1、项目五 轨道电路【学习目标学习目标】n 1.知识知识n 理解轨道电路的基本原理、分类；n 掌握各种轨道电路的作用、构成、基本工作原理和工作参数；n 能力能力n 能识别轨道电路各部件，并知道各部件作用及原理；n 会维护常用轨道电路。n 情感情感n 培养理论联系实际的良好习惯及团队合作精神；n 激发浓厚的学习兴趣，培养良好的学习习惯和安全第一、严谨的工作作风。【问题导入问题导入】n n大家都有坐火车出行的经历（可以配合动画，吸引学生眼球），随着列车徐徐驶出车站，请同学们思考并回答两个问题，第一、地面车站值班员或控制指挥中心的调度指挥人员如何时时监督茫茫野外列车位置即定位列车？第二、司机如何获得列车
2、应以多大速度运行，尤其是获得前方路况信息？轨道电路就能完成定位列车及传递车地信息功能，轨道电路安装于哪里，由哪些设备组成，如何实现功能及如何安装及维护等？本项目将探讨相关问题。【理论知识理论知识】课题五课题五 ZPW-2000系列无绝缘移频轨道电路系列无绝缘移频轨道电路n一、一、ZPW-2000A/K型无绝缘轨道电路概述型无绝缘轨道电路概述n“ZPW-2000”中“Z”代表轨道电路、“P”代表移频、“W”代表无绝缘、“2000A/K”代表型号。n1设备组成及作用设备组成及作用 n 室内设备室内设备 n发送器、接收器、衰耗盘和模拟网络盒、一块（移频柜内共10块）熔断器板、一块318柱端子（移频柜
3、内共10块），还有供发送器、接收器工作电源引入的4柱电源端子板，为减少柜内配线，YBJ引出接线并采用端子板等；（a）发送器（b）接收器(c)模拟网络盘(d)衰耗冗余控制器图5-23 ZPW/K型无绝缘轨道电路室内设备【理论知识理论知识】课题五课题五 ZPW-2000系列无绝缘移频轨道电路系列无绝缘移频轨道电路n一、一、ZPW-2000A/K型无绝缘轨道电路概述型无绝缘轨道电路概述n1设备组成及作用设备组成及作用 n 室内设备室内设备 n1）发送器）发送器 n发送器能产生18种低频信号，8种载频的高精度、高稳定的移频信号；并形成足够功率的输出信号；调整轨道电路参数；能对移频信号特征进行自检，故障
4、时给出报警；实现系统N+1冗余转接。n发送器正常工作必备的发送器正常工作必备的6个条件个条件：电源正常（24V1.5V）且极性正确；有且只有一个低频接通；有且只有一个载频和型号选择（1型或2型）；发送电平调整线接触良好；功出负载正常电阻为400左右，无短路现象；发送盒未受高压冲击导致的处于死机保护状态。【理论知识理论知识】课题五课题五 ZPW-2000系列无绝缘移频轨道电路系列无绝缘移频轨道电路n一、一、ZPW-2000A/K型无绝缘轨道电路概述型无绝缘轨道电路概述n2）接收器）接收器 n接收器用于对主轨道电路移频信号的调节，并配合与送电端相连接的调谐区段小轨道电路的检查条件动作轨道继电器；检
5、查轨道电路完好，减少分路死区长度，还用接收门限控制实现对调谐单元BA接收端的断线检查；实现对与受电端相连接调谐区段小轨道电路移频信号的调解，给出短小轨道电路执行条件，送至相邻轨道电路接收器。n接收器正常工作必备的接收器正常工作必备的5个条件个条件：电源正常（24V1.5V）且极性正确；载频型号与发送盒相符；轨出1电压符合标准240mV870mV；“XGJ”条件电压大于20V（正常电压为30V左右、人工条件24V左右）；接收盒未受高压冲击导致的处于死机保护状态。【理论知识理论知识】课题五课题五 ZPW-2000系列无绝缘移频轨道电路系列无绝缘移频轨道电路n一、一、ZPW-2000A/K型无绝缘轨
