軌道電路04講解

城市軌道交通專業(yè)教學(xué)資源庫城市軌道交通專用通信設(shè)備維護課程城市軌道交通專業(yè)教學(xué)資源庫軌道電路第四節(jié)移頻軌道電路1.移頻軌道電路4四、移頻軌道電路移頻軌道電路是移頻自動閉塞的基礎(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FC搬移到較高頻率上，以形成振幅不變，頻率隨低頻信號的幅度作周期性變化的調(diào)頻信號。將此信號用鋼軌作為傳輸通道來控制通過信號機的顯示，達到自動指揮列車運行的目的。其移頻信號波形如下圖。從圖中可以看出，調(diào)頻信號的變化規(guī)律，是以載頻信號f0為中心，作上、下邊頻偏移。當(dāng)?shù)皖l調(diào)制信號輸出低電位時，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)制信號輸出高電位時，載頻向上偏移，為f2=f0+Δf，叫高端載頻或上邊頻?？梢姡{(diào)頻信號是受低頻信號的調(diào)制而作上、下邊頻的交替變化，兩者在單位時間內(nèi)變化的次數(shù)與低頻調(diào)制信號的頻率相同。1.移頻軌道電路5四、移頻軌道電路uuuuwtwtwtwt低頻信號整形后的低頻信號載頻信號移頻信號移頻信號波形圖2.UM71軌道電路6四、移頻軌道電路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2.UM71軌道電路7四、移頻軌道電路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（1）設(shè)備組成2.UM71軌道電路8四、移頻軌道電路（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償電容組成。（2）技術(shù)指標載頻：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。（3）主要缺點調(diào)諧區(qū)內(nèi)不能實現(xiàn)斷軌檢查。2.UM71軌道電路9四、移頻軌道電路（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，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，將信號送到接收器RE中，接收器將調(diào)制信號進行解調(diào)放大后，動作軌道繼電器，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)機車接收線圈接收送給TVM-300系統(tǒng)，供機車信號、速度監(jiān)控使用。2.UM71軌道電路10四、移頻軌道電路（5）電氣絕緣節(jié)a.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)，實現(xiàn)相鄰軌道電路的隔離。2.UM71軌道電路11四、移頻軌道電路（5）電氣絕緣節(jié)b.工作原理調(diào)諧區(qū)對于本區(qū)段載頻呈現(xiàn)很高的阻抗（極阻抗），利于本區(qū)段信號的傳輸和接收；對于相鄰區(qū)段載頻信號呈現(xiàn)很低的阻抗（零阻抗），可靠地短路相鄰區(qū)段信號，防止越區(qū)傳輸。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路12四、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補償電容CBG1/CBG2無絕緣移頻自動閉塞機柜ZPW·G-2000A空芯線圈防雷單元ZPW·ULG鋼軌引接線3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路13四、移頻軌道電路（1）組成a.發(fā)生器用于產(chǎn)生高精度、高穩(wěn)定、一定功率的移頻信號。系統(tǒng)采用發(fā)送N+1冗余方式。故障時，通過FBJ接點轉(zhuǎn)至“＋1”FS。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路14四、移頻軌道電路（1）組成a.發(fā)送器載頻頻率下行：1700-11701.4Hz上行：2000－12001.4Hz1700-21698.7Hz2000－21998.7Hz2300-12301.4Hz2600－1

2601.4Hz2300-22298.7Hz2600－22598.7Hz頻偏：±11Hz輸出功率：不小于70W低頻頻率：10.3+n×1.1Hz，n=0～17即：

10.3Hz、11.4Hz、12.5Hz、13.6Hz、14.7Hz、15.8Hz、16.9Hz、18Hz、19.1Hz、20.2Hz、21.3Hz、22.4Hz、23.5Hz、24.6Hz、25.7Hz、26.8Hz、27.9Hz、29Hz。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路15四、移頻軌道電路（1）組成b.接收器接收器用于接收主軌道電路信號,并在檢查所屬調(diào)諧區(qū)短小軌道電路狀態(tài)(XGJ、XGJH)條件下動作本軌道電路的軌道繼電器(GJ)。同時接收器還接收相鄰區(qū)段所屬調(diào)諧區(qū)小軌道電路信號,向相鄰區(qū)段輸出小軌道電路狀態(tài)(XG、XGH)條件。由此可見在ZPW2000系統(tǒng)中,一個閉塞分區(qū)由兩段軌道電路組成:主軌道電路+小軌道電路,且小軌道電路信息交由次區(qū)段接收器接收處理。系統(tǒng)采用接收器成對雙機并聯(lián)冗余方式。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路16四、移頻軌道電路（1）組成c.衰耗盤用于實現(xiàn)主軌道電路、小軌道電路的調(diào)整。給出發(fā)送和接收器故障、軌道占用表示及其它有關(guān)發(fā)送、接收用＋24V電源電壓、發(fā)送功出電壓、接收GJ、XGJ測試條件等。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路17四、移頻軌道電路（1）組成d.防雷電纜模擬網(wǎng)絡(luò)盤

