軌道電路完整版本

1軌道電路系統(tǒng)介紹2013年09月22

一軌道電路概述31、中國(guó)鐵路列控系統(tǒng)技術(shù)框架及建設(shè)規(guī)劃2002年12月，在中國(guó)召開的UIC國(guó)際大會(huì)上，鐵道部向世界宣布了發(fā)展中國(guó)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱CTCS）的規(guī)劃，明確了采用軌道電路實(shí)現(xiàn)占用檢查基礎(chǔ)設(shè)備，并傳送動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)信息的整體發(fā)展框架，C0~C4如下表所示：應(yīng)用等級(jí)C0C1C2C3C4控制模式目標(biāo)距離目標(biāo)距離目標(biāo)距離目標(biāo)距離目標(biāo)距離速度控制分級(jí)式分級(jí)式一次連續(xù)一次連續(xù)一次連續(xù)軌道占用檢查軌道電路軌道電路軌道電路軌道電路無(wú)線定位，應(yīng)答器校正地對(duì)車信息傳輸多信息軌道電路多信息軌道電路多信息軌道電路+點(diǎn)式設(shè)備；無(wú)線通信雙向信息傳輸無(wú)線通信雙向通信傳輸線路數(shù)據(jù)來(lái)源貯存于車載數(shù)據(jù)庫(kù)貯存于車載數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)答器提供無(wú)線通信提供無(wú)線通信提供對(duì)應(yīng)ETCS級(jí)無(wú)無(wú)ETCS1級(jí)ETCS2[1]級(jí)ETCS3級(jí)所有的C3線路均已C2作為降級(jí)模式。行車指揮車站區(qū)間調(diào)度所閉塞聯(lián)鎖列控系統(tǒng)占用檢查

2、鐵路信號(hào)系統(tǒng)速度限制曲線目標(biāo)停車點(diǎn)時(shí)速(km/h)目標(biāo)停車點(diǎn)為了提高行車效率，將鋼軌線路劃分為1km~2km左右長(zhǎng)度的區(qū)段，區(qū)段內(nèi)裝設(shè)占用檢查設(shè)備，實(shí)現(xiàn)該區(qū)域內(nèi)的列車占用檢查。

3、CTCS-2區(qū)段追蹤運(yùn)行模擬軌道電路是信號(hào)基礎(chǔ)安全設(shè)備，軌道電路是利用鋼軌作為導(dǎo)體構(gòu)成的電路系統(tǒng)，通過(guò)列車輪對(duì)與鋼軌接觸形成電氣短路，引起接收端電氣狀態(tài)變化實(shí)現(xiàn)區(qū)段占用空閑檢查。列控系統(tǒng)聯(lián)鎖系統(tǒng)指揮系統(tǒng)1、通過(guò)列車輪對(duì)短路鋼軌引起接收端電氣狀態(tài)變化實(shí)現(xiàn)區(qū)段占用空閑檢查3、通過(guò)鋼軌電氣斷離造成的電氣狀態(tài)變化實(shí)現(xiàn)鋼軌完整性檢查2、通過(guò)鋼軌回路，向車載設(shè)備傳遞控制信息

4、什么是軌道電路軌道電路的外接口

4、什么是軌道電路電氣化鐵路為了檢查線路占用，美國(guó)人魯賓遜1870年發(fā)明了軌道電路，

從此誕生了鐵路自動(dòng)信號(hào)。提高分路效果傳送控制信息斷軌檢查提升安全性擴(kuò)大適用性線路占用檢查

25Hz相敏75Hz高壓不對(duì)稱4信息國(guó)產(chǎn)移頻8信息國(guó)產(chǎn)移頻18信息國(guó)產(chǎn)移頻18信息無(wú)絕緣UM71ZPW-2000A站內(nèi)ZPW-2000A軌道電路發(fā)展各關(guān)鍵階段

