25HZ相敏軌道電路原理

1、一、25HZ 相敏軌道電路原理 (一送一受雙扼流 )(1) 與傳統(tǒng)的交流連續(xù)式軌道電路的比較(2) 傳輸信號的不同。(3) 電氣化區(qū)段抗干擾性選擇。(4) 電碼化的優(yōu)勢。GJZ220 GJF220簡單了解 25HZ 相敏軌道電路制式： 1通號公司研制的 97 型。 2鐵科研研制的微電子型。 3北方交大研制的適配器型 。第 1 頁 共 18 頁二、幾種器材介紹：1 JRJC1-70/24 型二元二位繼電器JRJC1-70/24 型號的含義：交流J局部線圈電阻 軌道線圈電阻 設(shè)計序號 插入式用途：可靠工作反映軌道電路或空閑，可靠不工作反映軌道 電路占用。類型：交流感應(yīng)式繼電器。特點：頻率選擇性和相

2、位選擇性。11112323132212343414第 2 頁 共 18 頁2 HF2-25 型和 HF-25 型防護盒用途：對 50HZ 成分進行濾波，減小軌道繼電器上50HZ 牽引電流的干擾電壓。對 25HZ 信號頻率的無功分量進行補償。減少 25HZ 信號在傳輸中的衰耗和相移，使軌道線圈電壓和局 部線圈電壓產(chǎn)生正相移，保證軌道繼電器正常工作。原理：防護盒 1、3號端子并接在軌道繼電器的軌道線圈上， 對 50HZ 呈串聯(lián)諧振，相當(dāng)于 20 歐姆的電阻，將 50HZ 干擾電流旁路掉； 對 25HZ信號電流相當(dāng)于 16F 電容，以減少 25HZ干擾信號在傳型號：兩種，一種是 FB-1 型，內(nèi)設(shè)兩

3、套補償單元，另一種是 FB-2 型，內(nèi)設(shè)一套補償單元。參數(shù)特性：局部耐壓 250V，接收工作電壓為 90V 。第 3 頁 共 18 頁第 4 頁 共 18 頁三、極性交叉的判斷1不同頻率信號的流向。2各部電壓的關(guān)系，即極性交叉判斷式的講解。3無扼流變壓器極性交叉的判定。 （基本無 50HZ 信號）4極性交叉分析的條件：實際軌條與地間的絕緣電阻不可能 無窮大，從而相鄰軌道電路區(qū)段間才會有電位差V1 V6。帶扼流變壓器絕緣處各點電壓示意圖 幾點說明： 虛線為 50HZ 信號電流；實線箭頭 為 25HZ 信號電流；此圖中電流的流向為極性交叉情 形。 極性交叉的判定： V1V5；V1V6；V4V5；V

4、4 V 6有一個成立即可。 2V1V2；2V1V2；2V4V2； 2V4V3 有一個成立即可。第 5 頁 共 18 頁四、絕緣破損的判定1關(guān)于自耦變壓器的原理及同普通變壓器的區(qū)別。2一組絕緣破損為什么影響軌道電路的正常工作？鋼軌絕緣破損示意圖C ED說明：1設(shè)電源由左面向右面供給， B 為中點， AD 間 絕緣破損：VABVBC1/2VAC ; V AB =V DB2扼流變壓器可看成一個自耦變壓器：VDE =2V DB =2V AB =V AC第 6 頁 共 18 頁五、25H Z 軌道電路電氣特性測試項目和標(biāo)準(zhǔn)等 1繼電器軌道線圈電壓，按調(diào)整表調(diào)整，下限不低于18V 。2分路殘壓， 舊型 7

5、V；97 型 7.4V ；電子接收器軌道接收 端 10V ，輸出為 0V。3入口電流，按機車信號標(biāo)準(zhǔn)。4實際相位角，軌道電壓滯后局部電壓的相位角：舊型888、電子型 908； 97 型 878。5測試的分析時限：繼電器電壓變化超過2V 時，一送多受軌道區(qū)段各分支軌道繼電器電壓偏差超過 0.5V 時。6軌道繼電器調(diào)整電壓的測試周期：每周一次，雨天每天一 次。7分路殘壓和實際相位角的測試周期為每季一次。8微機監(jiān)測每日兩次。六、關(guān)于軌道電路的調(diào)整和儀表的使用 1一般情況不作相位的調(diào)整，主要是供電電壓的調(diào)整。 2儀表的使用主要的平時對于 1 個月充電的規(guī)定要執(zhí)行，保 證儀表經(jīng)常處于良好狀態(tài)；對頻率的選

