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1、,轨道电路的基本原理,作用(a)监督列车是否占用轨道(b)传递行车信息,轨道电路基础,轨道电路的分类,按供电电源分：直流和交流；按工作方式分：开路和闭路；开：发送和接收设备在同一端。按所传电流特性：连续式、移频式、数字式；按分割方式分：机械绝缘和电气绝缘(无缝轨)轨道电路；按使用处所分：区间和站内轨道电路；按有无道岔分：道岔区和无岔区轨道电路；按适用区段分：非电化区和电化区轨道电路；按利用钢轨数分：单条和双条轨道电路。,电化区段的轨道电路应能防护连续的或断续的不平衡牵引电流的干扰!,轨道电路基础,轨道电路的命名,每个独立的电路单元叫轨道电路区段,(1)道岔区段命名包含一组道岔，用其道岔编号来命
2、名，如上图的1DG，3DG；包含两组道岔，用两组道岔编号的连缀来命名，如上图的7-9DG；包含三组道岔，用两端道岔编号的连缀来命名，如上图的11-27DG；,轨道电路基础,轨道电路的命名,(2)无道岔区的命名对于股道，以股道编号命名，如上图IG，IIG；进站信号机内方与所衔接股道编号加A(下行)或B(上行)，如IIAG；进站信号机外方与区间衔接，进站信号机名后加JG，如XDJG；调车信号机之间的无岔区段，以两相邻道岔编号写成分式表示，如1/19WG，2/20WG牵出线，入库线、专用线调车信号机外方加G，如D5G,轨道电路基础,工频交流连续式轨道电路,(1)组成：送电端(BG1-50型轨道变压器
3、和R-2.2/220变阻器)、受电端(BG4中续变压器和JZXC-480轨道续电器)、钢轨、钢轨绝缘、钢轨引线、钢轨接续线,(2)工作原理：无车时交流电由送电端经钢轨达到受电端，轨道续电器闭合轨道空闲；有车时交流轨道电路被轮对短接，交流电无法到达受电端，轨道续电器失电断开，轨道被占用。,(3)优缺点结构简单；道碴电阻适应性差；极限传输长度短；灵敏度低；防雷电性能差；雨天“红光带”,轨道电路基础,25Hz相敏轨道电路,(1)组成，如左图所示。(2)工作原理 当轨道线圈和局部线圈电源满足规定的相位和频率时，GJ闭合，表示轨道电路空闲；当有车时，GJ断开；当相位和频率不合符要求时，GJ也断开。(3)
4、只能检测轨道空闲、不能传输其它信息。,适用于牵引电流不大于800A，不平衡电流小于60A的交流电气化轨道。,轨道电路基础,25Hz相敏轨道电路-扼流变压器,电气化区段轨道电路的特殊要求必须采用非工频轨道电路；必须采用双轨条式轨道电路；交叉渡线上两直股都通过牵引电流时应增加绝缘节(见下)；钢轨接续线载流面加大；道岔跳线和钢轨引接线截面加大；引接线的阻抗应相等。,扼流变压器外形图,轨道电路基础,(2)交叉渡线上两直股都通过牵引电流时应增加绝缘节,25Hz相敏轨道电路-扼流变压器,轨道电路基础,25Hz相敏轨道电路-扼流变压器,(3)工作原理 扼流变的对牵引电流阻抗很小，而对信号电流阻抗很大，沿铁轨
5、流通的牵引电流在轨道绝缘处通过扼流变的上下部线圈，再通过其中心线流向另一扼流变的中心线和上下部线圈，然后流向相邻的钢轨中去。,由于牵引轨中的牵引电流大小相等，扼流变的上下部线圈匝数相同，上下线圈产生的磁通量相等，但方向相反，总磁通为零。对信号设备无影响。但当两轨牵引电流不平衡时，会影响，需加防护设备。信号电流因极性交叉，在扼流变中点处电位相等，不会越过绝缘节，而流回本区段。,轨道电路基础,在无闭塞信号轨道回路区段，接触网可直接接钢轨，在有闭塞信号轨道回路区段，吸上线可直接接轭流变压器线圈中性。,钢轨绝缘节的连接,双牵引轨,单牵引轨,轨道电路基础,5 25Hz相敏轨道电路-扼流变压器,(4)扼流