5、軌道電路發(fā)展蘇聯(lián)、日本法國(guó)、日本1956~20031989年2002年2010年9按絕緣方劃分：

6、

軌道電路分類有絕緣方式：無(wú)絕緣方式：軌道電路信號(hào)電流軌道電路信號(hào)電流10按信號(hào)類型劃分：

6、

軌道電路分類工頻軌道電路25Hz相敏軌道電路音頻軌道電路脈沖軌道電路按信息傳送內(nèi)容劃分：模擬軌道電路數(shù)字軌道電路11

6、軌道電路特點(diǎn)18世紀(jì)70年代發(fā)明軌道電路,拉開了鐵路信號(hào)自動(dòng)化控制的序幕，至今已經(jīng)有140多年，其經(jīng)歷了從機(jī)械→電氣→電子等幾個(gè)發(fā)展階段,軌道電路“長(zhǎng)壽”的秘訣是什么？歸納如下八個(gè)特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：操作簡(jiǎn)單、易于設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維護(hù)。（2）實(shí)時(shí)不間斷的檢測(cè)：實(shí)時(shí)地反映占用狀態(tài)。（3）環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)：符合全天候、全區(qū)域作業(yè)特點(diǎn)。（4）中斷后快速啟動(dòng)：失電后可以迅速重新啟動(dòng)，不許認(rèn)為干預(yù)。（5）固有的“故障-安全”特性：其工作具備“故障-安全”原則。（6）精準(zhǔn)的定位：以機(jī)械絕緣節(jié)為界，定位邊界精準(zhǔn)。（7）連續(xù)控制信息實(shí)時(shí)上傳：連續(xù)不間斷的控制信息。（8）鋼軌完整性檢查：唯一具備實(shí)時(shí)檢查鋼軌完整性功能的系統(tǒng)。鐵道部統(tǒng)一發(fā)展ZPW-2000系列軌道電路后，我院軌道電路在全路的工程中全面推廣，目前在中國(guó)市場(chǎng)分額達(dá)到95%：既有線應(yīng)用近3萬(wàn)公里。所有的客運(yùn)專線（僅石太除外）均裝備ZPW-2000A軌道電路，達(dá)1萬(wàn)公里。從近年的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、便于維護(hù)、管理，鐵道部技術(shù)政策傾向于減少軌道電路的類型，發(fā)展統(tǒng)一的制式。既有線區(qū)間采用ZPW-2000系列，站內(nèi)主要是25Hz相敏軌道電路，很快站內(nèi)將由脈沖軌道電路替代。客運(yùn)專線區(qū)間和站內(nèi)統(tǒng)一采用ZPW-2000系列，新研制的ZPW-2000A站內(nèi)軌道電路將成為唯一的站內(nèi)統(tǒng)一制式。

6、我國(guó)軌道電路應(yīng)用現(xiàn)狀把握新的市場(chǎng)需求+準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)=實(shí)現(xiàn)技術(shù)變革ZPW-2000軌道電路的三部曲1414

二ZPW-2000A軌道電路介紹15（1）關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)電源：DC24V載頻：8種，4種用于上行線，4種用于下行線低頻：18種，作為向車載傳送的控制信息，表示不同含義與車載通信：電流感應(yīng)，單向，地面－－＞車鋼軌短路電流：500mA區(qū)段分割方式：電氣絕緣（區(qū)間），機(jī)械絕緣（站內(nèi)）電纜長(zhǎng)度：10km（適用于站間距20km的區(qū)間線路）軌道電路長(zhǎng)度1500m防雷系統(tǒng)：鋼軌線路間橫向連接且接地發(fā)送器冗余方式：N+1(或1備1)接收器冗余方式：成對(duì)雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)用受控方式：繼電編碼（或CAN總線）執(zhí)行輸出：JWXC-1700安全繼電器1系統(tǒng)構(gòu)成1系統(tǒng)構(gòu)成（2）區(qū)間無(wú)絕緣方式軌道電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)諧區(qū)實(shí)現(xiàn)區(qū)段間的電氣隔離

