軌道電路基礎(chǔ)知識(shí)

第三章軌道電路第一節(jié)軌道電路概述第二節(jié)工頻交流連續(xù)式軌道電路第三節(jié)25HZ相敏軌道電路第四節(jié)移頻軌道電路第五節(jié)駝峰軌道電路第六節(jié)軌道電路的基本工作狀態(tài)和基本參數(shù)第七節(jié)軌道電路的調(diào)整第一節(jié)軌道電路概述一、軌道電路的基本原理軌道電路是以鐵路線路的兩根鋼軌作為導(dǎo)體，兩端加以機(jī)械絕緣（或電器絕緣），接上送電和受電設(shè)備構(gòu)成的電路。最簡單的軌道電路如下圖所示。軌道電路由鋼軌、軌道絕緣、軌端接續(xù)線、引接線、送電設(shè)備及受電設(shè)備等主要元件組成。E軌道電源限流器（RX）引接線受電端軌道繼電器GJ鋼軌絕緣送電端鋼軌線路軌端接續(xù)線二、軌道電路的作用軌道電路的第一個(gè)作用，是監(jiān)督列車的作用。軌道電路的第二個(gè)作用，是傳遞行車信息。三、軌道電路的分類（1）按工作電源分：直流和交流。直流：駝峰JWXC-2.3型直流閉路式軌道電路交流：JZXC-480型交流軌道電路、25Hz相敏軌道電路等。（2）按工作方式分：開路式和閉路式。（3）按分割方式分：有絕緣和無絕緣。有絕緣：站內(nèi)軌道電路，四信息、八信息移頻軌道電路等。無絕緣：UM71移頻軌道電路、ZPW-2000A移頻軌道電路等。（4）按使用處所分：區(qū)間和站內(nèi)。區(qū)間：移頻軌道電路站內(nèi)：JZXC-480型交流軌道電路、25Hz相敏軌道電路等。（5）按電氣牽引區(qū)段牽引電流的通過路徑分為單軌條軌道電路和雙軌條軌道電路。四、技術(shù)要求（1）滿足“故障－安全”原則。（2）在最不利條件下，受電端的接收設(shè)備在調(diào)整狀態(tài)時(shí)應(yīng)可靠工作，分路狀態(tài)時(shí)應(yīng)可靠不工作。其入口電流應(yīng)滿足機(jī)車信號(hào)要求。（3）在最不利條件下，用標(biāo)準(zhǔn)分路線在軌道電路內(nèi)任何一處軌面可靠分路時(shí)，均能使接收設(shè)備可靠不工作。（4）各種制式的軌道電路，在規(guī)定的技術(shù)性能范圍內(nèi)均應(yīng)實(shí)現(xiàn)一次調(diào)整。①當(dāng)軌道電路空閑且設(shè)備良好時(shí)，軌道電路繼電器銜鐵應(yīng)可靠吸起。②軌道電路在任何一點(diǎn)被列車占用時(shí)，即使只有一個(gè)輪對(duì)進(jìn)入軌道電路，軌道繼電器應(yīng)立即釋放銜鐵。③當(dāng)軌道電路不完整時(shí)，斷軌、斷線或絕緣破損時(shí)，軌道繼電器應(yīng)立即釋放銜鐵，關(guān)閉信號(hào)。④對(duì)某些軌道電路，還應(yīng)實(shí)現(xiàn)由軌道向機(jī)車傳遞信息的要求。五、軌道電路的應(yīng)用軌道電路主要用于區(qū)間和站內(nèi)。區(qū)間的軌道電路通常是與自動(dòng)閉塞制式相一致的軌道電路，按照自動(dòng)閉塞通過信號(hào)機(jī)的設(shè)置劃分閉塞分區(qū)，每個(gè)閉塞分區(qū)就有其軌道電路。在半自動(dòng)閉塞區(qū)段，區(qū)間一般不設(shè)軌道電路，只有在進(jìn)站信號(hào)機(jī)的外方設(shè)有接近區(qū)段的軌道電路，以通知列車的接近以及構(gòu)成接近鎖閉。