1、轨道电路轨道电路1 在铁路信号系统中如何检测指定的线路上是否有车辆占用是极其重要的。在铁路信号发展的初期，主要依靠工作人员的观察和判断来确定线路的占用情况，时有因观察和判断失误而造成车辆冲突事故。由于不能实时自动实现列车位置检测，也不可能实现信号控制的自动化，直到1870年美国人鲁宾逊发明了开路式轨道电路，1872年又研制成功了闭路式轨道电路，从此，自动、实时检查线路占用的课题才得到解决，用轨道电路将列车运行与信号显示联系起来，诞生了铁路自动信号，开创了自动信号的新时代。 经历了一百多年发展，轨道电路有了多种制式、多种变化，现在它已不仅用来检查线路空闲，而且还可以用来向列车传输信息，成为机车信
2、号和列控车载设备工作的基础。 除了轨道电路，近年来诞生的计轴设备利用记录进入、出清指定线路的轮对数量，也能实现自动检查线路空闲的功能。另外，查询应答器、轨道感应环线也都由于具有列车定位与向列车传输信息的能力，在现代铁路信号系统中得到广泛应用。21.轨道电路3第一节第一节 轨道电路概述轨道电路概述 一、轨道电路的基本组成一、轨道电路的基本组成 轨道电路是利用一段铁路线路的钢轨为导体构成的电路，用于自动、连续检测这段线路是否被机车车辆占用，也用于控制信号装置，以保证行车安全的设备。组成组成： 钢轨、钢轨绝缘、轨端接续线、送电端（轨道电源和限流钢轨、钢轨绝缘、轨端接续线、送电端（轨道电源和限流器）、
3、受电端（轨道继电器）等器）、受电端（轨道继电器）等4其中： 钢轨线路是由钢轨、轨端接续线和绝缘节组成。 钢轨绝缘安装于轨道电路分界处，是为了分隔或划分轨道回路而装设的。 轨端接续线可以减少钢轨连接处的接触电路。 送电端（又称电源端或始端）由轨道电源和限流器等组成。根据轨道电路的类型不同，轨道电源可以用铅蓄电池浮充供电（或其它直流电源），也可以用轨道变压器或信号发生器供电。限流器一般可以用电阻器或电抗器构成，它的作用是保护电源设备，当轨道电路被机车车辆分路时，防止电流过大而损坏电源，并保证在列车占用轨道时，轨道继电器能可靠地落下，对某些交流轨道电路而言，它还兼有相位调整的功效。 5 受电端（又称
4、继电器端或终端）的主要设备是轨道继电器，用它接收轨道电流来反映轨道电路的工作状态。 送、受电端的设备，都是通过引接线（钢丝绳）接向钢轨的。 两个绝缘节之间的钢轨线路（即从送电端到受电端之间），称为轨道电路的控制区段，也就是轨道电路的长度。轨道电路的长度要受到轨道电路工作状态的制约 。6二、轨道电路的基本原理二、轨道电路的基本原理 平时，列车未进入轨道电路，即线路空闲时，电流从轨道电路电源正极钢轨轨道继电器另一股钢轨电源负极，轨道继电器中有电，使继电器保持在吸起状态，接通信号机的绿灯电路，允许列车进入轨道电路 。7 当列车进入轨道电路区段内，即线路被占用时，电流同时流过机车车辆轮对和轨道继电器线
5、圈，由于轮对电阻比轨道继电器线圈电阻小的多，使电源输出电流显著加大，限制电流（限流器）上的压降随之也增大，送向两根钢轨间的电压降低。因而流经轨道电路继电器线圈的电流减小到继电器的落下值，使轨道继电器释放衔铁，用继电器的后接点接通信号机的红灯电路，向后续列车发出停车信号，以保证列车在该轨道电路区段内运行的安全 。8对轨道电路提出了几点要求：（1）当轨道电路无列车占用时，轨道继电器应可靠吸起，保持正常工作。（2）轨道电路在任何一点被列车占用时，即使只有一根车轴进入轨道电路，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。9三
6、、轨道电路的作用 1 1、监督列车的占用、监督列车的占用 利用轨道电路监督列车在区间或列车和调车车列在站内的占用，是最常用的方法。由轨道电路反映该段线路是否空闲，为进路或闭塞或建立以及解除提供依据，还可以把信号显示与轨道电路是否被占用结合起来。 102 2、传递行车信息、传递行车信息 例如：移频自动闭塞利用轨道电路中传递不同的低频信息来反映前行列车的位置，变换各信号机的显示，为列车运行提供行车命令。轨道电路中传送的行车信息，还为列车运行控制系统直接提供控制列车运行所需要的空闲闭塞分区的数目、运行前方信号机的状态和道岔限速等有关信息，以决定列车运行的目标速度，控制列车在当前运行速度下是否停车或减