6、道电路概述型无绝缘轨道电路概述n3）衰耗盘）衰耗盘n 衰耗盘是用于对主轨道电路的接收端输入电平进行调整；对小轨道电路进行调整（含正、反方向）；给出有关发送接收用电源电压，发送功出电压，轨道输入输出GJ、XGJ测试条件；给出发送接收故障报警和轨道占用指示灯等；在N+1冗余运用中实现接收机故障转换时主轨道继电器和小轨道继电器的落下延时。n表示灯显示意义表示灯显示意义 n发送工作灯：绿色表示工作正常，灭灯表示发送故障；n接收工作灯：绿色表示工作正常，灭灯表示接收故障；n轨道占用灯：绿色表示轨道电路空闲，红灯表示列车占用或闭塞分区故障；n正、反向表示灯：正向表示灯亮绿灯且反向表示灯灭灯表示区间设备在正
7、方向；正向表示灯灭灯且反向表示灯亮黄灯表示区间设备在反方向；正、反向表示灯均灭灯表示正向或反向表示电路故障，此时接收器停止工作。【理论知识理论知识】课题五课题五 ZPW-2000系列无绝缘移频轨道电路系列无绝缘移频轨道电路n一、一、ZPW-2000A/K型无绝缘轨道电路概述型无绝缘轨道电路概述n4）模拟网络盒（盘）模拟网络盒（盘）n 模拟网络盒（盘）用于对通过传输电缆引入室内横向、纵向雷电冲击的防护；为便于轨道电路的匹配和调整，通过0.5、0.5、1、2、2、22六节电缆模拟网络来补偿实际SPT数字信号电缆，使传输距离达到10或15；并可以使改变列车运行方向后的轨道电路的参数符合标准。n注：信
8、号机械室内防静电地板下设置网络地线，信号楼须设置接地汇集端子排，沿信号楼基础周围敷设一条50mm2裸铜线作为环形地网，必要时信号楼应设置法拉第笼。【理论知识理论知识】课题五课题五 ZPW-2000系列无绝缘移频轨道电路系列无绝缘移频轨道电路n一、一、ZPW-2000A/K型无绝缘轨道电路概述型无绝缘轨道电路概述n“ZPW-2000”中“Z”代表轨道电路、“P”代表移频、“W”代表无绝缘、“2000A/K”代表型号。n1设备组成及作用设备组成及作用 n 室外设备室外设备 匹配变压器、调谐单元、空心线圈、机械空心线圈、补偿电容位于室外。室外需安装的设备包括绝缘节（包括电气和机械绝缘节）、补偿电容及
9、正逆向禁停标志牌。n1）匹配变压器）匹配变压器 匹配变压器用于轨道电路的钢轨段与SPT铁路数字信号电缆的匹配连接，其中V1V2经调谐单元端子接至轨道，L1L2经SPT电缆接至室内；由于道床电阻参考为1.0Km且考虑到低道碴电阻道床，该变压器变比优选为9：1；在钢轨侧电路中，按相反极性串联接入两个16V4700F电解电容C1、C2，构成无极性联结，隔直通交，保证设备在直流牵引区段使用时不至于因直流成分造成匹配变压器磁路饱和，造成干扰。【理论知识理论知识】课题五课题五 ZPW-2000系列无绝缘移频轨道电路系列无绝缘移频轨道电路n一、一、ZPW-2000A/K型无绝缘轨道电路概述型无绝缘轨道电路概
10、述n 室外设备室外设备 2）空心线圈）空心线圈 作扼流变压器使用的空心线圈对于上下行线路间的两个SVA中心线可做等电位连接，平衡牵引电流，SVA参数的适当选择，可为谐振槽路提供一个较为合适的Q值，保证调谐区工作的稳定性。n3）补偿电容及室外传输电缆）补偿电容及室外传输电缆 补偿电容保证了接收端信号有效信干比，从而增大传输距离；实现对断轨状态的检查，并保证在钢轨同侧两端接地条件下，轨道电路分路及断轨检查性能。靠近送端有两个补偿电容，当其中一个电容失效时，将使“轨出2”电压下降40mV左右，可能影响小轨道电路不能正常工作，造成故障延时，因此在设备投用前，应考虑电容失效对小轨道电气参数影响，将“轨出