在半自動(dòng)閉塞區(qū)段，為了監(jiān)督區(qū)間是否空閑，也裝設(shè)長軌道電路。位于區(qū)間的道口，其接近區(qū)段必須裝設(shè)軌道電路。站內(nèi)軌道電路應(yīng)用更為廣泛。對(duì)于電器集中聯(lián)鎖來說，列車進(jìn)路和調(diào)車進(jìn)路都必須安裝軌道電路。六、站內(nèi)軌道電路的劃分和命名1、站內(nèi)軌道電路的劃分：軌道電路之間采用鋼軌絕緣把兩個(gè)軌道電路隔離成互不干擾的獨(dú)立的電路單元。每個(gè)軌道電路單元稱為軌道電路區(qū)段。軌道電路要?jiǎng)澐譃樵S多區(qū)段，以保證軌道電路可靠工作，排列平行進(jìn)路的需要和便于車站作業(yè)。2、軌道電路劃分的原則是：信號(hào)機(jī)的內(nèi)外方應(yīng)劃分為不同的區(qū)段。凡是能平行運(yùn)行的進(jìn)路，應(yīng)用鋼軌絕緣將它們隔開，形成不同的軌道電路區(qū)段。在一個(gè)軌道電路區(qū)段內(nèi)，單動(dòng)道岔最多不超過3組，復(fù)式交分道岔不得超過2組。否則，道岔組數(shù)過多，軌道電路難以調(diào)整。有時(shí)為了提高咽喉使用效率，把軌道電路區(qū)段適當(dāng)劃短，使道岔能及時(shí)解鎖，立即排列別的進(jìn)路。3、軌道電路區(qū)段的命名：（1）道岔區(qū)段軌道電路是根據(jù)道岔編號(hào)來命名。軌道電路區(qū)段中只包含一組道岔的，用其所包含的道岔編號(hào)來命名，如1DG、3DG。包含兩組道岔編號(hào)連綴來命名，如7-9DG、13-19DG。若包含三組道岔，則以兩端的道岔編號(hào)連綴來命名，如11-27DG，包含了11、23、27號(hào)三組道岔。

（2）無岔區(qū)段命名對(duì)于股道，以股道號(hào)命名，如ⅠG、ⅡG。進(jìn)站信號(hào)機(jī)內(nèi)方及雙線單方向運(yùn)行的發(fā)車口的無岔區(qū)段，根據(jù)所銜接的股道編號(hào)加A（下行咽喉）及B（上行咽喉）來表示。如：ⅠAG差置調(diào)車信號(hào)機(jī)之間的無岔區(qū)段，以兩端相鄰的道岔編號(hào)寫成分?jǐn)?shù)形式來表示。如附圖1中D5、D15間的1/19WG，D4、D6間的2/20WG。牽出線、機(jī)待線、機(jī)車出入庫線、專用線等調(diào)車信號(hào)機(jī)外方的接近區(qū)段，用調(diào)車信號(hào)機(jī)編號(hào)后加G來表示，如圖3-4中的D5G。第二節(jié)工頻交流連續(xù)式軌道電路工頻交流連續(xù)式軌道電路采用工頻50HZ交流電源，以JZXC-480型繼電器為軌道繼電器，故又稱JZXC-480型軌道電路。這種軌道電路實(shí)質(zhì)上是交直流軌道電路，電源是交流電，鋼軌中傳輸?shù)氖墙涣麟姡壍览^電器是整流繼電器。與交流軌道電路相比，無需調(diào)整相位角。工頻交流連續(xù)式軌道電器因結(jié)構(gòu)簡單，是目前我國鐵路站內(nèi)軌道電路運(yùn)用最為廣泛的制式。但是該軌道電路存在許多缺點(diǎn)，如道床電阻變化適應(yīng)范圍小，極限傳輸長度短，分路靈敏度低，防雷性能差，形成雨天“紅光帶”和分路不良等影響行車的情況。所以，必須逐漸用相敏軌道電路等制式所代替。