7、速。 11四、轨道电路的分类四、轨道电路的分类1.按动作电源分类按动作电源分类 分为分为直流轨道电路直流轨道电路和和交流轨道电路交流轨道电路。 轨道电路电源采用直流，称为直流轨道电路 。该轨道电路电源设备安装较困难，检修不方便，易受迷流影响，现已很少采用。 采用交流供电的轨道电路，称为交流轨道电路。交流轨道电路的种类很多，频带用的很宽，大体可分为三段：低频300 HZ以下；音频3003000HZ；高频 1040kHZ。一般交流轨道电路专指工频50HZ的轨道电路。25HZ和75HZ的轨道电路也属于交流轨道电路，但必须注明电源频率，以示区别。国产移频轨道电路的频率在495905 HZ，ZPW-20
8、00和UM71轨道电路的频率在16892611HZ，均属音频范围。道口用轨道电路，频率则在1440 kHZ，属于高频。 122、按工作方式分类、按工作方式分类 闭路式轨道电路和开路式轨道电路；闭路式轨道电路和开路式轨道电路；闭路式轨道电路 闭路式轨道电路的发送设备（电源）和接收设备（轨道继电器）分别装设在轨道电路的两端。轨道电路上没有车占用时，轨道继电器吸起。有车占用时，因车辆分路，轨道继电器落下。当发生断轨、断线等故障时，轨道继电器落下，能保证安全。符合故障安全原理。13开路式轨道电路的发送设备和接收设备安装在轨道电路的同一端。轨道电路无车占用时，不构成回路，其轨道继电器落下。有车占用时，轨
9、道电路通过车辆轮对构成回路，轨道继电器吸起。由于轨道继电器经常落下，不能监督轨道电路的完整，遇有断轨或引接线、接续线折断等故障，不能立即发现。若此时有车占用，轨道继电器也不能吸起，不符合故障安全原理。开路式轨道电路 143、按所传送的电流特性分类、按所传送的电流特性分类 可分为可分为连续式连续式、脉冲式脉冲式、计数电码计数电码和和频率电码式频率电码式以及以及数字编码式数字编码式。 连续式轨道电路连续式轨道电路中传送连续的交流或直流电流。这种中传送连续的交流或直流电流。这种轨道电路的惟一功能是监督轨道的占用与否，不能传送轨道电路的惟一功能是监督轨道的占用与否，不能传送更多信息。更多信息。 脉冲式
10、轨道电路脉冲式轨道电路是一种传送断续电流脉冲的轨道电路是一种传送断续电流脉冲的轨道电路。其送电端为发码器，发送脉冲电流至钢轨，受电端。其送电端为发码器，发送脉冲电流至钢轨，受电端通过译码器译码，使轨道继电器吸起。我国铁路曾采通过译码器译码，使轨道继电器吸起。我国铁路曾采用的极性频率脉冲（简称极频）轨道电路和不对称脉用的极性频率脉冲（简称极频）轨道电路和不对称脉冲轨道电路就属于此类。前者有四种脉冲编码，除监冲轨道电路就属于此类。前者有四种脉冲编码，除监督空闲与否外，还能传送行车信息。后者只有一种频督空闲与否外，还能传送行车信息。后者只有一种频率的脉冲，只能当一般的轨道电路用。率的脉冲，只能当一般
11、的轨道电路用。15计数电码轨道电路计数电码轨道电路传送的是断续的电流，即由不同长传送的是断续的电流，即由不同长度脉冲和间隔组合成电码。电码由发码器产生，同时只度脉冲和间隔组合成电码。电码由发码器产生，同时只能发一种电码。传到受电端，由译码电路译出，使轨道能发一种电码。传到受电端，由译码电路译出，使轨道继电器动作。继电器动作。移频轨道电路移频轨道电路在钢轨中传送的是移频电流，在发送端在钢轨中传送的是移频电流，在发送端用低频（几赫至几十赫）作为行车信息去调制载频（数用低频（几赫至几十赫）作为行车信息去调制载频（数百赫至数千赫），使移频频率随低频作周期性变化。在百赫至数千赫），使移频频率随低频作周期
12、性变化。在接收端将低频解调出来，去动作轨道继电器。移频轨道接收端将低频解调出来，去动作轨道继电器。移频轨道电路可传送多种信息的信号。电路可传送多种信息的信号。 数字编码式轨道电路数字编码式轨道电路也采用调频方式，但它采用的不也采用调频方式，但它采用的不是单一低频调制频率，而是一个若干比特的一群调制频是单一低频调制频率，而是一个若干比特的一群调制频率，根据编码去调制载频，编码包含速度码、线路坡度率，根据编码去调制载频，编码包含速度码、线路坡度码、闭塞分区长度码、路网码、纠错码等，可以传输更码、闭塞分区长度码、路网码、纠错码等，可以传输更多的信息。多的信息。164、按轨道电路的分割方式分类、按轨道
13、电路的分割方式分类 有绝缘轨道电路、无绝缘轨道电路有绝缘轨道电路、无绝缘轨道电路 有绝缘轨道电路有绝缘轨道电路用钢轨绝缘将轨道电路与相用钢轨绝缘将轨道电路与相邻的轨道电路互相隔离。邻的轨道电路互相隔离。 钢轨绝缘在车辆运行的冲击力、剪切力作用下很容易破损，使轨道电路的故障率较高。绝缘节的安装，给无缝线路带来一定的麻烦，有时需锯轨，降低线路的轨道强度，增加线路维护的复杂性。电气化铁路的牵引回流不希望有绝缘节，为使牵引回流能绕过绝缘节，必须安装扼流变压器。因此有绝缘的轨道电路不理想。无缝线路和电气化铁路希望采用无绝缘轨道电路。 17无绝缘轨道电路无绝缘轨道电路在其分界处不设钢轨绝缘，而采在其分界处
