【城市轨道交通信号与通信系统—张利彪-主编】单元二-继电器、轨道电路、计轴器和应答器

城市轨道交通信号与通信系统单元二继电器、轨道电路、计轴器和应答器城市轨道交通信号与通信系统2.1继电器城市轨道交通信号与通信系统继电器继电器是自动控制系统中常用的电器，它用于接通和断开电路，用以发布控制命令和反映设备状态，以构成自动控制和远程控制电路地铁信号系统技术中广泛采用继电器，称为信号继电器（简称继电器），通常作为自动控制系统的接口部件继电器的可靠性直接影响到地铁信号系统的可靠性和安全性城市轨道交通信号与通信系统继电器继电器是自动控制系统中常用的电器，它用于接通和断开电路，用以发布控制命令和反映设备状态，以构成自动控制和远程控制电路地铁信号系统技术中广泛采用继电器，称为信号继电器（简称继电器），通常作为自动控制系统的接口部件继电器的可靠性直接影响到地铁信号系统的可靠性和安全性城市轨道交通信号与通信系统一、继电器的基本原理城市轨道交通信号与通信系统一、继电器的基本原理当线圈中通入一定的的电流后，根据电磁原理，线圈中因为电流产生磁性，衔铁被吸引当线圈中没有足够的电流时，衔铁由于重力作用被释放。随着衔铁的动作，动触点与静触点接通或断开，从而实现对其他设备的控制。城市轨道交通信号与通信系统一、继电器的基本原理当线圈中通入一定的的电流后，根据电磁原理，线圈中因为电流产生磁性，衔铁被吸引当线圈中没有足够的电流时，衔铁由于重力作用被释放。随着衔铁的动作，动触点与静触点接通或断开，从而实现对其他设备的控制。城市轨道交通信号与通信系统二、继电器的继电特性当输入量达到一定值时，输出量发生突变，继电器线圈回路为输入回路，继电器接点所在回路为输出电路当线圈中电流Ix增加到某一定值时，继电器衔铁被吸引，接点闭合。此后，若线圈中电流Ix继续增大，由于接点回路中阻值不变，Iy保持不变当线圈中电流Ix减小到一定值时，继电器衔铁释放，输出电流Iy突然减小到0。此后，线圈中电流再减小，Iy保持为0不变城市轨道交通信号与通信系统二、继电器的继电特性城市轨道交通信号与通信系统三、继电器的分类按动作原理分类•电磁继电器、感应继电器按动作电流分类•直流继电器、交流继电器按动作时间分类•正常动作继电器、缓动继电器按工作可靠程分类•安全型继电器、非安全型继电器城市轨道交通信号与通信系统四、安全继电器城市轨道交通信号与通信系统四、安全继电器1、安全型继电器的型号表示法安全型继电器型号用汉字拼音字母和数字表示，字母表示继电器种类，数字表示线圈的电阻值（单位Ω）例如中J-继电器，W-无极，J加强接点（普通接点不标），X-信号，C-插入（非插入式不标），H-缓放（非缓放不标），125-前圈电阻值，0.44-后圈电阻值JWJXC-H城市轨道交通信号与通信系统四、安全继电器表2-1继电器型号的文字符号含义代号含义代号含义安全型其他类型安全型其他类型A安全RB半导体S时间、灯丝、双门C插入插入、传输、差动T通用、弹力D动态W无极DB单闭磁X信号H缓放缓放Y有极信号、小型J继电器，加强接点继电器、加强接点、交流Z整流整流、转换P偏极城市轨道交通信号与通信系统四、安全继电器安全型继电器是指它的结构必须符合故障-安全原则发生安全侧故障的可能性远远大于发生危险侧故障的可能性；处于禁止运行状态的故障有利于行车安全，称为安全侧故障；处于允许运行状态的故障可能危及行车安全，称为危险侧故障在故障情况下使前接点闭合的概率远小于后接点闭合的概率。这样，就可以用前接点代表危险侧信息，用后接点代表安全侧信息城市轨道交通信号与通信系统故障安全要求信号设备或系统一旦发生安全故障后，能防止出现灾难性后果自动导向安全一方的重要设计原则Eg：红色信号灯故障，信号显示前移城市轨道交通信号与通信系统四、安全继电器无极继电器•无极继电器由电磁系统和接点系统两大部分组成。电磁系统包括线圈、铁心、轭铁和衔铁城市轨道交通信号与通信系统四、安全继电器整流式继电器•整流式继电器用于交流电路中。