一、工頻交流軌道電路的組成JZXC-480型軌道電路是非電化區(qū)段使用的一種非電碼化安全型交流連續(xù)式軌道電路，這種軌道電路構(gòu)成簡單，電路采用干線供電方式，由信號(hào)樓引出一對(duì)或兩對(duì)電纜向各軌道區(qū)段送電端軌道變壓器BG5供電，由受電端1：20的BZ4升壓變壓器升壓后送到室內(nèi)JZXC-480型繼電器。JZXC-480型軌道電路一送一受只有送端串有可調(diào)電阻，一送多受時(shí)各受電端都加一只電阻，送受端電阻均為2.2/220W型。二、工頻交流軌道電路工作原理當(dāng)軌道電路完整，且無車占用時(shí)，交流電源由送電端經(jīng)鋼軌傳輸?shù)绞茈姸?，軌道繼電器吸起，表示本軌道電路空閑。此時(shí)軌道繼電器的交流端電壓應(yīng)在10．5-16V之間，即高于軌道繼電器工作值9．2V的15%，有此安全系數(shù)，以保證軌道繼電器可靠勵(lì)磁。當(dāng)車占用軌道電路時(shí)，軌道電路被車輛輪對(duì)分路，使軌道繼電器端電壓低于其工作值，軌道繼電器落下，表示本軌道電路被占用。分路時(shí)，軌道繼電器的交流殘壓值不得大于2．7V，即軌道繼電器釋放值4．6V的60%，以低于釋放值40%的安全系數(shù)保證軌道繼電器可靠釋放。三、工頻交流軌道電路各部件及其作用1、軌道變壓器：用于軌道電路供電，可通過改變變壓器Ⅱ次側(cè)的端子連接，獲得不同的輸出電壓。2、中繼變壓器：用于軌道電路受電端，BZ4與JZXC-480型軌道繼電器配合使用，可使鋼軌阻抗與軌道變壓器相匹配。3、變阻器：當(dāng)軌道電路被車輛輪對(duì)分路后，用于承載送電端電流，保護(hù)設(shè)備不損壞。4、鋼軌絕緣：安裝在軌道電路分界處，以保證相鄰軌道電路間的可靠的電氣絕緣，使它們互不影響。5、鋼軌引接線：用于軌道電路送受端變壓器箱或電纜盒與鋼軌的連接。6、鋼軌接續(xù)線：用于連接兩鋼軌軌端，降低接觸電阻。四、軌道電路的極性交叉1．極性交叉有鋼軌絕緣的軌道電路，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌絕緣破損的防護(hù)，要保持絕緣節(jié)兩側(cè)的軌面電壓具有不同的極性或相反的相位，這就是軌道電路的極性交叉。如下圖極性相反相位相反2．極性交叉的作用軌道電路如果不按“極性交叉”的要求來配置極性，當(dāng)相鄰兩區(qū)段中有一個(gè)區(qū)段為輪對(duì)所占用時(shí)，則在絕緣破損的情況下，經(jīng)破損處，電流在兩個(gè)區(qū)段形成的回路（見下圖），占用區(qū)段雖然處于分路狀態(tài)，但受端的軌道繼電器就會(huì)在串電流的作用下有可能保持在吸起狀態(tài)，這是不安全的。對(duì)于區(qū)間移頻軌道電路，采用頻率防護(hù)的方法，即相鄰區(qū)段采用不同的頻率。五、鋼軌絕緣的設(shè)置１．道岔區(qū)段警沖標(biāo)內(nèi)方的鋼軌絕緣在道岔區(qū)段，設(shè)于警沖標(biāo)內(nèi)方的鋼軌絕緣，除雙動(dòng)道岔渡線上的絕緣外，其他安裝位置距警沖標(biāo)不得小于3.5m處。如左圖所示。當(dāng)不得已必須裝于警沖標(biāo)內(nèi)方小于3.5m處，則構(gòu)成了“侵限絕緣”，在聯(lián)鎖中要充分考慮“侵限絕緣”的防護(hù)問題。侵限絕緣２．