6、擇和電流量程的選擇；電 池電量的測試。七、混線故障的查找1室內(nèi)混線故障 故障原因：硒片擊穿短路、防護盒混線、繼電器線圈混線、 分線盤或側(cè)面端子有異物（螺絲、焊錫等金屬物） 。第 7 頁 共 18 頁查找方法：一般甩開回樓電纜測量電壓判定是室內(nèi)故障后，再逐步甩開硒片、防護盒、電容等（包括繼電器） 。當(dāng)甩開哪個元 件有電壓時就可確定哪個元件短路造成的混線故障，更換元件后 故障即可排除。2室外混線故障 故障原因：絕緣破損、軌縫絕緣內(nèi)有鐵屑、電纜盒進水、扼 流變壓器引入線與中線接地板封連等。查找方法：混線故障相當(dāng)于在回路中短接一個較小的電阻， 回路中電流增大，送電端限流電阻壓降增大，軌面電壓就相應(yīng)減

7、小了。當(dāng)發(fā)生混線故障時測送電端電阻，電壓值比平時升高?？?查找扼流箱、變壓器、鋼軌絕緣、扼流箱引入線等。處理故障時 應(yīng)甩線從受電端到送電端逐步查找，當(dāng)甩線后量到電壓時即可判 定此處混線故障。第 8 頁 共 18 頁25Hz 相敏軌道電路的原理及應(yīng)用 前言截止到 2005 年底，中國鐵路總營業(yè)里程已達到 7.5 萬公里，復(fù)線達到 2.5萬公里，電氣化達到 2 萬 公里，并且還將修建更多鐵路。目前在電氣化鐵路上有90的車站采用 25Hz 相敏軌道電路，因此該制式成為電氣化鐵路站內(nèi)軌道電路的首選。1997 年經(jīng)鐵道部鑒定，決定用 “ 97型 25Hz 相敏軌道電路 ”替代原 “ 25Hz相敏軌道電路

8、 ”在全路推廣 使用。 97 行 25Hz 相敏軌道電路具有工作穩(wěn)定可靠，維修簡單和故障率低的優(yōu)點，具有很高的抗干 擾能力，并延長了軌道電路的極限長度（可達1500m），深受現(xiàn)場歡迎。第一章 軌道電路概述一、軌道電路作用及構(gòu)成 軌道電路是鐵路信號自動控制的基礎(chǔ)設(shè)備。利用軌道電路可以自動檢測列車、車輛的位置，控制信 號機的顯示；通過軌道電路可以將地面信號傳遞給機車，從而可以控制列車運行。軌道電路是以鐵路線路的兩根鋼軌作為導(dǎo)體，兩端加以電氣絕緣或電氣分割，并接上送電和受電設(shè) 備構(gòu)成的電路。二、軌道電路的原理 當(dāng)兩根鋼軌完整，且無車占用，即軌道電路空閑時，電流通過兩根鋼軌和軌道繼電器，使軌道繼電 器

9、吸起，前接點閉合，信號開放。當(dāng)列車占用軌道電路時，電流通 過機車車輛輪對，軌道電路被分 路。由于輪對電阻比軌道繼電器電阻小得多，使電源輸出電流顯著加大，限流電阻上的壓降隨之增 加，兩根鋼軌間的電壓降低，流經(jīng) 軌道繼電器的電流減少到它的落下值，使軌道繼電器落下，后接 點閉合，信號關(guān)閉。同時，當(dāng)軌道電路發(fā)生斷軌、斷線時，同樣會使軌道繼電器落下。三、軌道電路分類1、按軌道電路的工作方式分為開路式和閉路式軌道電路。閉路式軌道電路能夠檢查軌道電路的完整 性，所以目前信號設(shè)備中多采用閉路式軌道電路。2、按牽引電流通過方式分為單軌調(diào)和雙軌條軌道電路。雙軌條軌道電路工作比單軌條軌道電路穩(wěn)定 可靠，極限長度基本

