铁道信号基础 第五章 轨道电路

主讲：安春兰轨道电路概述轨道电路的基本工作状态和基本参数轨道区段的极性交叉工频交流连续式轨道电路25HZ相敏轨道电路教学内容第一节轨道电路概述一、轨道电路的组成钢轨、绝缘节、轨端接续线、发送端、接受端（轨道继电器）等钢轨——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——反映轨道的状况第一节轨道电路概述二、轨道电路的基本原理轨道电路能否正常工作，直接关系到行车安全和行车效率。为此对轨道电路提出了几个要求：（1）当轨道电路无列车占用时，轨道继电器应可靠吸起；（2）轨道电路被列车占用时，轨道继电器的衔铁应可靠落下。（3）当轨道电路设备发生故障（如钢轨折断、绝缘破损等）时，轨道继电器应立即失磁，使之关闭信号。三、轨道电路的作用1、检查列车的占用2、传递行车信息第一节轨道电路概述四、轨道电路的分类按动作电源分类直流轨道电路交流轨道电路第一节轨道电路概述按工作方式分类闭路式轨道电路和开路式轨道电路；闭路式和开路式轨道电路第一节轨道电路概述按轨道电路的分割方式分有绝缘轨道电路无绝缘轨道电路按轨道电路内有无道岔分类无岔区段轨道电路道岔区段的轨道电路第一节轨道电路概述按使用处所分类区间轨道电路：监督各闭塞分区是否空闲，传输有关行车信息。站内轨道电路：只监督本区段是否空闲，不能发送其他信息。第一节轨道电路概述五、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（4）为了提高咽喉使用效率，把轨道电路区段适当划短，使道岔能及时解锁，立即排列别的进路。但提速区段，为了保证机车信号的连续显示，轨道电路区段不能过短。第一节轨道电路概述2、命名：（1）道岔区段：根据道岔编号来命名。只包含一组道岔的，用其所包含的道岔编号来命名，如1DG、3DG。包含两组道岔的用两组道岔编号连缀来命名，如7－9DG、13－19DG。若包含三组道岔，则以两端的道岔编号连缀来命名，如11-27DG，包含了11、23、27号三组道岔。第一节轨道电路概述（2）无岔区段命名对于股道，以股道号命名，如ⅠG、ⅡG。进站信号机内方的无岔区段及双线单方向运行的发车口的无岔区段，根据所衔接的股道编号加A（下行咽喉）及B（上行咽喉）来表示。上行发车口处的无岔区段衔接股道为ⅡG，该无岔区段即称为ⅡAG。差置调车信号机之间的无岔区段，以两端相邻的道岔编号写成分数形式来表示。第一节轨道电路概述135791115131719252123272931一、轨道电路的基本参数轨道电路的基本参数指的是它的一次参数和二次参数轨道电路的一次参数轨道电路是通过钢轨传输电流的，轨道是具有低绝缘电阻的电气回路，因此钢轨阻抗Z（钢轨电阻R和钢轨电抗ωL的向量和）和漏泄导纳Y（漏泄电导G和漏泄容抗的向量和）就成为轨道电路本身固有的电气参数，所以轨道电路的一次参数就是Z、Y、R、L、G、C的总称。第二节轨道电路的基本工作状态和基本参数轨道电路的一次参数（1）道碴电阻道碴电阻是一个分布参数，通常以每一公里钢轨线路所具有的漏阻值表示，称为单位道碴电阻或简称道碴电阻，用rd表示，其单位是Ω·km。道碴电阻愈小，两钢轨间漏泄电流就愈大，轨道电路消耗的电能就会增多。道碴电阻值变化的范围越大，轨道电路的工作就越不稳定。最小道碴电阻可能低到0.2Ω·km。第二节轨道电路的基本工作状态和基本参数轨道电路的一次参数（2）钢轨阻抗当轨道电路中通以直流信号时，钢轨阻抗就是纯电阻，称之为钢轨电阻。当轨道电路通以交流信号时，除了有效电阻外，还有感抗存在，总的阻抗比直流时要大很多。