高壓脈沖簡介A

西安鐵路局西安電務(wù)器材廠高壓脈沖軌道電路

根據(jù)國際鐵路聯(lián)盟推薦的確保車輪在軌間分路的軌間電壓：鋼軌表面生銹氧化嚴重、陳舊的區(qū)段軌間峰值電壓應(yīng)大于50V，鑒于此，我們對高壓脈沖軌道電路進行研究．由于現(xiàn)場大部分車站軌道電路的供電為25Hz電源，我們分別研制出了25Hz和50Hz供電的高壓脈沖軌道電路；并對原50Hz供電的高壓不對稱軌道電路進行了重大改進，提高了該軌道電路的抗干擾能力和可靠性。如圖所示，高壓脈沖軌道電路送電端主要由GM·F型高壓脈沖發(fā)碼器；變壓器（GM·BG-80軌道變壓器或BE1-M、BE2-M型扼流變壓器）構(gòu)成，供電電源為25Hz(或50Hz)220伏。高壓脈沖軌道電路受電端主要由變壓器（GM·BG-80軌道變壓器或BE1-M、BE2-M型扼流變壓器）

；GM·QY型譯碼接收器；JCRC型二元差動閉磁路繼電器延時繼電器等構(gòu)成。從上圖可以看出，高壓脈沖軌道電路的基本電路是由送端軌道電源經(jīng)發(fā)碼器變換生成不對稱脈沖信號（波形如圖）經(jīng)變壓器降壓、鋼軌傳輸?shù)绞芏?，再?jīng)變壓器升壓后送譯碼器，譯碼器將軌面?zhèn)鱽淼牟粚ΨQ信號轉(zhuǎn)換為兩個（頭、尾）直流信號供差動繼電器工作。正常情況下，調(diào)整狀態(tài)譯碼器的輸出頭、尾電壓大于差動繼電器工作電壓（頭DC27伏、尾DC19伏），一般頭、尾電壓工作在DC50伏左右。分路狀態(tài)時譯碼器的輸出頭、尾電壓小于差動繼電器釋放電壓（頭DC13.5伏、尾DC9.5伏）。器材簡介1、GM?F-25（50）高壓脈沖發(fā)碼器

1.1用途：GM?F-25（50）型高壓脈沖發(fā)碼器是與高壓脈沖譯碼器，BE1（2）-M型扼流變壓器或GM·BG—80型軌道變壓器配套使用的，適用于高壓脈沖軌道電路，通過芯片的控制，輸出高壓脈沖，產(chǎn)生高壓脈沖信號源，提高了軌面瞬間擊穿電壓，解決了由于軌面嚴重生銹帶來的分路不良問題，改善了軌道電路分路靈敏度。

1.2型號及含義：

高壓脈沖發(fā)碼器原理圖2、GM·Y型高壓脈沖譯碼器

2.1用途:應(yīng)用于現(xiàn)場25Hz或50Hz供電的高壓脈沖軌道電路區(qū)段的接收端，用來接收高壓脈沖，并供于二元差動繼電器工作電源。

2.2型號及含義：高壓脈沖譯碼器，是采用積分式高壓脈沖波形鑒別器，它在軌道電路接收端與扼流變壓器和軌道繼電器相連接，它的功能是專門接收軌道上送來的高壓脈沖才能正常工作。高壓脈沖譯碼器由兩個電路組成，一個電路是專門接收扼流變壓器次級線圈輸出的不對稱脈沖的脈沖頭，另一個電路是，則相反接收扼流變壓器次級線圈輸出的不對稱脈沖的脈沖尾。譯碼器本身不設(shè)局部電源，它只接收鋼軌上送來的高壓脈沖才能工作。3.JCRC—24.7K/7.5K型二元差動繼電器

3.1二元差動繼電器和譯碼器、扼流變壓器構(gòu)成電氣化區(qū)段軌道電路的接收端。專門接收鋼軌上固定極型的高壓脈沖而工作。它不需要局部電源，當(dāng)鋼軌上的脈沖極性不符或高壓脈沖的波頭、波尾的幅值比例畸變或在鋼軌上有工頻電流干擾時，二元差動繼電器停止工作。

3.2工作值：頭部線圈電壓不大于27伏尾部線圈電壓不大于19伏

釋放值：頭部線圈電壓不小于13.5伏尾部線圈電壓不小于9.5伏返還系數(shù)0.54、BE1-M系列扼流變壓器

4.1用途：BE1(2)-M型扼流變壓器適用于高壓脈沖軌道電路。無氣隙。

4.2型號含義：4.3BE1-M系列扼流變壓器匝比。注意：高壓脈沖疊加UM71、ZPW-2000時（四線制），移頻信號連接4、5端子，高壓脈沖信號根據(jù)現(xiàn)場情況參考調(diào)整表進行變比選擇。5、GM·BG-80型高壓脈沖軌道變壓器此變壓器用于非電化區(qū)段的高壓脈沖軌道電路。端子如下圖所示：6、GM·HPG-ZD型高壓脈沖隔離匹配盒