電纜模擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)在防雷電纜模擬網(wǎng)絡(luò)盤內(nèi)，按0.5、0.5、1、2、2、2×2km六節(jié)設(shè)計，用于對SPT電纜長度的補償，電纜與電纜模擬網(wǎng)絡(luò)補償長度之和為10km，以便于軌道電路的調(diào)整和構(gòu)成改變列車運行方向。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路18四、移頻軌道電路（1）組成e.匹配變壓器用于鋼軌對SPT電纜的匹配連接。變比為1：9。匹配變壓器實物圖匹配變壓器原理圖3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路19四、移頻軌道電路（1）組成f.調(diào)諧單元：參與電氣絕緣節(jié)工作。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路20四、移頻軌道電路（1）組成g.空芯線圈：逐段平衡兩鋼軌的牽引電流回流，實現(xiàn)上下行線路間的等電位連接，改善電氣絕緣節(jié)的Q值，保證工作穩(wěn)定性。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路21四、移頻軌道電路（1）組成g.空芯線圈：調(diào)諧區(qū)(電氣絕緣節(jié))

調(diào)諧區(qū)既電氣絕緣節(jié)，除車站進出站口交界點外，各閉塞分區(qū)分界點均設(shè)電氣絕緣節(jié)。調(diào)諧區(qū)按29m長設(shè)計，它由調(diào)諧單元（稱BA）及空心線圈（稱SVA）組成。其參數(shù)保持原“UM71”參數(shù)，功能是實現(xiàn)兩相鄰軌道電路電氣隔離。空芯線圈非電氣絕緣節(jié)的必須元件，該系統(tǒng)在每一個軌道電路區(qū)段亦設(shè)置一個空芯線圈目的是對50Hz形成較低的阻抗，對不平衡電流電勢起到短路、平衡作用。另外，該線圈若設(shè)在調(diào)諧區(qū)中間，適當(dāng)確定參數(shù)，可起到改善調(diào)諧區(qū)阻抗作用。該線圈也可用作復(fù)線區(qū)段，上下行線路間等電位連接、渡線絕緣兩端牽引電流平衡以及防雷接地等作用。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路22四、移頻軌道電路（1）組成g.空芯線圈：機械絕緣節(jié)在車站的進出站口交界處設(shè)機械絕緣節(jié)，由“機械絕緣節(jié)空心線圈”（稱SVA’）與調(diào)諧單元并接而成，其節(jié)特性與電氣絕緣節(jié)相同。在車站進出站口交界處的原絕緣節(jié)上再并聯(lián)BA、SVA’目的是使該軌道電路與電氣絕緣節(jié)軌道電路有相同的傳輸參數(shù)和傳輸長度。根據(jù)29m調(diào)諧區(qū)四種載頻的綜合阻抗值，設(shè)計SVA’并將該SVA’與BA并聯(lián)，能獲得較好的預(yù)期效果。機械絕緣節(jié)空心線圈的結(jié)構(gòu)特征與空心線圈一致。機械絕緣空心線圈按頻率(1700Hz、2000HZ、2300Hz、2600㈠z)分為四種，安裝在機械絕緣節(jié)軌道邊的基礎(chǔ)樁上與相應(yīng)頻率調(diào)諧單元相并聯(lián)，使電氣絕緣節(jié)-機械絕緣節(jié)間軌道電路的傳輸長度與電氣絕緣節(jié)-電氣絕緣節(jié)間軌道電路的傳輸長度相同。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路23四、移頻軌道電路（1）組成h.補償電容：為抵消鋼軌電感對移頻信號傳輸?shù)挠绊?，采取在軌道電路中，分段加裝補償電容的方法，使鋼軌對移頻信號的傳輸趨于阻性，接收端能夠獲得較大的信號能量。另外，加裝補償電容能夠?qū)崿F(xiàn)鋼軌斷軌檢查。在鋼軌兩端對地不平衡條件下，能夠保證列車分路。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路24四、移頻軌道電路（1）組成h.補償電容：由于60kg重1435mm軌距的鋼軌電感為1.3Μh/m，同時每米約有幾個pf電容。對于1700、2300Hz的移頻信號，鋼軌呈現(xiàn)較高的感抗值。該值大大高于道碴電阻時，對軌道電路信號的傳輸產(chǎn)生較大的影響。為此，需在兩鋼軌間等距離加補償電容。采取分段加補償電容的方法，減弱電感的影響。其補償原理可理解為將每補償段鋼軌L與電容C視為串聯(lián)諧振，補償電容設(shè)置密度加大，有利于改善列車分路，減少軌道電路中列車分路電流的波動范圍，有利于延長軌道電路傳輸長度，過密設(shè)置又增加了成本，帶來維修的不便，要適當(dāng)考慮。補償電容的沒置方式宜采用“等間距法”，即將無絕緣軌道電路兩端BA間的距離L按補償電容總量N等分，其步長△=L/N。軌道電路兩端按半步長△/2,中間按全步長△設(shè)置電容，以獲得最佳傳輸效果。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路25四、移頻軌道電路（1）組成i.室內(nèi)防雷室內(nèi)防雷采用縱向與橫向雷電防護。防雷設(shè)備設(shè)在電纜模擬網(wǎng)絡(luò)盒內(nèi)，縱向為低轉(zhuǎn)移系數(shù)的防雷變壓器，橫向為帶劣化顯示的壓敏電阻。傳輸電纜采用SPT型鐵路信號數(shù)字電纜，線徑為1.0mm，總長10km。

