电气化区段的轨道电路.doc

轨道电路有关知识及V型地线原理培训教案第一部分轨道电路知识一、轨道电路的组成原理1、组成：由送电端、线路、受电端等组成。如下图2、基本工作原理：（如图）平时，列车未进入轨道电路，即线路空闲时，电流流过轨端继电器线圈，使它保持在吸起状态，接通信号机绿灯电路。当列车进入轨道电路，即线路被占用时，电流同时通过轮对和轨道继电器，由于轮对电阻比轨道继电器线圈电阻小得多，形成很大的分流作用，并使电源输出电流显著加大，限流电阻RX上的压降随之增加，送向两根钢轨间的电压降低，因而流经轨道继电器的电流减少到它的落下值，使轨道继电器释放衔铁，用轨道继电器的后接点接通信号机红灯电路。3、要求：1）当轨道电路空闲且设备良好时，轨道继电器衔铁应可靠吸起。2) 轨道电路在任意点被列车占用时，即使只有一个轮对进入轨道电路，轨道继电器应立即释放衔铁。3) 当轨道电路不完整时，断轨、断线或绝缘破损，轨道继电器应立即释放衔铁，并关闭信号。4) 对某些轨道电路，还应实现由轨道向机车传递信息的要求。二、牵引电流对信号设备的干扰电力牵引的供电回路是接触网和钢轨作为工作导线的非对称制供电回路。由于钢轨对大地的绝缘程度极低，回归的牵引电流分成两部分：一部分电流沿钢轨流通，另一部分电流沿大地流通。牵引电流对沿线的信号设备直接产生干扰。在单相工频25交流制电力牵引区段的接触网周围空间产生连续分布的交变电磁场，因此在铁路沿线设置的各种信号设备上，会产生对在大地的电位和纵电动势，同时各种信号电路内会导致感应电流的出现。因此，电磁影响对沿线的信号设及其维修产生干扰。三、电气化区段对轨道电路的基本要求1、必须采用非工频轨道电路我国铁路电气化区段均采用工频50HZ牵引电流供电，两根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，以钢轨作为传输信道的轨道电路必段采用非工频制式的轨道电路，且该制式对50HZ牵引电流的基波及其谐波干扰应具备有效可靠的防护措施，以保证轨道电路设备安全可靠地工作。2、各轨道电路应采双扼流双轨条轨道电路电气区段轨道电路分为双轨条轨道电路和单轨条轨道电路。双轨条轨道电路用扼流变压器沟通牵引电流成双轨条回流，轨道电路处于平衡状态，便于实现站内电码化，适用于站内正线和区间。单轨条轨道电路用一条Z型连接线沟通牵引电流，一根轨条通过牵引电流和信号电流，另一根轨条仅通过信号电流，轨道电路处于不平衡状态，工作可靠性差，且易造成站内电码化串码、掉码。因此，铁路信号设计规范规定：“区间及站内各轨道区段应采用双扼流双轨条轨道电路”。3、轨道电路的区段上，吸上线或PW保护线应接至扼流变压器中心端子板上。牵引供电系统用作回流的线路，在双轨条轨道电路区段应接入扼流变压器中心，为牵引电流提供畅通的通道，以免造成轨道电路不平衡，影响设备正常使用。4、为了确保交叉渡线上轨道电路和机车信号设备能正常工作，当交叉渡线上轨道电路机车信号设备能正常工作，当交叉渡线上两根轨道都通过牵引电流时，该交叉渡线上应增加绝缘节，将上、下两道岔区段完全隔开。5、接触网的杆塔地线、桥梁等建筑物地线不得直接与设有轨道电路钢轨相连接，也不应接至扼流变压器的中心点。目前大多数接触网杆塔地线都是经火花间隙接至钢轨。一种情况是，火花间隙漏泄造成的短期稳态干扰，这类干扰引起的不平衡电流为40A左右。另一种情况是，接触网通过火花间隙向单侧钢轨闪络放电所引起，在单侧轨中产生的瞬态不平衡电流可达数百安至上千安，持续时间短，但因瞬态能量极大，可能引起信号设备烧毁。所以不允许杆塔地线经火花间隙接钢轨，要求接触网设架空地线。接触网的杆塔地线直接接至钢轨，会造成两轨条内电流严重不平衡，影响轨道电路的正常工作，这是不允许的。