兩鋼軌絕緣應(yīng)設(shè)于同一坐標(biāo)處當(dāng)兩鋼軌絕緣不能設(shè)于同一坐標(biāo)時(shí)，其錯(cuò)開的距離（死區(qū)段）應(yīng)不大于2.5m。３．兩相鄰死區(qū)段間隔規(guī)定軌道電路兩相鄰死區(qū)段或死區(qū)段與相鄰軌道電路的間隔，一般不小于18m；當(dāng)死區(qū)段長度小于2.1m時(shí)，其與相鄰死區(qū)段間的間距或與相鄰軌道電路的間隔允許15~18m。這是考慮死區(qū)段間隔或與相鄰軌道電路的間隔，必須大于車輛兩軸間的最大距離。４．信號(hào)機(jī)處的鋼軌絕緣設(shè)于信號(hào)機(jī)處的鋼軌絕緣，應(yīng)與信號(hào)機(jī)坐標(biāo)相同。進(jìn)站、接車進(jìn)路信號(hào)機(jī)（以及自動(dòng)閉塞區(qū)間并置的通過信號(hào)機(jī)）處的鋼軌絕緣可設(shè)在信號(hào)機(jī)前方1m或后方1m的范圍內(nèi)。調(diào)車信號(hào)機(jī)處，鋼軌絕緣可設(shè)在信號(hào)機(jī)前方或后方各1m的范圍內(nèi)。第三節(jié)25HZ相敏軌道電路一、25HZ相敏軌道電路概述25HZ相敏軌道電路是電力牽引區(qū)段較為常用的一種軌道電路，它也可用于非電化區(qū)段，是應(yīng)用較為廣泛的一種軌道電路制式。由于25HZ相敏軌道電路采用低頻傳輸，終端設(shè)備采用相位鑒別方式，且頻率限為25HZ，因此具有相對(duì)傳輸損耗小，執(zhí)行設(shè)備靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是設(shè)備故障點(diǎn)多，工作電源需兩種（局部110V及軌道220V）。二、25Hz相敏軌道電路設(shè)備構(gòu)成送電端扼流變壓器(BE25)、送電端電源變壓器(BG25)、送電端限流電阻(RX)、熔斷器(RD1、RD2)、受端扼流變壓器、受電端中繼變壓器(BG25)、RD3熔斷器、防雷補(bǔ)償器(FB)、防護(hù)盒(HF)、軌道繼電器（GJR）、25HZ電源屏。

25HZ相敏軌道電路原理圖三、25HZ軌道電路原理由25HZ電源屏分別供出25HZ軌道電源和局部電源。軌道電源由室內(nèi)供出，通過電纜供向室外，經(jīng)送電端變壓器、送電端限流電阻、送電端扼流變壓器、鋼軌線路、受電端扼流變壓器、受電端中繼變壓器、電纜線路送回室內(nèi)，經(jīng)過室內(nèi)防雷硒堆、防護(hù)合給二元二位繼電器的軌道線圈供電。局部線圈的25HZ電源由室內(nèi)供出，當(dāng)軌道線圈和局部線圈所得電流滿足規(guī)定的相位和頻率要求時(shí)，二元二位繼電器吸起，軌道電路處于工作壯態(tài)。

四、各主要部件作用1、二元二位繼電器作用：反映軌道區(qū)段的占用和出清。原理：它是一種交流感應(yīng)式繼電器。當(dāng)該繼電器通過規(guī)定的交流頻率電流，局部線圈電壓超前軌道線圈90o時(shí)吸起。該繼電器具有可靠的頻率和相位選擇性，對(duì)軌端絕緣破損和外界牽引電流及其它頻率干擾能可靠的防護(hù)。3412二元二位繼電器軌道線圈局部線圈2、防護(hù)盒作用：減少25HZ信號(hào)在傳輸中的衰耗和相移；減少50HZ干擾電壓。原理：L/C串聯(lián)諧振電路，諧振頻率50HZ。當(dāng)軌道線圈加50HZ的電壓時(shí)，L、C電路串聯(lián)諧振，相當(dāng)于15?