10、上可以滿足閉塞分區(qū)長度的要求，但成本高。電氣化區(qū)段多采用雙軌條軌道電 路。3、按相鄰鋼軌線路的分割方法分絕緣節(jié)式和無絕緣節(jié)式軌道電路。4、按信號電流性質(zhì)分直流、和交流；連續(xù)式和脈沖式供電等幾種。我國目前應(yīng)用的有： 50Hz 軌道 電路、 25Hz 相敏軌道電路、微電子交流計數(shù)軌道電路和移頻軌道電路（有4 信息、 8 信息、 18 信息和 UM71 、 ZPW2000）。四、軌道電路的工作狀態(tài) 根據(jù)軌道電路的基本要求，在設(shè)計、計算和研究時，應(yīng)分析以下三個狀態(tài)：1 調(diào)整狀態(tài)是軌道電路空閑、線路完整，受電端正常工作時的軌道電路狀態(tài)；其最不利條件是參 數(shù)的變化是通過軌道繼電器的電流最小，即電源電壓最小

11、，鋼軌阻抗最大而道渣電阻最小。2 分路狀態(tài)是兩條鋼軌間被列車車輪對或其他導(dǎo)體連接，使軌道電路受電端設(shè)備能反映軌道被占 用的軌道電路狀態(tài)；其最不利條件是參數(shù)的變化是通過軌道繼電器的電流最大，即電源電壓最大， 鋼軌阻抗最小而道渣電阻最大。3 斷軌狀態(tài)是軌道電路的鋼軌被折斷時，軌道電路受電端設(shè)備能反映鋼軌斷軌的軌道電路狀態(tài)； 其最不利條件是參數(shù)的變化是通過軌道繼電器的電流最大，除了與電源電壓最大，鋼軌阻抗最小有 關(guān)系外，還與斷軌地點和道渣電阻大小有關(guān)。第二章 25Hz 軌道電路第 9 頁 共 18 頁 第一節(jié) 25Hz 軌道電路概述一、25Hz 軌道電路設(shè)備的基本組成。1送電端設(shè)備構(gòu)成：送電扼流變壓

12、器 BE25 、軌道變壓器 BG25 、電阻 R0、保險 RD1、保險 RD2 。 2受電端設(shè)備構(gòu)成：受電扼流變壓器BE25 、軌道變壓器 BG25 、電阻 R0、保險 RD1 、防雷 FB、防護盒 FH、25HZ 軌道繼電器 GJ( JRJC1-70/240)。另外 25HZ 軌道電路的軌道電源和局部電源分別由獨立的軌道分頻器和局部分頻器給軌道繼電器的 軌道線圈和局部線圈供電。二、25HZ 軌道電路的特點。1) 相敏 25Hz 軌道電路由于采用了二元二位繼電器，其具有可靠的相位選擇性和頻率選擇性，因而 對貴端絕緣破損和外界牽引電流或其他頻率電流的干擾能可靠的進行防護2) 25Hz 軌道電路采

13、用 25Hz 頻率后，與其它工頻連續(xù)式軌道電路比較，在相同條件下，受道渣電阻 變化影響小。3) 25Hz 電源是運用分頻的原理構(gòu)成的，由于 50Hz 工頻穩(wěn)定，所以它也有頻率穩(wěn)定的特性，其頻率 衡定在 50Hz 的一半。4) 由于 25Hz 分頻器的固定特性，當(dāng)兩個分頻器的輸入端反向連接時，則其輸出電壓相差90 ，易于做成局部電源電壓恒定超前軌道源電電壓90，因而可以采用其中調(diào)相方式。5) 25Hz 分頻器具有不可逆性，雖然 50Hz 不平衡牽引電流通過扼流變、軌道變壓器流入軌道分頻器 的輸出回路， 但在其輸入端不可能有 100Hz 電 流。同時室內(nèi)軌道繼電器的局部線圈是由局部電源單 獨供電，

14、 他不與鋼軌或軌道分頻器的輸出相連， 又不經(jīng)過室外電纜線路， 不受接觸網(wǎng)電流產(chǎn)生的 50Hz 干擾電 壓的影響。6) “田 ”字型分頻器的兩線圈呈 90位置放置， 輸入線圈的交流產(chǎn)生的刺痛不與諧振線圈完全相交，因而原則上排除了在輸入線圈間有局部斷路時輸入線圈 50Hz 電流向分頻器輸出電路的變化， 大大降低 25Hz 輸出回路中 50Hz 成分。7) 分頻器具有穩(wěn)定特性， 當(dāng)輸入的 50Hz 電源電壓在 220V( +33，-44)，負(fù)載由空載至滿載的范圍變 化時，分頻器的輸出電壓在 220( +6.6， -6.6)V 范圍變化，因而提高了軌道電路工作的穩(wěn)定性。8) 25Hz 軌道電路由于采用