第二节轨道电路的基本工作状态和基本参数轨道电路的二次参数轨道电路的特性阻抗Zc、传输常数γ第二节轨道电路的基本工作状态和基本参数轨道电路的一次参数是Z、Y、R、L、G、C的总称。轨道电路的二次参数是特性阻抗ZC与传输常数γ，它们是一次参数——钢轨阻抗Z和道碴电阻rd的函数，特性阻抗：（Ω）ezjdrZr2/传输常数：交流轨道电路直流轨道电路α＝1，。轨道电路的二次参数轨道电路的特性阻抗Zc、传输常数γ第二节轨道电路的基本工作状态和基本参数lrchIlrshIUIlrshZIlrchUUZCZSCZZS轨道电路的钢轨阻抗和道碴电阻是均匀分布的，属于均匀分布参数传输线，可以用分布参数传输线的基本方程来反映轨道电路送、受电端的电压。电流的关系：二、轨道电路的基本工作状态调整状态分路状态断轨状态轨道电路在各种工作状态下，要受到许多外界因素的影响，其中受道碴电阻、钢轨阻抗和电源电压的影响最大。第二节轨道电路的基本工作状态和基本参数二、轨道电路的基本工作状态1.调整状态：轨道电路空闲、接受设备正常工作时的状态。最不利因素：道碴电阻最小、钢轨阻抗模值最大、电源电压最低这三个不利因素。第二节轨道电路的基本工作状态和基本参数二、轨道电路的基本工作状态2.分路状态：轨道电路区段有车占用时，接收设备被分路而停止工作的状态。在分路状态，要求在任何情况下分路时，应使轨道电路的接收设备处于不工作状态。分路状态的最不因素：当钢轨阻抗模值最小、道碴电阻最大(一般令其为无穷大)、电源电压最时，轨道电路的受电会出现最大值，第二节轨道电路的基本工作状态和基本参数轨道电路分路的几个术语列车分路电阻：列车占用轨道电路时，轮对跨在两根钢轨上形成的电阻，就称为列车分路电阻。分路效应：由于有列车分路而使轨道电路接收设备中电流减少，并处于不工作状态的现象，称谓有分路效应。分路灵敏度：指的是在轨道电路的钢轨上，用一电阻在某点对轨道电路进行分路，若恰好能够使轨道继电器线圈中的电流减小到释放值，则这个分路电阻值就叫做轨道电路在该点的分路灵敏度。第二节轨道电路的基本工作状态和基本参数轨道电路分路的几个术语极限分路灵敏度：对某一具体的轨道电路来说，各点的分路灵敏度中的最小值，就是该轨道电路的极限分路灵敏度。标准分路灵敏度：标准分路灵敏度是衡量各种轨道电路分路状态情况优劣的标准．我国规定一般的轨道电路标准分路灵敏度为0.06。ZPW-2000（UM71）无绝缘轨道电路标准分路灵敏度为0.15Ω。第二节轨道电路的基本工作状态和基本参数二、轨道电路的基本工作状态3.轨道电路的断轨状态：轨道电路的钢轨在某处折断时的情况。此时，虽然钢轨已经断开，但轨道电路仍旧可以通过大地而构成回路，轨道电路的接收没备中还会有一定数量的电流流过。最不利条件：断轨时轨道电路的参数变化使得轨道接收设备中获得最大电流值。这种条件是除了钢轨阻抗模值最小、电源电压最大两个因素外，断轨地点和道碴电阻的大小也有一定的影响。第二节轨道电路的基本工作状态和基本参数小结一、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、电源电压最大断轨状态：道碴电阻最大，钢轨阻抗最小、电源电压最大，还有断轨地点。轨道电路概述轨道电路的基本工作状态和基本参数轨道区段的极性交叉工频交流连续式轨道电路25HZ相敏轨道电路教学内容道岔区段轨道电路与无岔区段轨道电路不同之处在于钢轨线路被分开产生分歧，为此需增加道岔绝缘和道岔跳线。轨道电路的极性交叉道岔绝缘为防止辙叉将轨道电路短路，要加装切割绝缘，称为道岔绝缘，道岔绝缘视需要，可设在道岔直股钢轨上，也可设在道岔侧股钢轨上。道岔跳线为了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。