11、2”电压最好调整为135mV145mV间。室外传输电缆的作用基本同补偿电容的作用，如图5-24所示。【理论知识理论知识】课题五课题五 ZPW-2000系列无绝缘移频轨道电路系列无绝缘移频轨道电路n一、一、ZPW-2000A/K型无绝缘轨道电路概述型无绝缘轨道电路概述n3工作原理工作原理n如图5-25所示，以AG为例，ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路分为主轨道电路和送端调谐区小轨道电路两部分，发送器FS发出的高频信号，一部分通过主轨道送回本区段接收端JS1，另一部分通过小轨道送入运行前方所在区段BG轨道电路的接收端JS2，经JS2处理后形成小轨道电路继电器执行条件“XG”继电器电压送至本区
12、段接收器JS1，本区段接收器JS1同时接收到主轨道移频信息（指“轨出1”电压）及小轨道电路继电器执行条件（指“XGJ”电压），符合相应的标准：即“轨出1”电压大于或等于240mV；接收到小轨道执行条件即XG、XGJ电压大于等于20V，在进站口或分界区段处可根据条件接入24V电压，判决无误后驱动轨道继电器GJ吸起。【理论知识理论知识】课题五课题五 ZPW-2000系列无绝缘移频轨道电路系列无绝缘移频轨道电路n一、一、ZPW-2000A/K型无绝缘轨道电路概述型无绝缘轨道电路概述n4频率及应用频率及应用n 载频载频Fo 8种载频分别为1700-1、1700-2、2000-1、2000-2、2300
13、-1、2300-2、2600-1、2600-2。n 低频低频 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路可以向机车连续发送18种低频信息，与机车信号的对应关系如表5-3所示：序号12345678910低频（Hz）10312511.413.615.816.920.214722.419.1信息名称（码）L3L2LLULU2UU2SU2U3UUS机车信号显示L绿L绿L绿LU绿黄U黄U黄U2S黄2闪U2黄2U黄UUS双黄闪序号1112131415161718低频（Hz）1824626829257无码无码27.9信息名称（码）UUHBHUH载频切换闭环检测机车信号显示UU双黄HUS红黄闪HU红黄H红H红B白B白
14、【理论知识理论知识】课题五课题五 ZPW-2000系列无绝缘移频轨道电路系列无绝缘移频轨道电路n一、一、ZPW-2000A/K型无绝缘轨道电路概述型无绝缘轨道电路概述n5轨道电路系统原理图轨道电路系统原理图 n 区间轨道电路系统原理简图区间轨道电路系统原理简图 图5-26所示为区间轨道电路系统原理图。图5-26 区间轨道电路（机械绝缘节电气绝缘节）系统原理简图ZPWPT型调谐匹配单元ZPWXKD型空心线圈ZPWXKJD型机械绝缘节空心线圈ZPWPT型调谐匹配单元ZPWF-K型发送器(主)ZPWML-K型防雷模拟网络盘电缆扼流适配变压器微机监测列控中心CANAZPWRS-K型衰耗冗余控制器ZPW
15、J-K型接收器ZPWML-K型防雷模拟网络盘电缆ZPWPT型调谐匹配单元总长7.5km或者10km双体防护盒室内ZPWJT型通信接口板CANBCANCCANDCANE室外ZPWRS-K型衰耗冗余控制器FBJ(主)ZPWF-K型发送器(备)FBJ(备)双体防护盒/2补偿电容/2调谐区总长7.5km或者10km站内区间扼流变压器【理论知识理论知识】课题五课题五 ZPW-2000系列无绝缘移频轨道电路系列无绝缘移频轨道电路n一、一、ZPW-2000A/K型无绝缘轨道电路概述型无绝缘轨道电路概述n5轨道电路系统原理图轨道电路系统原理图 n 站内轨道电路系统原理简图站内轨道电路系统原理简图 图5-27所