SPT數(shù)字電纜能實現(xiàn)1MHz(模擬信號)、2Mbit/s(數(shù)字信號)以及額定電壓交流750V或直流1100V及以下鐵路信號系統(tǒng)中有關(guān)設(shè)備和控制裝置之間的聯(lián)接，傳輸系統(tǒng)控制信息及電能?？稍阼F路電氣化和非電氣化區(qū)段使用。j.調(diào)諧區(qū)設(shè)備與鋼軌間的引接線調(diào)諧區(qū)設(shè)備與鋼軌間連接由3700mm、2000mm鋼包銅引接線各兩根構(gòu)成。分別用于調(diào)諧單元、空心線圈、機械絕緣節(jié)空心線圈等設(shè)備與鋼軌間的連接。k.室外防雷防雷系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成：室外防雷、室內(nèi)防雷。室外橫向防雷設(shè)在匹配變壓器內(nèi)，為壓敏電阻?？v向防雷設(shè)在空心線圈處，通過中心抽頭接地。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路26四、移頻軌道電路（2）ZPW2000軌道電路工作原理圖3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路27四、移頻軌道電路（3）ZPW-2000A型無絕緣軌道電路工作原理：

a.ZPW-2000A型無絕緣軌道電路分為主軌道電路和調(diào)諧區(qū)小軌道電路兩部分，小軌道電路視為列車運行前方主軌道電路的所屬“延續(xù)段”。

b.主軌道電路的發(fā)送器由編碼條件控制產(chǎn)生表示不同含義的低頻調(diào)制的移頻信號，該信號經(jīng)電纜通道（實際電纜和模擬電纜）傳給匹配變壓器及調(diào)諧單元，因為鋼軌是無絕緣的，該信號既向主軌道傳送，也向調(diào)諧區(qū)小軌道傳送，主軌道信號經(jīng)鋼軌送到軌道電路受電端，然后經(jīng)調(diào)諧單元、匹配變壓器、電纜通道，將信號傳至本區(qū)段接收器。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路28四、移頻軌道電路（3）ZPW-2000A型無絕緣軌道電路工作原理：c.接收器一方面對主軌道電路移頻信號進行解調(diào)，同時配合與送電端相連接的本區(qū)段調(diào)諧區(qū)小軌道電路檢查條件（由運行前方區(qū)段接收端送來的XGJ、XGJH條件）動作本區(qū)段軌道繼電器。另一方面接收器還對小軌道電路信號進行解調(diào)，給出小軌道執(zhí)行條件（XG、XGH），經(jīng)衰耗盤送至相鄰區(qū)段接收器。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路29四、移頻軌道電路（3）ZPW-2000A型無絕緣軌道電路工作原理：c.ZPW-2000A型無絕緣軌道電路同UM71軌道電路基本相同，只是在調(diào)諧區(qū)內(nèi)增加了小軌道電路，用來實現(xiàn)無絕緣軌道電路全程斷軌檢查，避免了UM71軌道電路調(diào)諧區(qū)存在的“死區(qū)段”（它的“死區(qū)段”只有調(diào)諧區(qū)內(nèi)小于5米的一小節(jié)）從而大大地提高了軌道電路的安全性、傳輸性、穩(wěn)定性。ZPW-2000A型無絕緣軌道電路分為主軌道電路和調(diào)諧區(qū)小軌道電路電路兩部分，并將小軌道電路看作是列車運行方向主軌道電路的“延續(xù)段”。主軌道電路發(fā)送器產(chǎn)生的移頻信號既向主軌道傳送，也向調(diào)諧區(qū)小軌道電路傳送。主軌道信號經(jīng)過鋼軌送到軌道電路受電端，然后經(jīng)調(diào)諧單元、匹配變壓器、電纜通道，將信號傳到本區(qū)段接收器。調(diào)諧區(qū)小軌道信號由運行前方相鄰軌道電路接收器處理，并將處理結(jié)果形成的小軌道電路執(zhí)行條件送到本軌道電路接收器，做為軌道繼電器勵磁的必要檢查條件之一。本區(qū)段接收器同時接收到主軌道移頻信號及小軌道電路繼電器執(zhí)行條件，判斷無誤后驅(qū)動軌道電路繼電器吸