6.1用途：GM·HPG-ZD型高壓脈沖隔離匹配盒用于高壓脈沖軌道電路疊加ZPW2000電碼化區(qū)段，其作用是通過ZPW2000信號，隔離高壓脈沖信號而保護ZPW2000發(fā)送設(shè)備。

6.2型號含義：

6.3使用

注意:使用時將兩個調(diào)整端子T接向該高壓脈沖隔離匹配盒所在一側(cè)移頻發(fā)送設(shè)備產(chǎn)生的載頻頻率相對應(yīng)的端子。例如，若該側(cè)移頻發(fā)送頻率為1700Hz時，則將兩個調(diào)整端子T均接向隔離匹配盒的1700端子。6.4內(nèi)部原理圖7、GM·HG型高壓脈沖隔離盒

7.1用途：GM·HG型高壓脈沖隔離盒用于高壓脈沖軌道電路疊加國產(chǎn)移頻電碼化區(qū)段，其作用是通過移頻信號，隔離高壓脈沖信號而保護移頻發(fā)送設(shè)備。

7.2型號含義：8、QY-T型抑制器：

8.1

用途：QY-T型抑制器用于高壓脈沖軌道電路疊加電碼化區(qū)段，其作用是高壓脈沖信號抑制電碼化信號，從而達到高壓脈沖軌道電路與電碼化的正常疊加。

8.2型號及含義：高壓脈沖軌道電路的極性交叉防護。當(dāng)兩個高壓脈沖軌道電路相鄰時，采用極性交叉來防護，所謂極性交叉，是指兩根相鄰鋼軌在絕緣節(jié)兩端的高壓脈沖極性是相異的，其防護原理是：因為接收端的譯碼器是有極性的，它只能接收本區(qū)段軌道上發(fā)送來的高壓脈沖才能工作，因此，當(dāng)鋼軌絕緣節(jié)破損時，相鄰軌道電路的不對稱脈沖信息就干擾該區(qū)段的譯碼器，但它的脈沖極性正好與該區(qū)段的脈沖相反。這時，譯碼器的輸出電壓，正好使二元差動軌道繼電器的尾部線圈電壓提高，頭部線圈電壓下降，根據(jù)二元差動閉磁路繼電器的特性可知，在這種情況下，繼電器將失磁，從而起到鋼軌絕緣破損防護的目的。高壓脈沖軌道電路施工準(zhǔn)備及軌道電路調(diào)整1、現(xiàn)場調(diào)研軌道電源容量每個區(qū)段功耗約為60W/區(qū)段。初步估算改造后軌道電源容量是否滿足全站軌道電路要求，若不滿足，則需要考慮增加電源屏容量。2、器材測試使用前應(yīng)先將器材按照標(biāo)準(zhǔn)要求進行檢測，避免因運輸?shù)葐栴}影響開通使用。3、根據(jù)施工圖紙、現(xiàn)場情況及調(diào)整表選擇扼流變壓器或軌道變壓器合適的變比，四線制電碼化區(qū)段在扼流變壓器或軌道變壓器處選擇3：1變比，調(diào)諧器一般固定使用6.5：1變比。然后進行室外及室內(nèi)設(shè)備的接線及調(diào)整，并進行仔細檢查，確保接線正確。4、譯碼器調(diào)整長區(qū)段時譯碼器輸入用1、3端子，短區(qū)段用1、2端子。5、若通電后發(fā)現(xiàn)尾部電壓高出頭部電壓很多，則考慮可能是極性相反，只需將軌道變壓器或扼流變壓器端子所接線對調(diào)即可。6、根據(jù)高壓脈沖軌道電路調(diào)整表及現(xiàn)場軌面情況進行調(diào)整。電壓偏高：加大GM·F—25的限流電阻或減小發(fā)碼器發(fā)送電壓，或者改變發(fā)送端、接收端變壓器變比電壓偏低：減少GM·F—25的限流電阻，但限流電阻與發(fā)送端電纜環(huán)阻之和不得小于10歐，或增大發(fā)碼器發(fā)送電壓或者改變發(fā)送端、接收端變壓器變比頭尾電壓比例失配時：GM·Y處對端子43-13、11、12、33、32進行調(diào)整，滿足要求。在最不利的情況下，繼電器電壓要滿足工作值的1.1倍即V頭30V，V尾21V。若為疊加電碼化區(qū)段，還需要測試電碼化入口電流是否達到要求。7．進行極性交叉測試，確保極性交叉的正確。8．軌道電路調(diào)整完畢后要進行分路試驗，用0.15歐短路線在軌道電路任一點進行分路，繼電器應(yīng)可靠落下，其殘壓：V頭≤13.5V、V尾≤9.5V（動態(tài)）。四、日常維護和定期維護1、日常維護的主要目的是積累經(jīng)驗和及早發(fā)現(xiàn)故障。它所包含的檢查內(nèi)容為：全面檢查軌道電路接續(xù)線，連接線，鋼軌絕緣，各有關(guān)分支的跳線連結(jié)等是否良好。檢查高壓脈沖發(fā)碼器工作指示燈的狀態(tài)，工作時工作指示燈應(yīng)以固定頻率閃爍（180±5%次/分鐘或360±5%次/分鐘）。檢查軌道繼電器頭、尾線圈電壓擺動范圍。（一般在45-55V左右為最佳）。注意軌道電路傳輸?shù)拿}沖頻率是否有規(guī)律、且頻率一致。當(dāng)在干燥天氣時，做0.15Ω無感電阻分路試驗確認繼電器失磁。記錄各部位測量數(shù)據(jù)①發(fā)送器的電源電壓②脈沖間隔周期③發(fā)送端和接收端軌道峰值電壓④軌道繼電器頭/尾線圈電壓⑤抑制器和高壓脈沖抑制器的電壓⑥測量時候的天氣☆將當(dāng)天測試記錄和前一天的測試記錄進行比較，若出現(xiàn)有不正常的變化，檢修人員應(yīng)尋找引起變化的原因，重點是應(yīng)檢查軌道電路部分，如有必要，應(yīng)向主管報告。2、定期維護軌道電路檢修周期為6個月，建議檢修時間氣候為干燥天氣和潮濕天氣輪換進行。對新安裝的設(shè)備在尚未摸清規(guī)律之前，檢修周期縮短。軌道電路故障處理軌道電路故障，很難預(yù)測能引起故障的全部原因，一般按下列所述進行分析：軌道電壓或者脈沖間隔異常，應(yīng)檢查軌道電路的發(fā)送端設(shè)備，并查看鋼軌絕緣節(jié)。軌道峰值電壓和脈沖間隔正常，發(fā)送準(zhǔn)確，應(yīng)檢查接受端設(shè)備。為尋找軌道上的短路或者鋼軌上折斷應(yīng)等距測量軌道間的峰值電壓，以便于判別規(guī)章地點。由發(fā)送端異常顯示出的故障：a、如果脈沖間隔異常，每分鐘小于155次/分和大于195次/分?；蛎}沖間隔不穩(wěn)定，不規(guī)則，則應(yīng)該認為脈沖間隔為異常，須更換發(fā)送器。b、如果軌道電壓出現(xiàn)異常，則應(yīng)檢查電源電壓，是否穩(wěn)定在規(guī)定范圍，然后檢查其空載運用電壓值，并與安裝試驗值進行對比，如果室內(nèi)各種電壓正常，則故障在軌道電路方面（絕緣節(jié)、短路、或在接受端等）一般軌道電路測得的數(shù)值低于或者高于軌道電路日常數(shù)值最小值的20%，則應(yīng)該視為異常。5、確定接受端的故障