道岔绝缘和道岔跳线道岔绝缘辙叉将轨道电路短路道岔绝缘和道岔跳线道岔绝缘道岔绝缘根据需要，可以设在直股，也可以设在弯股。直股切割绝缘弯股切割绝缘道岔绝缘和道岔跳线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。道岔绝缘和道岔跳线练习：⑴进行道岔绝缘直股切割和加道岔跳线⑵进行道岔绝缘弯股切割和加道岔跳线道岔绝缘和道岔跳线轨道电路的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(直流)或相反的相位(交流)。极性交叉的配置：在无分支线路上，极性交叉配置比较容易，只要依次变换轨道电路供电电源的极性。在有分支线路上，即有道岔处，极性交叉的配置就要复杂一些。因为道岔绝缘节可以设在道岔直股，也可设在弯股，不同的设置，就将影响整个车站极性交叉的配置。轨道电路的极性交叉极性交叉的配置：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。轨道电路的极性交叉轨道电路的极性交叉极性交叉的配置：极性交叉的配置方法：站内所有轨道电路的绝缘节两侧是否做到极性交叉，可用封闭回路法检查。轨道电路的极性交叉极性交叉的配置步骤：1、首先由平面图以单线条绘制出站内轨道电路图单线条站内轨道电路图：轨道电路的极性交叉2、在单线条站内轨道电路图上将所有道岔进行绝缘切割（直股切割绝缘或者弯股切割绝缘），然后加装跳线。将所有道岔进行绝缘切割（见红线）：绿线为跳线轨道电路的极性交叉3、然后计算各封闭回路内的绝缘节的数量（被跳线隔开的不计数）：轨道电路的极性交叉4、凡是回路内绝缘节为偶数，则可以做到极性交叉；若为奇数，则不能做到极性交叉轨道电路的极性交叉5、若为奇数，则不能做到极性交叉，应对回路内的绝缘节进行移设，使其成为偶数。移设的方法是：（1）移设道岔绝缘（直股或弯股）；轨道电路的极性交叉5、若为奇数，则不能做到极性交叉，应对回路内的绝缘节进行移设，使其成为偶数。移设的方法是：（1）移设道岔绝缘（直股或弯股）；轨道电路的极性交叉5、若为奇数，则不能做到极性交叉，应对回路内的绝缘节进行移设，使其成为偶数。移设的方法是：（2）增加两组绝缘和增加两根跳线，进行人工极性交叉。轨道电路的极性交叉人工极性交叉6、由单线画出双线轨道电路图轨道电路的极性交叉7、在双线轨道电路图上用粗细线画出双线轨道电路极性交叉图轨道电路的极性交叉道岔区段警冲标内方的钢轨绝缘在道岔区段，设于警冲标内方的钢轨绝缘，除双动道岔渡线上的绝缘外，其他安装位置距警冲标不得小于3.5m处，若实在不能满足此要求，则该绝缘节称为侵限绝缘。≧3.5m钢轨绝缘的设置当不得已必须装于警冲标内方小于3.5m处，则构成了“侵限绝缘”，在联锁中要充分考虑“侵限绝缘”的防护问题。3.5m3.5m侵限绝缘钢轨绝缘的设置画出下图车站的双线轨道电路极性交叉图工频交流连续式的轨道电路1、组成送电端、受电端、钢轨绝缘、钢轨引接线、刚轨接续线、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---GJ↑，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。工频交流连续式的轨道电路25HZ相敏轨道电路一、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。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25HZ相敏轨道电路三、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