等間距布置電容完成對(duì)鋼軌通道的無(wú)功補(bǔ)償。17主要設(shè)備（3）站內(nèi)有絕緣方式軌道電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)區(qū)段間用機(jī)械絕緣節(jié)分割，室內(nèi)設(shè)備與區(qū)間無(wú)絕緣軌道電路相同。18主要設(shè)備室外設(shè)備：調(diào)諧匹配單元：①相鄰區(qū)段隔離；②電纜與鋼軌匹配連接。空心線圈：①穩(wěn)定電氣絕緣節(jié)阻抗；②平衡電氣化牽引回流；③輔助進(jìn)行防雷接地。站內(nèi)匹配變壓器①車站內(nèi)電纜與鋼軌匹配連接（4）設(shè)備構(gòu)成19主要設(shè)備

室內(nèi)設(shè)備機(jī)柜：裝設(shè)發(fā)送器、接收器和衰耗冗余控制器發(fā)送器：按控制要求輸出移頻鍵控信號(hào)。接收器：對(duì)鋼軌引入信號(hào)進(jìn)行解析、判斷，輸出區(qū)段狀態(tài)。衰耗冗余控制器：完成接收信號(hào)的調(diào)整；實(shí)現(xiàn)主備發(fā)送器的切換。（4）設(shè)備構(gòu)成軌道電路20主要設(shè)備

模擬網(wǎng)絡(luò)：模擬傳輸電纜電氣特性，實(shí)現(xiàn)不同位置裝設(shè)的軌道電路呈現(xiàn)一致電氣特性；完成通過(guò)電纜進(jìn)入室內(nèi)的縱向雷電干擾的抑制。（4）設(shè)備構(gòu)成21機(jī)械絕緣節(jié)的作用：2電氣絕緣節(jié)原理說(shuō)明1、截?cái)啾緟^(qū)段信號(hào)進(jìn)入相鄰區(qū)段2、不短路本區(qū)段信號(hào)，使其將信號(hào)經(jīng)鋼軌送至接收端軌道電路信號(hào)電流發(fā)送端信號(hào)源接收端接收器22電氣絕緣節(jié)絕緣節(jié)如何實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)功能呢？2電氣絕緣節(jié)原理說(shuō)明軌道電路信號(hào)電流1、截?cái)啾緟^(qū)段信號(hào)進(jìn)入相鄰區(qū)段發(fā)送端信號(hào)源接收端接收器短路2、不短路本區(qū)段信號(hào)，使其將信號(hào)經(jīng)鋼軌送至接收端29m調(diào)諧區(qū)?發(fā)送端信號(hào)源頻率響應(yīng)2電氣絕緣節(jié)原理說(shuō)明調(diào)諧單元A2300Hz調(diào)諧單元B1700HzFA2300HzFB1700Hz對(duì)FA等效電路2300Hz對(duì)FB等效電路1700HzA區(qū)段信號(hào)B區(qū)段信號(hào)A區(qū)段B區(qū)段模糊區(qū)B信號(hào)源A接收器A信號(hào)源構(gòu)成小軌道，由相鄰接收器完成信號(hào)識(shí)別3基于調(diào)諧區(qū)的小軌道電路GJ吸起的條件：主軌道信號(hào)量滿足吸起門限XGJ,XGJH條件具備小軌道最為本區(qū)段主軌道部分前方的延續(xù)段3基于調(diào)諧區(qū)的小軌道電路國(guó)產(chǎn)移頻幾次重大事故

11997年4月28日，上海局新橋車站軌道電路鋼軌接地故障，列車喪失占用檢查，信號(hào)機(jī)失去防護(hù)功能。

21998年濟(jì)南局鋼軌扣件與待更換長(zhǎng)軌相碰，導(dǎo)致喪失列車占用檢查，信號(hào)機(jī)失去防護(hù)功能。

32000年10月下旬，鄭州東—蒲田間，鋼軌斷軌分離，國(guó)產(chǎn)移頻軌道電路不能檢查，信號(hào)機(jī)失去防護(hù)功能，造成運(yùn)行客車脫軌重大事故。