15、了連續(xù)方式， 從而較為方便的找出其工作的最不利條件和肌線指標(biāo)， 更便 于通過計算和實驗手段加以驗證。三、25Hz 軌道電路工作原理25Hz 軌道電路的信號電源是由鐵磁分頻器供給 25Hz 交流電， 以區(qū)分 50Hz 牽引電流， 接受器采用 二元二位軌道繼電器，該繼電器的軌道線圈由送電端 25Hz 軌道電源經(jīng)軌道傳輸后供電，局部線圈 則由 25Hz 局部分頻器電源供電。 軌道繼電器工作時， 從軌道電路取得較少的功率而大部分功率是通 過局部線圈曲 子局部電源，因而軌道電路的控制距離可以延長，且只有軌道繼電器上的軌道線圈電 壓 Ug 和局部線圈電壓 Uj 之間的相位角接近或等于 90時，轉(zhuǎn)矩最大，是

16、翼 片繞軸旋轉(zhuǎn)，帶動接點 動作，否則，翼片不能旋轉(zhuǎn)，不能帶動接點動作。所以， 25Hz 軌道電路既有對頻率的選擇性(區(qū)別 開電力牽引電流)又有相位的選擇性。 當(dāng)軌道線圈和局部線圈電源電壓滿足規(guī)定的相位要求時， GJ 吸起，過道電路處于調(diào)整狀態(tài)，即表示軌道電路空閑。當(dāng)列車占用時，軌道電路被分路， GJ 落下。 若 頻率、相位不對時， GJ 也落下。因而，其抗干擾性能較強，廣泛應(yīng)用于交流電力牽引區(qū)段。 25Hz 相敏軌道電路的原理圖如 11 所示：第 10 頁 共 18 頁在圖 11中，25Hz 電源屏（軌道分頻器和局部分頻器）由室內(nèi)分別供給出25Hz 軌道電源和局部電源。軌道電源由室內(nèi)供出，通過

17、電纜供何室外，經(jīng)由送電 端 25Hz 軌道電源變壓器（ BG25 ）.送電端 限流電阻（ RX ），送電端 25Hz 扼流變壓器（ BE25）鋼軌線路 .受電端 25Hz 扼流變壓器 （BE25 ）， 受電端 25Hz 軌道中繼變壓器 （ BG25 ）電纜線路， 送回室內(nèi)， 經(jīng)過防雷硒堆 （Z），25Hz 防護盒（HF） 給二元二位繼電器盒局部 （ GJ）的軌道線圈供電。局部線圈的 25Hz 電源由室內(nèi)供出，當(dāng)軌道線圈 盒局部線圈所得電源滿足規(guī)定的相位盒頻率要求時，二元二位繼電器JRJC170/240 吸起，軌道電路處于工作狀態(tài)，僅之二元二位繼電器JRJC 70/240 落下，軌道電路處于不工

18、作狀態(tài)。第二節(jié) 二元二位繼電器.動作原理25Hz 相敏軌道電路的接收器采用二元二位繼電器，屬于交流感應(yīng)式繼電器，是據(jù)電磁所建立的交變 磁場與金屬轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電流之間相互作用的原理而動作的。JRJC72/240 型繼電器由帶軸翼板、 局部線圈、軌道線圈和接點組四大部分組成，安裝在鑄鋁合金支架內(nèi)，活動部分來用滾珠軸承雙重防 護，可靠性更 高，便翼板轉(zhuǎn)動靈活，耐久。當(dāng)通以規(guī)定頗率的電流，且局部線圖電壓超前軌道線圈電壓的角度0 V3 或 V1 V4 或 V2 V3 或 V2V4 的立時，有相位交叉。2、 若 2VV5 或 2V1 V6 或 2V2 V5 或 2V2 V6 成立時，有盯痊交叉。第六章 現(xiàn)場

