制式的轨道电路均应满足以下共同的基本技术要求：（1）在轨道电路电源电压最低，钢轨阻抗最大，道碴电阻最小，轨道电路为极限长度的条件下，轨道继电器接收的电压或电流值应不小于该继电器的可靠工作值，即应可靠的工作。（2）在轨道电路电源电压最高，钢轨阻抗最小，道碴电阻最大的条件下，用标准分路电阻在轨道电路的任意一处分路，轨道继电器应靠落下或接收器停止工作。（3）当轨道电路电源电压最高，列车或车辆占用形成短路时，其短路电流值不得大于送电端设备得最大允许电流值。（4）装有连续式机车信号的区段，在轨道电路受电端轨面上短路，短路电流值应大于机车信号接收灵敏度的1.2倍。（5）开路式轨道电路，当电源电压最高，道碴电阻最小的条件下，轨道电路空闲时，轨道继电器不应动作；用标准电阻线分路时，轨道继电器应可靠地工作。10．轨道电路共同的防护要求是什么？答：轨道电路应能防护下列影响：（1）轨道绝缘破损造成短路时，相邻轨道电路的影响；（2）在交流电力牵引区段，钢轨内牵引电流及供电频率的影响；（3）在各种标准范围内，各种迷流干扰的影响；（4）利用其它制式叠加轨道电路电流的影响；（5）设备集中设制时，电缆受外界干扰的影响；（6）感应雷的影响。11．什么地点必须装设轨道电路？答：苻合下列条件的区段必须装设轨道电路：（1）电气集中（微机联锁）车站内的列车和调车进路；（2）装有动力（如电动、电空或电液，下同）转辙机集中控制的道岔区段；（3）自动闭塞区段的闭塞分区；（4）电锁器联锁车站的正线及到发线接车进路的股道上；（5）需要监督是否被车占用的其它线路及为了特定目的而确定的线路区段。（6）非集中联锁车站的最外方道岔的外方，应设半自动闭塞轨道电路。12．轨道电路有那几种类型？答：轨道电路制式分类方式很多，目前主要有以下几种：按接线方式可分为闭路式和开路式。（1）闭路式轨道电路。平时轨道继电器吸起，有车时轨道继电器落下，能检查轨道电路完整和设备状态，苻合信号设备的“故障-安全”原则。（2）开路式轨道电路。平时轨道继电器落下（电路处在开路状态），有车时轨道继电器吸起，不能检查检查轨道电路完整和设备状态，不苻合绝大部分信号设备的“故障-安全”原则，只能用在有特殊要求的场合，如道口出清、半自动到达等区段。按供电性质分，可分为直流、交流和电码式。（1）直流轨道电路。在轨道电路中传输的是直流电流，直流轨道电路因其所传输的是连续或断续电流分为连续式（如JWXC-2.3）；脉冲式(如高压不对称、高灵敏度)等两种。（2）交流轨道电路。在轨道电路中传输的是交流电流，常用的交流连续式轨道电路-有JZXC-480、25HZ、移频、UM71；交流断续式有交流计数、微电子交流计数等，交流计数亦是交流电码式。（3）电码轨道电路。在轨道电路中传输的电流是一种电码信息（如极频）。按牵引方式可分为电化区段和非电化区段两种。（1）电化区段轨道电路。因在轨道中传输的既有信号电流，还有牵引电流，所以轨道电路要有防牵引电流干扰的措施。目前25HZ、25HZ交流计数、高压不对称、移频和UM71等都可以在电化区段使用。（2）非电化区段轨道电路。如JWXC-480交流连续式轨道电路。50HZ交流计数轨道电路等。按设备按装位置可分为分散式和集中式两种。（1）分散式按装。如50HZ、25HZ站内轨道电路，因其送、受变压器都分散在现场的变压器箱中，属分散安装式。区间轨道电路，，如分散式移频轨道电路，主要发送、接收设备都安放在现场轨道旁。区间分散式轨道电路，其特点是投资少，但是工作环境差、微修不放便，现已不采用。（2）集中式按装。除了信号机、轨道箱外，发送、接收等设备均按放在车站机械室内，（如移频、UM71等）。因其主要设备放在室内。工作环境稳定、微修方便而得到了广泛的推广。按有无机械钢轨绝缘可分为有绝缘轨道电路和无绝缘轨道电路两种。（1）有绝缘轨道电路。目前站内轨道电路和大部分区间轨道电路都是有绝缘型的。（2）无绝缘轨道电路主要运用在自动闭塞区间（如UM71、ZPW2000移频等）和道口轨道电路（道口控制器）。按用途主要可分为站内、区间、驼峰和道口轨道电路四种。（1）站内轨道电路。适用于站内的有480、25HZ等制式。站内轨道电路还可分为无岔区段、有岔区段和股道三种。（2）区间轨道电路。适用于区间(包括电码化)的有交流计数、移频、ZPW2000和UM71等制式。（3）驼峰轨道电路。适用于驼峰峰下分路道岔区段的有可用于非电化区段的JWXC-2.3型交流闭路式轨道电路和可用于电化区段的JWXC-2.3型直流闭路式轨道电路。（4）道口轨道电路。适用于铁路与公路的平交道口接近报警或离去解除报警用。适用于道口报警的主要有DK·SW、DK·Y3道口控制器和道口计轴装置等。13．道岔区段轨道电路有那些特殊要求？答：道岔区段轨道电路有以下特殊技术要求：（1）轨道电路的基本线路与分支线路应采用并联方式，当该轨道电路的跳线得不到电流检查时，在分支线上应采取双跳线；（2）与到发线相衔接的道岔轨道电路的分支末端，应设接收端；（3）所有列车进路上的道岔区段，其分支长度超过65m时（自并联起点道岔的岔心算起），在该分支末段应设接收端；（4）个别分支长度小于65m的分支末端，当分路不良、危及行车安全时，应设法增设接收端；（5）一送多受轨道电路最多不应超过三个接收端；（6）一送多受轨道电路任一地点有车占用时，必许保证有一个接受端被分路。（7）为了保证正线电码化电流的连续性，电码化道岔区段的极性绝缘应按装在曲股。14．什么是超限绝缘？如何在联锁关系中处理解决？答：道岔区段轨道电路的分界绝缘应装于道岔警冲标内方，距离警冲标不小于3.5米的地方（见下图），否则，车辆停在警冲标内方轨道电路范围内，其车钩及车身边缘可能侵入建筑接近限界，危及邻线上通过车列的安全，这是不允许的。但是在两组道岔警冲标之间的距离不足7米时，按装在它们中间的绝缘不可能满足上述要求，这种绝缘就称为侵入限界绝缘或超限绝缘。如上图所示，停于48DG范围内的车辆，其车身边缘可能侵入50DG的限界；而停于50DG的范围内的车辆，其边缘也可能侵入48DG的限界。因此，当排列经过50号道岔的反位进路时，必须检查48DG内无车占用；而当排列经过48号道岔的反位进路时，也必须检查50DG内无车占用。超限绝缘在信号设备平面图上以绝缘节加圈表示。15．什么是轨道电路的极性交叉？答：极性交叉是轨道电路常用的一种绝缘破损的防护措施。如下左图所示，分界绝缘两边的钢轨极性相同，当绝缘破损时，1G虽然有车占用，但1GJ仍有可能由3G的轨道电源供电而保持吸起，这是十分危险的。为了解决这个问题，我们可以改变一下轨道电路1G的接法（见右图），使分解绝缘两边的钢轨属于不同的极性，称之为极性