14、不设钢轨绝缘，而采用不同的方法予以隔离。按原理可分为三种：用不同的方法予以隔离。按原理可分为三种：电气隔离式、自然衰耗式、强制衰耗式。电气隔离式、自然衰耗式、强制衰耗式。 电气隔离式电气隔离式又称谐振式，利用谐振槽路，采又称谐振式，利用谐振槽路，采用不同的信号频率，谐振回路对不同频率呈现用不同的信号频率，谐振回路对不同频率呈现不同阻抗，来实现相邻轨道电路间的电气隔离不同阻抗，来实现相邻轨道电路间的电气隔离。18 自然衰耗式自然衰耗式，利用轨道电路的自然衰耗和不同的，利用轨道电路的自然衰耗和不同的信号特征（频率、相位等），实现轨道电路的互相隔信号特征（频率、相位等），实现轨道电路的互相隔离，在接
15、收端直接接收或通过电流传感器接收。钢轨离，在接收端直接接收或通过电流传感器接收。钢轨中的电流可沿正反两个方向自由传输，基本上靠轨道中的电流可沿正反两个方向自由传输，基本上靠轨道的自然衰耗作用来衰减信号。道口信号所用的道口控的自然衰耗作用来衰减信号。道口信号所用的道口控制器就采用这种方式的无绝缘轨道电路。制器就采用这种方式的无绝缘轨道电路。 强制衰耗式强制衰耗式是在自然衰耗式的基础上，吸收电气是在自然衰耗式的基础上，吸收电气隔离式的长处（谐振回路的强制性衰耗）而形成的。隔离式的长处（谐振回路的强制性衰耗）而形成的。它采用电压发送、电流接收的方式，接收端由电流传它采用电压发送、电流接收的方式，接收
16、端由电流传感器接收信号。它在轨道电路受电端设置陷波器，使感器接收信号。它在轨道电路受电端设置陷波器，使信号传输一个轨道电路区段后，被陷波器衰耗掉大部信号传输一个轨道电路区段后，被陷波器衰耗掉大部分，使剩余的部分不足以影响相邻区段。分，使剩余的部分不足以影响相邻区段。 195 5、按使用处所分类、按使用处所分类 分为区间轨道电路和站内轨道电路分为区间轨道电路和站内轨道电路 区间轨道电路区间轨道电路主要用于自动闭塞区段，不仅要监督各主要用于自动闭塞区段，不仅要监督各闭塞分区是否空闲，而且要传输有关行车信息。一般来闭塞分区是否空闲，而且要传输有关行车信息。一般来说，区间要求轨道电路传输距离较长，要满
17、足闭塞分区说，区间要求轨道电路传输距离较长，要满足闭塞分区长度的要求，轨道电路的构成也比较复杂。长度的要求，轨道电路的构成也比较复杂。 站内轨道电路站内轨道电路用于站内各区段，一般只有监督本区段用于站内各区段，一般只有监督本区段是否空闲的功能，不能发送其他信息。为了使机车信号是否空闲的功能，不能发送其他信息。为了使机车信号在站内能连续显示，要对站内轨道电路实现电码化，即在站内能连续显示，要对站内轨道电路实现电码化，即在列车占用本区段或占用前一区段时用切换方式或叠加在列车占用本区段或占用前一区段时用切换方式或叠加方式转为能发码的轨道电路。站内轨道电路除了股道外方式转为能发码的轨道电路。站内轨道电
18、路除了股道外，一般传输距离不长。在客运专线的小站和大站的正线，一般传输距离不长。在客运专线的小站和大站的正线，也采用和区间制式一致的一体化轨道电路。，也采用和区间制式一致的一体化轨道电路。 206、按轨道电路内有无道岔分类、按轨道电路内有无道岔分类 站内轨道电路分为无岔区段轨道电路和道岔区段轨道站内轨道电路分为无岔区段轨道电路和道岔区段轨道电路。电路。 无岔区段轨道电路无岔区段轨道电路内钢轨线路无分支，构成较简单，内钢轨线路无分支，构成较简单，一般用于股道、尽头调车信号机前方接近区段、进站信一般用于股道、尽头调车信号机前方接近区段、进站信号机内方、两差置调车信号机之间。号机内方、两差置调车信号
19、机之间。 在道岔区段，钢轨线路有分支，在道岔区段，钢轨线路有分支，道岔区段的轨道电路道岔区段的轨道电路就称为分支轨道电路或分歧轨道电路。在道岔区段，道就称为分支轨道电路或分歧轨道电路。在道岔区段，道岔处钢轨和杆件要增加绝缘，还要增加道岔连接线和跳岔处钢轨和杆件要增加绝缘，还要增加道岔连接线和跳线。当分支超过一定长度时，还必须设多个受电端。线。当分支超过一定长度时，还必须设多个受电端。217、按适用区段、按适用区段 分为分为非电气化区段轨道电路非电气化区段轨道电路和和电气化区段轨道电路。电气化区段轨道电路。 非电气化区段轨道电路非电气化区段轨道电路，没有抗电化干扰的特殊要，没有抗电化干扰的特殊要