42000年10月下旬，南昌局工務(wù)維修中拆除一根鋼軌，軌道電路不能檢查，信號(hào)機(jī)失去防護(hù)功能，再次造成運(yùn)行客車脫軌重大事故。4鋼軌補(bǔ)償?shù)淖饔?鋼軌補(bǔ)償?shù)淖饔猛ㄟ^(guò)外部連接構(gòu)成信號(hào)回路，喪失斷軌檢查4鋼軌補(bǔ)償?shù)淖饔贸捎谜{(diào)諧式電氣絕緣節(jié)外，在鋼軌上安裝補(bǔ)償電容是ZPW(UM)系列的第二大特點(diǎn)，補(bǔ)償電容減小了信號(hào)在鋼軌中的損耗，對(duì)于軌道電路的調(diào)整、分路、機(jī)車信號(hào)、斷軌各種狀態(tài)下的功能實(shí)現(xiàn)和檢查均起到了顯著的提升作用。各種頻率軌道電路選用容值：1700Hz55uF2000Hz50uF2300Hz46uF2600Hz40uF客專：25uF有電容補(bǔ)償和無(wú)電容補(bǔ)償軌面電壓比較，衰耗相差14倍4鋼軌補(bǔ)償?shù)淖饔梅览兹腚娎|入“電纜模擬網(wǎng)絡(luò)”可視為室外電纜的一個(gè)延續(xù)。電纜模擬網(wǎng)絡(luò)按0.5、0.5、1、2、2、2*2km六節(jié)對(duì)稱π型網(wǎng)絡(luò)，以便串接構(gòu)成0-10km按0.5km間隔任意設(shè)置補(bǔ)償模擬電纜值5電纜模擬的作用發(fā)送器“N+1”冗余是多臺(tái)發(fā)送器熱備一臺(tái)發(fā)送器，每臺(tái)發(fā)送器輸出FBJ，表征自身的正常工作診斷結(jié)果，故障后，通過(guò)FBJ接點(diǎn)，將通道導(dǎo)接至“+1FS”，需要切換的電路包括：載頻條件低頻條件發(fā)送電平級(jí)客專后采用1+1，是N+1的一個(gè)特例6發(fā)送器的N+1冗余雙機(jī)原理框圖接收器外線連接7接收器的成對(duì)雙機(jī)并用系統(tǒng)框圖—防雷環(huán)節(jié)防雷變壓器~280V~75V~75V電化區(qū)段：~385*2非電化區(qū)段：~280V或275v8系統(tǒng)的防雷

三多特征脈沖軌道電路3535列車壓入后，區(qū)段占用不能得到檢查，將導(dǎo)致聯(lián)鎖、列控、CTC等上層系統(tǒng)防護(hù)功能實(shí)效，出現(xiàn)危險(xiǎn)。脈沖軌道電路通過(guò)周期性的觸發(fā)儲(chǔ)能電容放電，形成周期不對(duì)稱脈沖信號(hào)，占空比約100：1，鋼軌上瞬間功率最大能夠達(dá)到近萬(wàn)瓦（100V、100A），適于解決分路不良。系統(tǒng)頻率類型增加到4個(gè)，通過(guò)循環(huán)校驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)脈沖出現(xiàn)時(shí)機(jī)的判斷，保留了脈沖峰頭和峰位比例特征，擴(kuò)展了特征量，故稱之為“多特征”，應(yīng)用中，相鄰區(qū)段除極性交叉外，頻率間隔設(shè)置。脈沖發(fā)送器軌道變壓器脈沖接收器（8路雙機(jī)并聯(lián)）通用衰耗器電碼化脈沖隔離盒脈沖接收器（8路雙機(jī)并聯(lián)）具有與上位機(jī)通信接口（CAN*2）具有以繼電器輸出接口（1700Ω）標(biāo)準(zhǔn)組匣能安裝于既有繼電器組合信息顯示窗口，電壓、頭尾比顯示具有防護(hù)移頻能力，可直接疊加

四ZPW-2000A站內(nèi)軌道電路基于ZPW-2000A軌道電路技術(shù)，結(jié)合脈沖和移頻軌道電路技術(shù)，全面提升站內(nèi)安全性，全面提升站內(nèi)軌道電路技術(shù)水平，構(gòu)造新系統(tǒng)，一并克服站內(nèi)幾十年的難題：（1）解決站內(nèi)分路不良（2）絕緣破損檢查（3）斷軌及扼流單端斷線檢查（4）股道雙端回流（5）改善岔區(qū)彎股跳線缺失后的分路性能