電阻，起著減少軌道線圈干擾電壓的作用，對(duì)25HZ信號(hào)電流，L、C電路相當(dāng)于一個(gè)16uf的電容，由于電容的特性，L、C電路減少了軌道電路傳輸衰耗和相移的作用。LC3、扼流變壓器作用：構(gòu)通牽引電流，同時(shí)配合送電端供電變壓器，受電端匹配變壓器和二元二位繼電器等設(shè)備，構(gòu)成25HZ相敏軌道電路系統(tǒng)。原理：變比1：3。當(dāng)兩根鋼軌的牽引電流分別由牽引線圈兩端流入，由中接點(diǎn)流出時(shí)。因?yàn)樯舷聝删€圈匝數(shù)相同，而線圈中電流方向相反，則信號(hào)線圈中不產(chǎn)生50HZ感應(yīng)電流。對(duì)25HZ信號(hào)電流來說，從一個(gè)方向流經(jīng)牽引線圈，與信號(hào)線圈共同形成變壓器。4、送端限流電阻作用：防止車輛在送端軌面上分路時(shí)，分路電流過大燒毀軌道變壓器；提高分路靈敏度。

阻值使用規(guī)定：1、道岔區(qū)段送端有扼流時(shí)為4.4Ω，不帶扼流時(shí)為1.6Ω2、無岔區(qū)段送端有扼流時(shí)為4.4Ω，不帶扼流時(shí)為0.9Ω5、10A熔斷器作用：50Hz干擾電流過大時(shí)，防止損壞信號(hào)器材。

6、變壓器送受電端使用同一類型，用于送端時(shí)作為供電變壓器，根據(jù)軌道電路的類型、長度、調(diào)整電壓。用于終端時(shí)作為中繼變壓器，為使軌道繼電器高阻抗與軌道的低阻抗相匹配，變比固定。

五、電氣特性調(diào)整狀態(tài)時(shí)，軌道繼電器軌道線圈上的有效電壓應(yīng)不小于15V。用0.06歐姆標(biāo)準(zhǔn)分路電阻線在軌道電路送、受電端任一處軌面分路時(shí)，軌道繼電器端電壓應(yīng)不大于7.4V。六、25HZ軌道電路種類按軌道電路送電端、受電端是否設(shè)有扼流變壓器可分為兩種情況：送電端、受電端均設(shè)扼流變壓器和送電端、受電端均不設(shè)扼流變壓器第四節(jié)移頻軌道電路一、移頻軌道電路移頻軌道電路是移頻自動(dòng)閉塞的基礎(chǔ)，又用作監(jiān)督該閉塞分區(qū)的空閑。它選用頻率作為控制信息，采用頻率調(diào)制的方式，把低頻調(diào)制信號(hào)FC搬移到較高頻率上，以形成振幅不變，頻率隨低頻信號(hào)的幅度作周期性變化的調(diào)頻信號(hào)。將此信號(hào)用鋼軌作為傳輸通道來控制通過信號(hào)機(jī)的顯示，達(dá)到自動(dòng)指揮列車運(yùn)行的目的。其移頻信號(hào)波形如下圖。從圖中可以看出，調(diào)頻信號(hào)的變化規(guī)律，是以載頻信號(hào)f0為中心，作上、下邊頻偏移。當(dāng)?shù)皖l調(diào)制信號(hào)輸出低電位時(shí)，載頻向下偏移Δf(稱為頻偏)，為f1=f0-Δf，叫低端載頻或下邊頻；當(dāng)?shù)皖l調(diào)制信號(hào)輸出高電位時(shí)，載頻向上偏移，為f2=f0+Δf，叫高端載頻或上邊頻。可見，調(diào)頻信號(hào)是受低頻信號(hào)的調(diào)制而作上、下邊頻的交替變化，兩者在單位時(shí)間內(nèi)變化的次數(shù)與低頻調(diào)制信號(hào)的頻率相同。