20、求，一般的轨道电路指非电气化区段轨道电路。求，一般的轨道电路指非电气化区段轨道电路。 电气化区段轨道电路电气化区段轨道电路，既要抗电化干扰，又要保证牵，既要抗电化干扰，又要保证牵引回流的畅通无阻。因钢轨中已流有引回流的畅通无阻。因钢轨中已流有50Hz50Hz的牵引电流，的牵引电流，轨道电路就不能采用轨道电路就不能采用50Hz50Hz，而必须采用，而必须采用50Hz 50Hz 以外的频率以外的频率。我国目前站内多采用。我国目前站内多采用25Hz 25Hz 相敏轨道电路，区间多采用移相敏轨道电路，区间多采用移频轨道电路。频轨道电路。228、按机车牵引电流的回归方式分、按机车牵引电流的回归方式分单轨
21、条轨道电路：利用轨道电路中一根钢轨作为牵引电单轨条轨道电路：利用轨道电路中一根钢轨作为牵引电流回线的轨道电路流回线的轨道电路 双轨条轨道电路双轨条轨道电路 ：利用轨道电路两根钢轨作为牵引电流：利用轨道电路两根钢轨作为牵引电流回线的轨道电路回线的轨道电路 23五、轨道电路的应用 主要用于区间和车站。主要用于区间和车站。 区间的轨道电路通常是与自动闭塞制式相一致的轨道区间的轨道电路通常是与自动闭塞制式相一致的轨道电路，按照自动闭塞通过信号机分区，每个闭塞分区就电路，按照自动闭塞通过信号机分区，每个闭塞分区就有其轨道电路。在半自动闭塞区段，区间一般不设轨道有其轨道电路。在半自动闭塞区段，区间一般不设
22、轨道电路，只有在进站信号机的外方设有接近区段的轨道电电路，只有在进站信号机的外方设有接近区段的轨道电路，以通知列车的接近以及构成接近锁闭。路，以通知列车的接近以及构成接近锁闭。 站内轨道电路应用更为广泛。对于电气集中联锁来说，站内轨道电路应用更为广泛。对于电气集中联锁来说，列车进路和调车进路都必须安装轨道电路，列车进路和调车进路都必须安装轨道电路， 对于机车信号来说，各种制式的区间轨道电路和站内对于机车信号来说，各种制式的区间轨道电路和站内电码化以后的轨道电路，就是其地面发送的设备，也就电码化以后的轨道电路，就是其地面发送的设备，也就是信息来源。对于列车运行控制系统，带有编码信息的是信息来源。
23、对于列车运行控制系统，带有编码信息的轨道电路是车轨道电路是车- -地之间传输信息的通道之一。地之间传输信息的通道之一。 24一、轨道电路的基本参数一、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1.1.轨道电路的一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，钢轨铺设在轨枕上轨道电路是通过钢轨传输电流的，钢轨铺设在轨枕上，轨枕置于道碴中，所以轨道电路是具有低绝缘电阻的，轨枕置于道碴中，所以轨道电路是具有低绝缘电阻的电气回路。因此电气回路。因此钢轨阻抗钢轨阻抗Z Z（钢轨电阻（钢轨电阻R R和钢轨电和钢轨电抗抗LL的向量和）和的向量和）和漏泄导纳漏泄导纳Y Y（漏
24、泄电导（漏泄电导G G和漏泄容抗和漏泄容抗 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轨道电路的一次参数就是Z Z、Y Y、R R、L L 、G G、C C的总称。的总称。第二节 轨道电路的基本工作状态和基本参数wC125（1 1）道碴电阻）道碴电阻 轨道电路的漏泄电流是由一根钢轨经轨枕、道碴轨道电路的漏泄电流是由一根钢轨经轨枕、道碴和道床流往另一根钢轨的，其大小由钢轨线路的和道床流往另一根钢轨的，其大小由钢轨线路的绝缘阻抗，即道碴电阻决定的。道碴电阻是一个绝缘阻抗，即道碴电阻决定的。道碴电阻是一个分布参数，通常以每一
25、公里钢轨线路所具有的漏分布参数，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，阻值表示，称为单位道碴电阻或简称道碴电阻，用用rdrd表示，其单位是表示，其单位是kmkm。道碴电阻愈小，两。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钢轨间漏泄电流就愈大，轨道电路消耗的电能就会增多。而且道碴电阻值变化的范围越大，轨道会增多。而且道碴电阻值变化的范围越大，轨道电路的工作就越不稳定。电路的工作就越不稳定。26 道碴电阻的大小，一方面取决于道碴的材道碴电阻的大小，一方面取决于道碴的材料、道碴层的厚度、轨枕的材料和数量；另一料、道碴层的厚度、轨枕的材料和数量；另