19、使用中的一些問題 一、車現(xiàn)場使用中，發(fā)現(xiàn)軌道電路導(dǎo)接線如果接觸不良就會導(dǎo)致設(shè)備故障，相對于移頻軌道電路來說 25Hz 相敏軌道電路對鋼軌導(dǎo)接線要求更高必須保證其接觸良 好，車更換導(dǎo)接線時，應(yīng)在無車的 情況下，否則有可能造成軌道電路紅光帶影響行車。因此，在日常維護中必須特別加強對導(dǎo)接線的 檢查維護。二、防雷補償器現(xiàn)實際應(yīng)用中，發(fā)生過石堆短路造成故障?，F(xiàn)均有的單位已把石堆拆除。車工務(wù)更 換鋼軌時，曾發(fā)生把防雷補償器燒壞，造成故障。撥掉防雷補償器 后，恢復(fù)正常，而室外軌道 箱 中的斷路器并沒有斷開，而造成燒壞防雷補償器。因此存在一是缺陷，如果能在室內(nèi)加裝 1A 保險， 做到提示一做防護，就能解決這一

20、問題。第七章 工程設(shè)計和現(xiàn)場維護為提高 97 型 25Hz 相敏軌道電路抗干擾能力將有牽引電流回歸的軌道區(qū)段原來不設(shè)扼流變壓器的送 受端一律取消，全部采用帶扼流類型。除將扼流變壓器牽引引接線改為焊接外，還將連向鋼軌的一 長一短引接線設(shè)計成等阻線。將牽引引接線改用焊接方式接向鋼軌，以克服應(yīng)接觸電阻，增大而造成絕緣破損防護性能的失效。 采用固定抽頭型取代原來滑線變阻器，以利于現(xiàn)場軌道電路的調(diào)試和維護， 400A 扼流供側(cè)線區(qū)段使 用， 600A扼流供正線區(qū)段使用， 800A 扼流供牽引變電所區(qū)段使用。第一節(jié) 有交叉渡線的軌道電路 設(shè)有交叉渡線的軌道電路如圖所示第 16 頁 共 18 頁 在電氣化區(qū)

21、段應(yīng)設(shè)有扼流變壓器，相鄰兩段軌道電路扼流變壓器的中點相連，使 A.B 兩段軌道電路 的另一根軌條通過一定的迂回阻抗相連，造成了軌道電路工作不穩(wěn)定。一 軌道電路的本身問題1 調(diào)整這兩個區(qū)段時，改變?nèi)我粎^(qū)段供電電壓，影響另一區(qū)段軌道繼電器的電壓。2 改變?nèi)我粎^(qū)段供電電壓極性時，另一區(qū)段的繼電器電壓變化很大。3 任一區(qū)段分路時， 另一區(qū)段繼電器電壓也降低，甚至不能保持吸起。二 牽引電流引起的問題1 當(dāng)有穩(wěn)定的 50Hz 牽引電流流過時，這兩個區(qū)段的熔斷器有可能熔斷。2 渡線區(qū)段空閑時，其他區(qū)段有機車升弓，造成瞬間沖擊電流，有可能熔斷渡線區(qū)段的熔斷器，或 未熔斷但軌道繼電器瞬間落下 0.3 妙左右。三

22、 解決的根本辦法 解決的根本辦法是將兩處相連，改為只有一處相連。而電氣化區(qū)段要求牽引電流回歸是暢通的，也 就是將 be間的聯(lián)系切斷，在渡線處加裝兩處絕緣，使ab 兩段軌道電路完全隔開加以解決。但目前的道岔結(jié)構(gòu)， 在一般情況下， 按現(xiàn)有軌縫加裝絕緣， 使區(qū)段的長度往往超出不大于 5m 的規(guī)定， 為解決此問題，可采用膠接鋼軌絕緣接頭或玻璃鋼包的岔型絕緣組件。再有當(dāng)死區(qū)段內(nèi)有車輛時，仍有可能出現(xiàn)單軌條流通牽引電流的現(xiàn)象。但在道岔區(qū)段不許停留車輛， 能構(gòu)成此現(xiàn)象的機率很少，如果死區(qū)段的長度能符合規(guī)定，則將不易出現(xiàn)單軌條問題。四 電纜線路的使用1 干線供電時電纜的使用軌道電路一般均采用干線供電方式， 有 25Hz 電源屏輸出經(jīng)電纜線束向各送電端供給 25Hz220V 電源 允許在電纜上的壓降為 30V 。當(dāng)分頻器的輸出電壓為 30波動時經(jīng)電纜傳輸后軌道電路供電變壓 器的一次輸入允許輸入最低電壓為180V 。每段軌