它通过内部的半波或全波整流电路将交流电变为直流电而有极继电器•有极继电器根据线圈中电流极性不同而具有定位和反位两种稳定状态，这两种稳定状态在线圈中电流消失后，仍能继续保持，故又称极性保持继电器•磁系统中增加了永久磁钢。在线圈中通以规定极性的电流时，继电器吸起，断电后仍保持在吸起位置；通以反方向电流时，继电器打落，断电后保持在打落位置城市轨道交通信号与通信系统四、安全继电器偏极继电器•满足信号电路中鉴别电流极性的需要设计的•衔铁的吸起与线圈中电流的极性有关，只有通过规定方向的电流时，衔铁才吸起，而电流方向相反时，衔铁不动作•不同于有极继电器不同，只有一种稳态•铁心的极靴的方形的，在方极靴下方用两个螺钉固定永久磁钢，使衔铁处于极靴和永久磁钢之间，受永磁力的作用偏于落下位置城市轨道交通信号与通信系统四、安全继电器交流二元二位继电器•两个互相独立又互相作用的交变电磁系统，继电器有吸起和落下两种状态•交流二元二位继电器分为25Hz和50Hz两种•城市轨道交通使用50Hz二元二位继电器作为50Hz相敏轨道电路中的轨道继电器•具有可靠的频率选择性和相位选择性城市轨道交通信号与通信系统四、安全继电器城市轨道交通信号与通信系统五、继电器的应用继电器一般是根据它的主要用途和功能来命名的。为了便于标记，继电器符号用汉语拼音字头或英文单词的缩写来表示，例如按钮继电器表示为AJ，信号继电器表示为XJ在一个控制系统中会用到许多继电器，同一作用和功能的继电器也不止一个，应注意各自名的区别同一个继电器的线圈和接点必须用该继电器的名称符号来标记，以免互相混淆。同一个继电器的各接点组还需用其编号注明，以防重复使用城市轨道交通信号与通信系统五、继电器的应用继电器有两个状态：吸起状态和落下状态。继电器的定位状态应与设备的定位状态相一致，信号布置图中所反映的设备状态约定为设备的定位状态。根据故障-安全原则，继电器的落下状态必须与设备的安全侧相一致电路图中，凡以吸起为定位状态的继电器，其线圈和接点处均以“↑”符号标记；凡以落下为定位状态的继电器以“↓”符号标记城市轨道交通信号与通信系统五、继电器的应用城市轨道交通信号与通信系统五、继电器的应用城市轨道交通信号与通信系统五、继电器的应用继电器电路串联并联城市轨道交通信号与通信系统五、继电器的应用继电器电路串并自闭城市轨道交通信号与通信系统五、继电器的应用自闭电路•按下自复式按钮A后，继电器AJ经过励磁电路吸起。但松开按钮后，继电器就不能保持吸起。•继电器具备记忆功能•表示该任务完成的继电器接点使其复原城市轨道交通信号与通信系统2.2轨道电路城市轨道交通信号与通信系统轨道电路轨道电路是利用钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路轨道电路的作用监督列车占用传递行车信息城市轨道交通信号与通信系统一、轨道电路的基本原理城市轨道交通信号与通信系统一、轨道电路的基本原理调整状态轨道电路空闲线路完整受电端正常工作城市轨道交通信号与通信系统一、轨道电路的基本原理分路状态两钢轨被列车轮对连接轨道电路受电端设备反映轨道被占用城市轨道交通信号与通信系统一、轨道电路的基本原理断轨状态轨道电路的钢轨被折断轨道电路受电端设备反映钢轨断轨城市轨道交通信号与通信系统三、轨道电路的分类1、根据轨道电路传输的信息，可分为模拟轨道电路和数字轨道电路。2、按工作方式分类，轨道电路可分为开路式轨道电路和闭路式轨道电路。3、按所传送的电流特性分类，轨道电路可分为连续式、脉冲式、交流计数电码式和数字编码式。4、按轨道区段的分割方式，可分为有绝缘轨道电路和无绝缘轨道电路。5、按设置地点，轨道电路可分为站内轨道电路和区间轨道电路。6、按列车牵引方式，分为非电化区段轨道电路和电化区段轨道电路。