26、一方面还取决于温度、湿度的变化，以及道床土方面还取决于温度、湿度的变化，以及道床土壤的导电率等因素。壤的导电率等因素。 因此，要保证轨道电路稳定地工作，必须因此，要保证轨道电路稳定地工作，必须尽可能地提高最小道碴电阻值。提高道床排水尽可能地提高最小道碴电阻值。提高道床排水能力，定期清筛道碴，及时更换腐朽及破裂的能力，定期清筛道碴，及时更换腐朽及破裂的轨枕等，都是提高道碴电阻值的有效措施。轨枕等，都是提高道碴电阻值的有效措施。27（2）钢轨阻抗钢轨阻抗 每一公里两根轨条每一公里两根轨条( (回路回路) )的阻抗，称为单位钢轨阻的阻抗，称为单位钢轨阻抗或简称钢轨阻抗，用小写字母抗或简称钢轨阻抗，用
27、小写字母z z来表示，单位是来表示，单位是kmkm。它包括钢轨本身的阻抗以及钢轨接头处的阻抗。它包括钢轨本身的阻抗以及钢轨接头处的阻抗。 282.轨道电路的二次参数轨道电路的二次参数 轨道电路的特性阻抗轨道电路的特性阻抗ZcZc、传输常数、传输常数 ，它们，它们是一次参数是一次参数钢轨阻抗和道碴电阻的函数，即钢轨阻抗和道碴电阻的函数，即轨道电路的二次参数。轨道电路的二次参数。 在测算轨道电路一次参数时，通常的方法在测算轨道电路一次参数时，通常的方法是从轨道电路始、终端电压、电流的关系是从轨道电路始、终端电压、电流的关系( (列列方程组方程组) )中，先求出二次参数，再根据二次参中，先求出二次参
28、数，再根据二次参数求得一次参数。数求得一次参数。29二、轨道电路的基本工作状态二、轨道电路的基本工作状态 轨道电路的基本工作状态分为轨道电路的基本工作状态分为调整状态调整状态、分路状态分路状态和和断轨状态断轨状态三种。轨道电路在各种工作状态下，要受到许三种。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。电压的影响最大。1.1.调整状态调整状态：就是轨道电路空闲：就是轨道电路空闲( (无车占用无车占用) )、接受设备、接受设备（如轨道继电器）正常工作时的状态。在调整状态，对（如轨道继电器）正常工作
29、时的状态。在调整状态，对轨道继电器来说，它从钢轨上接收到的电流越大，它的轨道继电器来说，它从钢轨上接收到的电流越大，它的工作就越可靠。工作就越可靠。 最不利因素：道碴电阻最小、钢轨阻抗最大、电最不利因素：道碴电阻最小、钢轨阻抗最大、电源电压最低这三个不利因素。这些不利因素，构成了轨源电压最低这三个不利因素。这些不利因素，构成了轨道电路调整状态的最不利工作条件。但在这种最不利工道电路调整状态的最不利工作条件。但在这种最不利工作条件下，轨道电路接收设备应能可靠工作，反映轨道作条件下，轨道电路接收设备应能可靠工作，反映轨道电路的空闲状态。电路的空闲状态。302.2.分路状态分路状态 轨道电路分路状态
30、，就是当轨道电路区段有车占用轨道电路分路状态，就是当轨道电路区段有车占用时，接收设备（如轨道继电器）应被分路而停止工作的时，接收设备（如轨道继电器）应被分路而停止工作的状态。状态。 在分路状态，要求在任何情况下分路时在分路状态，要求在任何情况下分路时( (即在任何地即在任何地点、任何参数条件以及任意车轴数分路时点、任何参数条件以及任意车轴数分路时) )，应使轨道电，应使轨道电路的接收设备处于不工作状态。路的接收设备处于不工作状态。 分路状态的最不因素：当钢轨阻抗最小、道分路状态的最不因素：当钢轨阻抗最小、道碴电阻最大、电源电压最高、列车分路电阻也最大（车碴电阻最大、电源电压最高、列车分路电阻也
31、最大（车轻、轮对少、车轮与钢轨接触面不洁）。在分路状态的轻、轮对少、车轮与钢轨接触面不洁）。在分路状态的最不利条件下，轨道电路接收设备应能可靠地停止工作最不利条件下，轨道电路接收设备应能可靠地停止工作，反映轨道电路区段有车占用。，反映轨道电路区段有车占用。313.轨道电路的断轨状态轨道电路的断轨状态 轨道电路的断轨状态，是指轨道电路的钢轨在某处轨道电路的断轨状态，是指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