对因条件限制，接触网目前尚未架设地线时，杆塔必须经火花间隙接至钢轨或扼流变压器中心，其接至钢轨的连接线，不得埋入土内或被水浸泡；6、由接触网供电作为车站电源的25KV变压器的回流线，在附近轨道电路无扼流变压器的情况下，可在轨道电路上加设扼流变压器，并将供电变压器的回流线接至扼流器的中心端子板，使电流经轨钢和回流线返回牵引变电所。四、轨道电路的不平衡电流对信号设备的影响不平衡电流对轨道电路的干扰，可分为稳定干扰和冲击干扰两种情况。稳定干扰是牵引网供电系统正常供电时，由于列车位移和列车所需电流的改变，钢轨线路上每一轨道电路区段随时间和列车运行状态而改变所受到的干扰。冲击干扰是机车升弓和牵引网短路时所受到的干扰。在电力机车升弓空载投入主变压器时，牵引电流回路中，出现冲击电流。由于这个瞬态的50HZ电流波形中含有很强的谐波分量，在特定条件下，能使轨道继电器错误动作。在接触网或电车机车组的绝缘破损时，牵引网将处于短路状态，并且出现短时间的强大的电流脉冲。在短时间内的强大电流通过扼流变压器的半边线圈时，在两次产生高电压，可能熔断保险丝或烧损设备。第二部分V型地线原理V形天窗是指双线区段上、下行接触网一行停电进行检修作业的方式。在此情况下，由于另一行接触网正常运行，停电进行检修的接触网线路上存在着很大的静电感应电压和电磁感应电压。接触网安全工作规程对接触网V形天窗作业时为消除感应电设置接地线有着很严格的规定。归纳起来主要有：1在V形天窗作业时，作业区段内接触悬挂和附加导线（如架空地线、回流线等）及同杆架设的其它供电线路（如供电线、加强线、低压照明线路、电力线路等）均需停电，并需在两端可靠装设接地线（两地线间距大于1000m时，需增设接地线）。主要目的之一是消除感应电。2若只在接触悬挂部分作业（作业人员不得越过与水平拉杆悬式绝缘子和平腕臂、斜腕臂棒式绝缘子，也不能攀登支柱超过斜腕臂底座以下500mm处），不侵入附加导线及同杆架设的其它供电线路的安全距离（作业人员包括所持的机具、材料、零部件等与周围带电设备的距离在25kv电压等级时不得小于1000mm），从感应电产生的原理分析，可不对附加悬挂及同杆架设的其它供电线路接地，但为了防止作业人员作业中意外接触附加悬挂及同杆架设的其它供电线路情况下发生触电，必须对附加悬挂及同杆架设的其它供电线路也要可靠设置接地线。3在直供加回流或架空地线供电方式的复线区段作业时，为切实消除感应电的危害，作业地点两端（间距不超过1000m）的接触悬挂和回流线或架空地线上均需接地线（V形地线），在有与接触网同杆架设的其它线路如供电线时，供电线必须停电并挂接地线，目的是防止外来电、消除感应电危害，并使作业区内所有导体均成为等电位。其原理如图16所示：从图中可以看出，作业区段两端的地线接好后看起来象字母V，故称之为V形地线。这种接地线法，作业非常安全。当出现向接触网误送电时，两端的A1C1和A2C2接地线立即将接触悬挂与钢轨短接，将电流引入钢轨（大地），保护作业人员不受电击；当回流线或架空地线出现感应电并有电流流过时，两端的B1C1和B2C2接地线立即将回流线或架空地线与钢轨短接，将电流引入钢轨（大地），保护在回流线或架空地线处作业，或有可能侵入回流线或架空地线作业的人员不受电击；若作业人员违章将作业区两端地线跨接到绝缘节两侧时，B1、B2之间的回流线或架空地线又充当了等电位线的作用，将A1、B1、C1、A2、B2、C2六个点等电位，当出现感应电时，由于作业人员处在同一电位点，避免受到电击；当地线保护范围内接触悬挂出现断口时，B1、B2之间的回流线或架空地线充当了短封线，和A1C1、B1C1和A2C2、B2C2接地线将A1、A2两点短接（等电位），使作业人员处在同一电位点，避免受到电击。这种接地线法虽然对作业线路意外出现断口能起到保护作业人员安全的作用，但接触