新型的移頻與脈沖信號(hào)混合制式軌道電路4141

新型的移頻與脈沖信號(hào)混合制式軌道電路兩種信號(hào)判斷結(jié)果按照“與”邏輯關(guān)系驅(qū)動(dòng)軌道繼電器同制式軌道電路移頻信號(hào)移頻+脈沖混合信號(hào)兩種信號(hào)通過(guò)共同通道傳輸新型的移頻與脈沖信號(hào)混合制式軌道電路ZPW-2000A站內(nèi)軌道電路系統(tǒng)構(gòu)成解決分路不良絕緣破損檢查道岔分支跳線斷線機(jī)車信號(hào)發(fā)碼斷軌扼流斷線檢查

移頻信號(hào)

脈沖信號(hào)占用檢查兩種信號(hào)按照“與”關(guān)系工作，充分發(fā)揮兩種信號(hào)的各自優(yōu)勢(shì)，提高軌道電路安全性，彌補(bǔ)單一信號(hào)軌道電路功能上的不足。2010年9月至今：武漢局下辛店進(jìn)行全站試驗(yàn)，后續(xù)將進(jìn)入工程推廣，必將成為我國(guó)站內(nèi)軌道電路的一個(gè)“里程碑”，新型的移頻與脈沖信號(hào)混合制式軌道電路

五電氣化區(qū)段的運(yùn)用及特點(diǎn)在ZPW-2000A軌道電路系統(tǒng)中，采用等電位連接方法保護(hù)線路作業(yè)人員和設(shè)備安全。（1）軌條間等電位在ZPW-2000A區(qū)段調(diào)諧區(qū)內(nèi)空心線圈設(shè)備，對(duì)于50Hz阻抗小于10mΩ，作為兩鋼軌條間的等電位連接，保證鋼軌存在不平衡時(shí)，軌旁設(shè)備及軌道作業(yè)人員安全；從另一角度，牽引電流每經(jīng)過(guò)一次調(diào)諧區(qū)完成牽引電流的平衡。1、連接線定義及作用U0=0U0=0U0=0U0（2）線路間等電位兩線路間設(shè)置等電位連接，實(shí)現(xiàn)兩條線路的牽引電流均流，降低線路間電位差?！昂?jiǎn)單橫向連接是一種兩軌道間的等電位連接”。（3）線路對(duì)地等電位完全橫向連接是一種軌道間接地式等電位連接。完成線路間等電位，還起到與大地的等電位連接作用。上述各種連接線，共同點(diǎn)是“等電位”，歸納為：同線路兩條鋼軌間采用空心線圈等電位；線路間通過(guò)橫向連接等電位；線路與大地通過(guò)完全橫向連接接地等電位。這些連接在等電位的同時(shí)，均成為鋼軌電流均流的通道，電力系統(tǒng)中，回流線經(jīng)過(guò)一定距離后需要接地和進(jìn)行橫向連接，這些連接使原本各自獨(dú)立的鋼軌、回流線及大地構(gòu)成了一個(gè)網(wǎng)狀的接地回流系統(tǒng)。2、四線區(qū)段等電位及回流的均衡四線設(shè)置連接時(shí)仍需考慮:軌條——軌條利用空心線圈線路——線路利用橫向連接線路——大地利用接地每?jī)蓷l相鄰的線路間必須設(shè)置等電位線，即：1線與2線、2線與3線、3線與4線，而且每條線路必須設(shè)置接地點(diǎn)，因此將四條線路連接在一起。4線并行有相同方向軌道電路載頻并行且存在連接，通過(guò)這些連接線或空間的電磁場(chǎng)形成干擾，需進(jìn)行分析及防護(hù)，是本項(xiàng)目針對(duì)干擾的研究部分。一個(gè)完整的四線連接的剖面圖一、橫向連接類型1．簡(jiǎn)單橫向連接：兩軌道間的等電位連接,不直接接地（通過(guò)防雷元件接地）。2．完全橫向連接：兩軌道間的等電位連接,并接地。3．用于牽引電流返