32、流流过。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接收设备中获得最大电流值。这种条件是除了钢轨阻抗最小、电源电压最大两个因素外，最小、电源电压最大两个因素外，断轨地点和道碴断轨地点和道碴电阻的大小也有一定的影响。有一个使接收设备中电流电阻的大小也有一定的影响。有一个使接收设备中电流最大的最不利数值最大的最不利数值临界断轨地点和临界道碴电阻。临界断轨地点和临界道碴电阻。32三、轨道电路分路的几个术语三、轨道电路分路的几个术语 列车分路电阻列车分路电阻：列车占用轨道电路时，轮对
33、跨在两根钢：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。它由车轮和车轨上形成的电阻，就称为列车分路电阻。它由车轮和车轴本身的电阻，以及轮缘与钢轨顶部的接触电阻组成。轴本身的电阻，以及轮缘与钢轨顶部的接触电阻组成。由于轮缘与钢轨的接触面很小，因此车轮和车轴的电阻由于轮缘与钢轨的接触面很小，因此车轮和车轴的电阻比接触电阻小得多，可忽略不计。所以列车分路电阻，比接触电阻小得多，可忽略不计。所以列车分路电阻，实际上就是轮缘与钢轨的接触电阻。列车分路电阻的大实际上就是轮缘与钢轨的接触电阻。列车分路电阻的大小与轨道上分路的车轴数、车辆的载重情况、列车的运小与轨道上分路的车轴数、车
34、辆的载重情况、列车的运行状态、轮缘的装配质量和磨损程度、钢轨顶部的洁净行状态、轮缘的装配质量和磨损程度、钢轨顶部的洁净程度等因素有关，它的变化范围很大。程度等因素有关，它的变化范围很大。 分路效应分路效应：由于有列车分路而使轨道电路接收设备中电：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。流减少，并处于不工作状态的现象，称谓有分路效应。 33分路灵敏度分路灵敏度：指的是在轨道电路的钢轨上，用一电阻在：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线
35、圈中的电流减小到释放值( (脉冲式轨道电络为不吸起值脉冲式轨道电络为不吸起值) )，则这个分路电阻值就叫做轨道电路在该点的分路灵敏，则这个分路电阻值就叫做轨道电路在该点的分路灵敏度。度。 极限分路灵敏度极限分路灵敏度：对某一具体的轨道电路来说，各点的：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。敏度。 标准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：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准分
36、路灵敏度为0.060.06 。对于一轨道电路，在分路状态。对于一轨道电路，在分路状态最不利的条件下，用最不利的条件下，用0.060.06的标准电阻线，在任何地点的标准电阻线，在任何地点分路时轨道电路的接收设备必须停止工作，该轨道电路分路时轨道电路的接收设备必须停止工作，该轨道电路的分路效应才符合标准。的分路效应才符合标准。 34第三节 轨道电路区段划分和极性交叉一、轨道电路区段的划分一、轨道电路区段的划分 为了较准确地反映机车车辆所在的位置，并满足提高站内作业的效率的要求，轨道电路要划分成若干个区段。划分的原则如下： 信号机的内外方应划分为不同的区段。 凡是能平行运行的进路，应用钢轨绝缘将它们
37、隔开，形成不同的轨道电路区段。 在一个轨道电路区段内，单动道岔最多不超过3组，复式交分道岔不得超过2组。否则，道岔组数过多，轨道电路难以调整。 有时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。但列车提速以后，为了保证机车信号的连续显示，又不希望轨道电路区段过短。35二、轨道电路区段的命名二、轨道电路区段的命名 道岔区段和无岔区段采用不同的命名方式。 道岔区段轨道电路是根据道岔编号来命名的。如图所示站场中，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