uuuuwtwtwtwt低頻信號(hào)整形后的低頻信號(hào)載頻信號(hào)移頻信號(hào)移頻信號(hào)波形圖BA：調(diào)諧單元SVA：空心線圈TAD：匹配變壓器FS：發(fā)送器JS：接收器二、UM71軌道電路1、設(shè)備組成UM71軌道電路采用的是諧振式無絕緣軌道電路。由設(shè)在室內(nèi)的發(fā)送器、接收器、軌道繼電器和設(shè)在室外的調(diào)諧單元、空心線圈、帶模擬電纜的匹配變壓器及若干補(bǔ)償電容組成。2、技術(shù)指標(biāo)載頻：下行1700、2300；上行2000、2600頻偏：±11Hz低頻：從10.3Hz至29Hz每隔1.1Hz呈等差數(shù)列共18個(gè)。

3、主要缺點(diǎn)調(diào)諧區(qū)內(nèi)不能實(shí)現(xiàn)斷軌檢查。4、UM71軌道電路原理UM71軌道電路是通用調(diào)制的電氣絕緣的軌道電路，它是由發(fā)送器EM在編碼系統(tǒng)指令控制下，產(chǎn)生低頻調(diào)制的移頻信號(hào)，經(jīng)過電纜通道、匹配單元TDA及調(diào)諧單元BA，送至軌道，從送電端傳輸?shù)绞茈姸苏{(diào)諧單元BA再經(jīng)接收端的匹配單元、電纜通道，將信號(hào)送到接收器RE中，接收器將調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)放大后，動(dòng)作軌道繼電器，用以反映列車是否占用軌道電路。鋼軌上傳輸?shù)牡皖l信息，經(jīng)機(jī)車接收線圈接收送給TVM-300系統(tǒng)，供機(jī)車信號(hào)、速度監(jiān)控使用。5、電氣絕緣節(jié)（1）定義BA1、BA2、SVA及26m長的鋼軌構(gòu)成電氣調(diào)諧區(qū)，又稱電氣絕緣節(jié)，實(shí)現(xiàn)相鄰軌道電路的隔離。（2）工作原理調(diào)諧區(qū)對(duì)于本區(qū)段載頻呈現(xiàn)很高的阻抗（極阻抗），利于本區(qū)段信號(hào)的傳輸和接收；對(duì)于相鄰區(qū)段載頻信號(hào)呈現(xiàn)很低的阻抗（零阻抗），可靠地短路相鄰區(qū)段信號(hào)，防止越區(qū)傳輸。

三、ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路吸收UM71基礎(chǔ)上的國產(chǎn)化產(chǎn)品，比UM71性能更優(yōu)越，主要是實(shí)現(xiàn)了全程斷軌檢查。1、組成發(fā)送器ZPW·F接收器ZPW·J衰耗盤ZPW·PS1電纜模擬網(wǎng)絡(luò)盤PW·PML1匹配變壓器ZPW·BP1調(diào)諧單元ZW·T1空心線圈ZW·XK1機(jī)械絕緣空心線圈W·XKJ網(wǎng)絡(luò)接口柜ZPW·GL-2000A電纜模擬網(wǎng)絡(luò)組匣ZPW·XML補(bǔ)償電容CBG1/CBG2無絕緣移頻自動(dòng)閉塞機(jī)柜ZPW·G-2000A空芯線圈防雷單元ZPW·ULG鋼軌引接線（1）發(fā)送器用于產(chǎn)生高精度、高穩(wěn)定、一定功率的移頻信號(hào)。系統(tǒng)采用發(fā)送N+1冗余方式。故障時(shí)，通過FBJ接點(diǎn)轉(zhuǎn)至“＋1”FS。載頻頻率下行：1700-11701.4Hz上行：2000－12001.4Hz1700-21698.7Hz2000－21998.7Hz2300-12301.4Hz2600－12