6、变压器不平衡引起的问题,钢轨接续线多采用双套塞钉式，其设计电阻不稳定，造成牵引电流不平衡系数增加2%3%；扼流变压器连接两轨道的引线一长一短，其电阻不等；不能适应高速、重载和无缝轨道；牵引电流不平衡致使牵引电流流入轨道电路，增大干扰，严重时使轨道信号误动作。,改进措施(97型25Hz轨道电路)改变扼流变的连接方式，将连接线设计成等阻线，将不平衡系数控制在1%以内；增加扼流变种类，由400A增加600A、800A、1000A；,轨道电路基础,5 25Hz相敏轨道电路-扼流变压器,常用扼流变压器的电气特性,BE1型为400Hz铁芯，BE2型为50Hz铁芯,轨道电路基础,6 移频轨道电路(1)主要型
7、号进口设备：UM系列无绝缘移频轨道电路；国产设备：WG-21A型无绝缘轨道电路；ZPW-2000A无绝缘轨道电路 ZPW-2000R无绝缘轨道电路 无绝缘是指无机械绝缘，而采用电气绝缘。,(2)基本原理,轨道电路基础,6 移频轨道电路,(3)轨道电气绝缘节(电路),组成：由两个谐振单元(BA)构成，相邻轨道电路的载频不同，BA型号也不同。BA1型由L1和C1构成，BA2型由L2，C2，C0构成。,工作原理 电气绝缘是通过谐振实现的，载频确定后选择两BA的参数，使本区段的调谐单元对相邻区段的频率呈串联谐振，移频信号被短路；而对本区段的频率呈容抗，与26m钢轨和SVA的电感配合发生并联谐振，移频信
8、号被接收。,SVA用于平衡两轨间的不平衡电流，还参加调谐区工作，保障维修安全；补偿电容消除钢轨感性，保证轨道电路的传输距离,2.10 轨道电路与接触网接地,轨道电路基础,7 UM系列移频轨道电路,UM系列移频轨道电路有UM71、UM2000,UM71采用调频方式，载频信号：1700,2000,2300,2600Hz，频偏正负11Hz；低频信号：从10.329Hz,每隔1.1Hz，共18个。,UM71轨道电路采用的是谐振式无绝缘轨道电路，两个调谐单元BA1和BA2相距26m，空心线圈SVA位于二者中间。BA1、BA2、SVA及26m轨道构成电气绝缘节。,匹配变压器,轨道电路基础,7 UM系列移频
9、轨道电路,UM2000 移频轨道电路,UM2000的电气隔离原理和载频与UM71相同，但增加了补偿调谐单元DB，DB平时对轨道起补偿作用，当通用调谐单元BU故障时起备用作用，增加了系统的安全性和可靠性；秦沈客专采用的是UM2000移频轨道电路，但其电气绝缘节的间距缩小了，桥面19.2m，非桥面20.24m。,UM2000是数字编码无绝缘轨道电路，将单频信息改为27位数字编码，其中有效信息21位，前6位为循环冗余校验码(CRC)，中间18位为实际使用码，其中线路坡度信息4位(16个等级)、目标距离信息6位(按5m精度划分)、速度信息8位，最后3位预留。,轨道电路基础,WG-21型无绝缘轨道电路是
10、我国具有自主知识产权的产品。它利用单片机技术和数字信号处理技术实现了信号的发送、接收和设备自检。它是在UM71的基础上进行的技术改进，除室内设备外，其它与UM71完全相同。,技术进步：(1)发送器和接收器四种载频通用，减小了器材种类，降低了工程造价；(2)发送器采用直接数字合成技术，无方波-正弦波变换即可生成移频信号；(3)接收器采用数字信号处理技术，增强了抗干扰能力，实现高分辩率、快速的频谱分析计算；(4)发送器和接收器均具有完善的检测功能；(5)将原匹配变压器中的电缆模拟网络移至室内，降低室外设备故障概率。,WG-21A型无绝缘轨道电路,轨道电路基础,通过以上分析可以看出：轨道电路各闭塞区之间的绝缘分机械绝缘和电气绝缘；对于机械绝缘轨道电路，在绝缘节两端需用扼流变压器连通，牵引电流由电连接线接到扼流变的中间接头。对于电气绝缘节的无缝轨道，则无需扼流变压器；但为了不影响其谐振特性，吸上线或接地线不应直接接入其电气绝缘节内。维修接地时，对于有架空地线的应将接触线与架空地线相连；或直接接入综合接地网预留的相应接头。必须跨越绝缘节时，应封闭线路!高速客专的维修作业均为停电检修作业！最好采用垂直天窗综合维修作业方式！,轨道电路基础,