38、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。36 无岔区段命名有不同的情况。对于股道，以股道号命名，如G、G。进站信号机内方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。如图，上行发车口处的无岔区段衔接股道为G，该无岔区段即称为AG。半自动闭塞区间进站信号机外方的接近区段，用进站信号机名称后加JG来表示，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加WG来表示。牵出线、机待线、机车出入库线、专用线等调车信号机外方的接近区段，用调车信号机编号后加G来表示，如图中的D5G。372022-5-153
39、8三、轨道电路的极性交叉 1、极性交叉：、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。或相反的相位。392、极性交叉的作用：、极性交叉的作用： 可以防止在相邻的轨道电路间的绝缘节破损时引起轨可以防止在相邻的轨道电路间的绝缘节破损时引起轨道继电器的错误动作。道继电器的错误动作。 对于交流供电来说，只要两相邻轨道电路的电流相位对于交流供电来说，只要两相邻轨道电路的电流相位相反，它们的瞬间极性也相反，就得到极性交叉的效果。相反，它们的瞬间极
40、性也相反，就得到极性交叉的效果。 对于计数电码、频率电码轨道电路而言，因相邻区端对于计数电码、频率电码轨道电路而言，因相邻区端的编码不同，无法实现极性交叉，采用的是周期防护或的编码不同，无法实现极性交叉，采用的是周期防护或频率防护的方法。频率防护的方法。 403 3、极性交叉的配置：、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。而在有分支线路上，变换轨道电路供电电源的极性。而在有分支线路上，即有道岔处，则要求在一个闭合的回路中，绝缘节的即有道岔处，则要求在一个闭合的回路中，绝缘节的数量必须达到偶数才能
41、实现极性交叉，若为奇数，数量必须达到偶数才能实现极性交叉，若为奇数， 采采用移动绝缘节的方法实现，可以将绝缘节移至弯股。用移动绝缘节的方法实现，可以将绝缘节移至弯股。如果车站内要求正线电码化时，则可以采用人工极性如果车站内要求正线电码化时，则可以采用人工极性交叉方式，即在奇数绝缘节的闭合回路中再增加一个交叉方式，即在奇数绝缘节的闭合回路中再增加一个绝缘节。绝缘节。 41第四节 几种典型的轨道电路一、工频交流连续式轨道电路 工频交流连续式轨道电路采用工频50Hz 交流电源，以JZXC-480 型继电器为轨道继电器，故又称JZXC-480 型交流轨道电路。 42二、 25 Hz 相敏轨道电路 我国
42、铁路电气化铁路均采用工频50 Hz 交流供电，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。因此轨道电路必须采用非工频制式 。在电气化区段站内轨道电路中，应用最广泛的是25 Hz 相敏轨道电路。 43三、移频轨道电路1）、移频的概念）、移频的概念 移频轨道电路是移频自动闭塞的基础，又可以监督该闭塞分区的空闲。移频轨道电路是移频自动闭塞的基础，又可以监督该闭塞分区的空闲。选用频率参数作为控制信息，采用频率调制的方式，将低频调制信号选用频率参数作为控制信息，采用频率调制的方式，将低频调制信号Fc搬搬移到较高频率移到较高频率Fo（载频）上，以形成振荡不变、频率随低频信号的幅度作（载频）
43、上，以形成振荡不变、频率随低频信号的幅度作周期性变化的信号。而采用周期性变化的信号。而采用 这种方式的轨道电路就称移频轨道电路。这种方式的轨道电路就称移频轨道电路。44 移频轨道电路根据可以发送信息的数量分为4信息、8信息及18信息移频轨道电路 。我国铁路广泛应用的UM系列和ZPW-2000系列都是可以发送18信息的无绝缘移频轨道电路。 2）4信息移频：信息移频： 为了防止钢轨绝缘双破损后两相邻轨道电路产生错误动作，所以，相邻的闭塞分区采用了不同的载频。 下行：下行：550、750HZ上行：上行：650、850HZ传送11HZ、15HZ、20Hz、26 Hz四种低频信号。 45 3）8信息移频
44、：信息移频： 由于4信息移频轨道电路传输的信息较少， 又研究了8信息移频轨道电路，8信息移频轨道电路有8种低频，分别为8（30）、9.5、11、15、13.5、16.5（17.5）、20、26 Hz。 464）法国引进的UM71轨道电路采用调频方式，谐振式无绝缘轨道电路采用调频方式，谐振式无绝缘轨道电路载频为：载频为：1700、2000、2300、2600HZ频偏：频偏：11HZ低频信息：低频信息：10.3-29HZ每隔每隔1.1HZ呈等差数列共呈等差数列共18个，可以传输个，可以传输18个低频信息。个低频信息。 由设在室内的发送器、接收器、轨道继电器、以及设在室外的调谐单元、空心由设在室内的