接受設(shè)備的某些故障可以引起軌道電路改變，但它不會使脈沖間隔受到任何影響，根據(jù)下述情況，可以判定接收端的“軌道”電壓正?；蛘卟徽！.正常的軌道電壓測量繼電器線圈的電壓、電流。如果繼電器線圈上的U/I不等于此線圈的電阻值，則繼電器必須更換。檢查故障，不是由于電纜或繼電器系統(tǒng)引起的故障，則繼電器端子電壓中有一個小于其通常記錄之?dāng)?shù)值，就應(yīng)更換接收器。6、不正常的電壓按順序斷開a、斷開接收端的接收口；b、斷開扼流變壓器二次；c、斷開扼流變壓器一次。每次操作后，測量“軌道”電壓，將其斷開后能使“軌道”電壓恢復(fù)到正常的元件，即為故障元件。7．在軌道上確定的故障a．短路從發(fā)送開始，使用脈沖峰值表，在鋼軌上進行分段測試，當(dāng)脈沖峰值表指示為零時即為短路點。b．?dāng)嘬壴阡撥壣嫌妹}沖峰值表分段測電壓，即可發(fā)現(xiàn)故障的部位。c．絕緣節(jié)用脈沖峰值表檢查，如果絕緣節(jié)兩端的電壓Ux小于軌道電路最大峰值電壓的1/4，則絕緣節(jié)必須更換。d、間歇故障確定這類故障比較困難，除了上述的各種檢查之外，應(yīng)該找出這類間歇故障的某些局部條件之間的關(guān)系，諸如電源電壓的重大變化，循環(huán)出現(xiàn)的特點和位置，空氣條件等，特別要考慮牽引電流的影響。使用脈沖峰值電壓表，測軌道脈沖的峰值電壓；試電壓軌道上的臨時性交流電壓；軌道繼電器線圈電壓，頭/尾伏。當(dāng)軌道上出現(xiàn)交流電壓接近5伏和繼電器尾部線圈電壓增大時，則可能是牽引電流引起的不平衡，此時應(yīng)設(shè)法尋找其不平衡的根源。順號二元差動繼電器現(xiàn)象可能原因分析1線圈1-2電壓正常線圈3-4電壓過高1.3-4線圈斷線；2.繼電器插座接觸不良；3.軌道上有過大的牽引電流不平衡；4.絕緣破損2線圈1-2電壓過高線圈3-4電壓正常5.1-2線圈斷線；同2項3線圈1-2電壓正常線圈3-4沒電壓或電壓過低6.二極管Z1斷線或短路；7