16、示为站内轨道电路系统原理图图5-27 站内ZPW/K轨道电路（机械绝缘节电气绝缘节）系统原理简图ZPWPT型调谐匹配单元ZPWXKD型空心线圈ZPWXKJD型机械绝缘节空心线圈ZPWPT型调谐匹配单元ZPWML-K型防雷模拟网络盘ZPWJ-K型接收器ZPWRS-K型衰耗冗余控制器电缆ZPWPT型调谐匹配单元扼流适配变压器ZPWRS-K型衰耗冗余控制器双体防护盒列控中心微机监测CANECANCZPWJT型通信接口板室内CANBCANACAND总长7.5km或者10km双体防护盒室外ZPWF-K型发送器(主)FBJ(主)ZPWML-K型防雷模拟网络盘电缆ZPWF-K型发送器(备)FBJ(备)调谐区
17、补偿电容/2/2总长7.5km或者10km扼流适配变压器【理论知识理论知识】课题六课题六 AF-904型数字轨道电路型数字轨道电路n一、硬件组成一、硬件组成nAF-904型数字轨道电路系统由室内室外两部分组成。n室外部分由轨道耦合单元、500MCM插接器（S形电缆）和环线三部分组成，在轨道之间或沿轨旁安装，采用的是互耦方式。图5-28 AF-904型数字轨道电路电气隔离式电路原理图【理论知识理论知识】课题六课题六 AF-904型数字轨道电路型数字轨道电路n一、硬件组成一、硬件组成n2室内部分室内部分n如图5-29所示，室内轨道电路TM柜最多安装三个机笼，一个机笼可装10块卡板，共4个轨道区段。
18、一个轨道区段由一块CPU板一块辅助板一块电源板组成。它的工作电压为110V50HZ。每个轨道区段都有对应的LED灯显示各种信息、代码等，同时有独立9针串行端口，可以通过便携式计算机下载数据，进行诊断等。机笼后有发送TX接收RX抽头，每增加一挡，输出幅度增加2倍。图5-29 机笼示意图【理论知识理论知识】课题六课题六 AF-904型数字轨道电路型数字轨道电路n二、二、AF-904型数字轨道电路工作原理型数字轨道电路工作原理n 对列车占用的检测对列车占用的检测 nAF-904系统不间断地向轨道发送数字编码信息，并监视其接收感应到的信号，作为对列车占用的检测。利用音频信息的前8位标题位作为列车检测的
19、信号，在发送端把固定为0111110的信息码通过耦合单元发送给钢轨，这个信息在接收端通过接收器接收、检测，并与事先通过软件设置好的门限值进行比较。n 当收到的信号幅度值在门限值以上，信号电流没有被轮对分路，表明轨道电路空闲，此时控制板向联锁单元传递“轨道电路空闲”信息；n 当收到的信号幅度值在门限值以下，控制板向联锁单元传递“轨道电路占用”信息，具体分以下两种情况：所接收到的信号电流被轮对分路，轨道电路被列车占用；轨道电路短路、断路或路基潮湿等原因，此时会伴有其他信息提示。【理论知识理论知识】课题六课题六 AF-904型数字轨道电路型数字轨道电路n二、二、AF-904型数字轨道电路工作原理型数
20、字轨道电路工作原理n 对列车占用的检测对列车占用的检测 n 传输传输ATP信息信息nAF-904系统与联锁系统之间通过RS485接口进行通信。AF-904系统接收来自联锁系统的串行信息（目标速度、目标距离等），再加上本轨道区段信息（轨道电路ID号、线路速度等），形成复合信息，然后将复合信息用NRZI格式编码形成报文帧，结合机笼后面的方向继电器以FSK（二进制移频键控串行格式）调制方式把报文送至相应的耦合单元，经单匝环线与“S”棒耦合；再由车载ATP接收、解码并校验信息的正确性，验证完毕执行ATP功能，完成数字车载信息的传输功能。【理论知识理论知识】课题五课题五 ZPW-2000系列无绝缘移频轨道电路系列无绝缘移频轨道电路课题六课题六 AF-904型数字轨道电路型数字轨道电路小结：小结：n了解AF-904型轨道电路组成、理解其工作原理n掌握ZPW-2000系列无绝缘移频轨道电路的结构、基本原理 作业：课后习题作业：课后习题10谢谢 谢谢