45、发送器、接收器、轨道继电器、以及设在室外的调谐单元、空心线圈、带模拟电缆网络的匹配变压器和若干补偿电容组成。线圈、带模拟电缆网络的匹配变压器和若干补偿电容组成。475）ZPW2000型无绝缘轨道电路 ZPW ZPW20002000型无绝缘轨道电路是在充分吸收利用型无绝缘轨道电路是在充分吸收利用UMUM7171长处，同时借鉴移频轨道电路应用长处，同时借鉴移频轨道电路应用DSPDSP数字信号处理技术数字信号处理技术成功经验的基础上自主开发出来的成功经验的基础上自主开发出来的 。它沿用了它沿用了UMUM7171的的电气隔离方式，但在轨道电路的传输长度、传输安全电气隔离方式，但在轨道电路的传输长度、传
46、输安全性等方面作了很大改进性等方面作了很大改进 。482.计轴设备 自从轨道电路诞生以来，它就成为所属区段的道岔是否能转动、列车是否能进入该区段的关键依据。然而，由于轨道电路的工作状态严重依赖于道床状态。在道床电阻很低的场合，轨道电路无法正常工作，轨道继电器GDJ无法吸起。有些地方由于钢轨表面生锈，粉尘等物质污染，造成轨道电路分路不良，列车通过此段钢轨时，轨道继电器GDJ无法落下。另外，在我国单线铁路区段，站间一般没有装设轨道电路。在这些情况下，计轴设备可以用来检测相应区段（或区间）是否处于空闲状态。 49一）、计轴设备基本工作原理一）、计轴设备基本工作原理 计轴设备是利用轨道传感器、计数器来
47、记录和比较驶入和驶出轨道区段的轴数，以此确定轨道区段的占用或空闲。其工作原理：当列车驶入，车轮进入轨道传感器作用区时，轮对经过传感器磁头时，向驶入端处理器传送轴脉冲，轨道区段驶入端处理器开始计轴，驶入端处理器首先判定运行方向，确定对轴数是累加计数还是递减计数。列车进入轨道区段，驶入端计轴器对轮轴进行累加计数，并发出区段占用信息，同时，驶入端处理器经传输线向驶出端处理去发送驶入轮轴数，列车全部通过驶入端计轴点时，停止计数。当列车到达区段驶出端计轴点时，由于列车是驶离区段，驶出端计轴器进行减轴运算，同时再传送给驶入端处理器，列车全部通过后，两站的微机同时对驶入区间和驶离区间的轮轴数进行比较运算，两
48、站一致时，证明进入区段的轮轴数等于离开区段的轮轴数，可以认为区段已经空闲，发出区间空闲信息表示，当无法证明进入区段的轮轴数等于离开区段的轮轴数，则认为区间仍将处于占用状态。50二）计轴设备组成二）计轴设备组成 计轴设备主要组成部分包括：轨旁计轴点：主要用于产生车轴脉冲，包括轮轴传感器和电气连接箱； 信息传输部分：用来传递信息，包括传输线、防雷及线路连接设备；计轴处理部分：主要功能是对计轴点产生的车轴脉冲进行计数和确定列车运行方向，比较计轴点入口点和出口点所记轴数及记录计数结果。包括计数、比较、监督、表示等装置；电源：提供可靠不间断的电能；51计轴设备与轨道电路比较计轴设备与轨道电路比较优点：
49、适用于道床状态差、道床泄漏电阻过低的轨道区段。 可以检测钢轨生锈及轻车情况下的轨道区段占用/空闲。 可以避免轨道电路由传输距离的限制而设置的多个轨道电路。 不需要绝缘节。缺点： 如果作为站内多区段轨道电路的替代，投资较轨道电路大。 电源部分必须可靠确保不因电源瞬间中断造成轴信息的丢失。 无法检测钢轨断轨。 由于其它铁器如铁等在磁头上的动作可能造成错误计轴。 单独无法实现机车信号电码化的信息传输。523.点式应答器53一、应答器的发展 1固定点式设备早在50年前，一些国家就开始研究点式停车装置，在一些固定点，特别是进站信号前方安装点式设备，这个点式装置及机车上均有感应线圈，当需要列车在进站信号前
50、方停车时，点式装置可以发生特定的停车信号频率，列车通过装有该设备的点时，机车上的线圈与点式设备线圈之间产生谐振，使机车接收到停车信息。这种点式装置是查询-应答器的前身 。54 2. 随着电子技术的进步，可以发送数据报文的高速数据传输点式设备得到广泛应用，这就是查询-应答器又称为点式应答器（Balise, Beacon），它已经成为现代铁路信号系统中的重要地面设备，成为沟通列车与地面的一种点式信息交换装置，当列车通过装有该设备的点时，列车与该设备发生信息交换。 55二、应答器的基本概念 查询应答器系统由查询器和应答器两部分组成。如果是为了列车获取地面信息，查询器安装在机车上，应答器安装在地面上；