城市轨道交通信号与通信系统四、工频交流轨道电路工频交流轨道电路采用工频50Hz交流电源，有连续式轨道电路和相敏轨道电路工频交流连续式轨道电路以JZXC-480型继电器为轨道继电器，这种轨道电路实质上是交直流轨道电路，电源是交流电，钢轨中传输的是交流电，而轨道继电器是整流继电器城市轨道交通的交流工频轨道电路的是50Hz相敏轨道电路，只有监督列车占用的功能，不能传输其它信息，一般只用于车辆段城市轨道交通信号与通信系统四、工频交流轨道电路城市轨道交通信号与通信系统四、工频交流轨道电路电源屏分别供出50Hz轨道电源和局部电源送电端轨道电源经轨道变压器降压后送至钢轨受电端由钢轨来的电压经中继变压器升压后送至轨道继电器RGJ的轨道线圈3-4。轨道继电器RGJ的局部线圈2-1接局部电源当轨道线圈和局部线圈电源满足规定的相位和频率要求时，GJ吸起，轨道电路处于调整状态，表示轨道电路空闲列车占用时，轨道电源被分路，GJ落下。若频率、相位不符合要求时，GJ也落下城市轨道交通信号与通信系统五、音频轨道电路城市轨道交通信号与通信系统五、音频轨道电路“S”形电缆将信号f1与f2阻隔，使它们不能向相邻区段传输。这样，就实现了f1区段与f2区段相互隔离电容器C1与钢轨L1及“S”形电缆的一半组成谐振于区段1音频频率f1的并联谐振电路；电容器C2与钢轨L2及“S”形电缆的另一半组成谐振于区段2音频频率f2的并联谐振电路。两个并联谐振回路分别对f1、f2信号呈现高阻抗，以使信号能够发送/接收。C3与L3组成谐振于区段3音频频率f3的并联谐振电路发送器和接收器的一个输出、输出端接在S型导线的中间城市轨道交通信号与通信系统六、道岔区段的轨道电路串联轨道电路城市轨道交通信号与通信系统六、道岔区段的轨道电路并联轨道电路城市轨道交通信号与通信系统六、道岔区段的轨道电路一送多受轨道电路城市轨道交通信号与通信系统七、轨道电路的极性交叉什么是极性交叉？有钢轨绝缘的轨道电路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城市轨道交通信号与通信系统七、轨道电路的极性交叉+--+1G3G1GJ3GJXX极性交叉的作用分析城市轨道交通信号与通信系统七、轨道电路的极性交叉1G和3G相邻轨道电路没有极性交叉1G有车占用绝缘节破损流经1GJ电流等于两个轨道电源之和1GJ可能保持吸起危及行车安全城市轨道交通信号与通信系统七、轨道电路的极性交叉++++++------++--城市轨道交通信号与通信系统2.3计轴器与应答器城市轨道交通信号与通信系统一、计轴器计轴器是计算车辆进出区段的车轴数来监督列车占用在CBTC城轨线路无线设备故障时用计轴器检查列车位置，构成“降级”信号城市轨道交通信号与通信系统一、计轴器城市轨道交通信号与通信系统一、计轴器传感器•将机车、车辆通过的车轴数转换成电脉冲信号•电磁式传感器由磁头、发送器、接收器三部分组成•磁头有一个发送线圈和一个接收线圈分别装在钢轨的两侧计数比较器•主要由计数器、鉴别器、比较器组成•将进出两个计轴点之间的车轴电脉冲信号进行计数和比较城市轨道交通信号与通信系统一、计轴器城市轨道交通信号与通信系统一、计轴器当车轮进入始端轨道传感器作用区时，传感器发出电脉冲信号给计数器，开始计轴进行加轴运算当车轮进入末端轨道传感器作用区时，传感器同样发出电脉冲给计数器，进行减轴运算当计数器为0，表明此时区间无车，不为0，则表明此时区间有车占用城市轨道交通信号与通信系统二、应答器程序定位停车控制距离定位，也称“信标”CBTC系统，检测列车位置城市轨道交通信号与通信系统二、应答器城市轨道交通信号与通信系统二、应答器无源应答器城市轨道交通信号与通信系统二、应答器有源应答器城市轨道交通信号与通信系统实训城市轨道交通信号与通信系统一、轨道电路对信号灯的控制1、实训目的：熟悉轨道电路的作用并进行信号灯控制2、实训设备：轨道模型2-4段（可导电）、无极继电器3个、直流电源6个（分别与继电器和信号机电压相匹配）、信号机（LED，可以为可用模型）3架3、实训步骤：（1）铺设轨道并按照极性交叉对轨道电路进行配置；（2）测试轨道电路是否可用，使用小车或者轮对在轨道行走，观察轨道继电器是否可靠吸起和落下；（3）设计轨道电路对信号机的控制（4）按照设计电路搭建信号机显示电路；