铁路信号基础3(共六册)

第三章轨道电路是利用钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路，是铁路信号的重要基础设备，它的性能直接影响行车安全和运输效率。第一节轨道电路概述一、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。三、轨道电路的分类1、按动作电源分：直流轨道电路（已经淘汰）、交流轨道电路（低频300HZ以下，音频300——3000HZ，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4、按分割方式分：有绝缘轨道电路、无绝缘轨道电路（电气隔离式、自然衰耗式、强制衰耗式）5、按所处的位置分：站内轨道电路、区间轨道电路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、单轨条四、轨道电路的应用主要用于区间和车站，区间的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。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2、命名：道岔区段和无岔区段命名方式不同（1）道岔区段：根据道岔编号来命名。如：1DG1-3DG、1—5DG。（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，根据所衔接得股道编号加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、第二节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：BG1—50型轨道变压器、R—2.2/220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。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----10.80v。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BG1-80型轨道变压器、BZ4-U型中继变压器3、变阻器轨道电路用变阻器为R—2.2/220型。阻值为2.2Ω，功率为220W、容许电流为10A、容许温度为105℃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。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。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。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。3、一送多受轨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65m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。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。五、钢轨绝缘节的设置1、道岔区段警冲标的内方，不得小于3.5m,若实在不能满足此要求，则该绝缘节称为侵限绝缘。2、两绝缘节应设在同一坐标处，避免产生死区段。错开距离小于2.5m3、两相邻死区段间隔，不得小于18m4、信号机处的绝缘节：应与信号机坐标相同，若达不到有：进站、接车进路信号机处的绝缘可以设在信号机前方1m或后方1m处。出站、发车进路信号机处，钢轨绝缘可以设在信号机前方1m或后方6.5m的范围内。调车信号机处与进站一致，但设在到发线与出站一致。5、半自动闭塞区段的预告信号机处，安装在预告信号机前方100m处。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移频轨道电路25HZ相敏轨道电路：不对称轨道电路三、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扼流变压器实物四、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，依次传输的距离较长。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15Ω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。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JRJC1—2/2406、增加了扼流变压器的种类：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4.4Ω，受端变比降为15等，极限长度1200→1500m。9、提高了系统的抗干扰能力六、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4.4Ω，无扼流的为1.6Ω。第四节移频轨道电路一、国产移频轨道电路1、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。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、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。5、ZP.Y1、2—18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。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SVA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