第三章-轨道电路课件.ppt

第三章轨道电路,是利用钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路，是铁路信号的重要基础设备，它的性能直接影响行车安全和运输效率。3.1轨道电路概述,一、轨道电路的作用监督列车的占用，反映线路的空闲状况，为开放信号，建立进路或构成闭塞提供依据。传递行车信息，如移频自动闭塞利用轨道电路传递不同的频率信息来反映列车的位置，决定通过信号机的显示或决定列车运行的目标速度，从而控制列车运行。,二、轨道电路的基本原理,1.定义：以铁路线路的两根钢轨为导体，两端加以机械绝缘（或电气绝缘），接上送电和受电设备构成的电路。,电流i,2组成,（1）送电端：由轨道电源E和限流电阻RX组成。限流电阻作用：保护电源；保证列车占用时，GJ可靠落下。（2）受电端：由轨道继电器GJ组成，用来接收轨道电路的信号电流。反映轨道的状况。（3）引接线：将送、受电设备直接或通过电缆过轨后接向钢轨。（4）轨端接续线：减小钢轨接头的接触电阻。保持电信息延续。（5）钢轨绝缘：划分各轨道区段两绝缘节之间的钢轨线路称为轨道电路的长度。,3.工作原理：当轨道电路完好且没有列车占用时，GJ吸起，表示轨道电路空闲；当轨道电路被列车占用时，GJ落下，表示轨道电路被占用。三、轨道电路的分类：按电源分：直流轨道电路和交流轨道电路。按工作方式分：开路式轨道电路和闭路式轨道电路（广泛使用）。（开路式：发送和接收在同端，平时GJ；闭路式：发送和接收在两端平时GJ。）,3.按传送的电流特性分：连续式、脉冲式、计数电码式和移频电码式及数字编码式。4.按分割方式分：有绝缘轨道电路(机械绝缘节）和无绝缘轨道电路（电气绝缘节）。5.按使用位置分：区间轨道电路和站内轨道电路。6.按有无道岔分：道岔区段轨道电路和无岔区段轨道电路。7.按适用区段分：非电化区段轨道电路和电化区段轨道电路。8.按利用的轨条数分：双轨条轨道电路和单轨条轨道电路。,四、轨道电路的应用,主要用于区间和车站。区间的轨道电路通常是与自动闭塞制式相一致的轨道电路，按照自动闭塞通过信号机分区，每个闭塞分区就有其轨道电路。（1）自动闭塞区段：每个闭塞分区设有轨道电路。（2）半动闭塞区段：区间长轨道电路；提速区段进站信号机的一接近和二接近轨道电路；（3）区间道口：道口接近轨道电路。,电气集中车站站内轨道电路应用更为广泛。对于电气集中联锁来说，列车（1）列车进路和调车进路都必须安装轨道电路。（2）牵出线、机待线等集中区入口处设不小于25M的轨道电路。,对于机车信号来说，各种制式的区间轨道电路和站内电码化以后的轨道电路，就是其地面发送的设备，也就是信息来源。对于列车超速防护来说，带有编码信息的轨道电路是其车-地之间传输信息的通道之一。,五、站内轨道电路的划分和命名,1轨道电路划分的原则：（1）信号机的内外方应划分为不同的区段。（2）能平行运行的进路应用绝缘将它们分开，形成不同的轨道电路区段。（3）在一个道岔区段内，单动道岔最多不能超过3组复式交分道岔最多不能超过2组。（4）为提高咽喉区使用效率，把轨道电路区段适当划短，但提速后，又不能太短。,2.轨道区段的命名,（1）道岔区段的命名：根据道岔编号命名，如1DG、7DG、9-11DG。（2）无岔区段的命名：股道：以股道号命名，如：IG、3G；进站信号机内方无岔区段：根据所衔接的股道编号加咽喉来表示，如IAG。差置调车信号机之间的无岔区段：以两端相邻的道岔编号写成分数形式来表示，如：1/19DG。,3.2工频交流连续式轨道电路,1.工频交流轨道电路的组成:送电端、受电端、钢轨绝缘、钢轨引接线、钢轨接续线及钢轨组成。,2.工频交流轨道电路的工作原理,电源采用交流，钢轨中传输的是交流，继电器接收的也是交流，但动作GJ线圈的是直流。当轨道电路完整，且无车占用时，交流电源由送电端经钢轨传输至受电端，轨道继电器吸起GJ，表示本轨道电路空闲，此时轨道继电器的端电压应在10.516V之间。当车占用轨道电路时，轨道电路被轮对分路，使轨道继电器端电压低于其工作值，轨道继电器落下GJ，表示本轨道电路被占用。交流残压应小于2.7V。,二、工频交流轨道电路各部件及其作用,1.送电端轨道变压器BG1-50：用于轨道电路供电电；电源由室内供出至I次侧，II次侧接轨道。,轨道变压器,变阻器,送电端变压器箱,2.变阻器R-2.2/220：,阻值为2.2，功率为220W，容许电流为10A。保护电源；保证列车占用时，GJ可靠落下.,2受电端,（1）轨道继电器：GJ，常态，表示本轨道电路空闲；GJ表示本轨道电路被占用（或断轨）。接点号73为7，83为8.7和8接BZ4的II次侧。继电器型号为JZXC-480,（2）中继变压器BZ4：,用于轨道电路受端，与JZXC-480轨道继电器GJ配合使用；I次侧接轨道，II次侧接GJ的7-8。,（3）钢轨绝缘：,安装在轨道电路分界处，保证相邻轨道电路之间的可靠的电气绝缘。组成：轨端绝缘、槽形绝缘、绝缘管、绝缘垫圈等组成。槽形绝缘：分为一段（整体）、二段、三段在轨道电路区段，其轨距保持杆、道岔连接杆、道岔连接垫板、尖端杆、转辙机的安装以及其它有导电性能的连接两钢轨的配件，均应保持绝缘良好。,（3）轨道电路连接线：包括引接线、钢轨接续线和道岔跳线。钢轨引接线：轨道电路送受端变压器箱或电缆盒与钢轨连接的导线。,图,引接线-连接轨道电路送受端变压器箱或电缆盒与钢轨的导线，一般用涂有防腐油的多股钢丝绳制成。钢轨接续线-用于轨道电路接缝处的连接，以减小接触电阻。有塞钉式（现场广泛使用）、焊接式。道岔跳线-连接道岔岔心等处的导线。,三、道岔区段轨道电路1道岔绝缘和跳线（1）道岔绝缘：道岔区段的杆件、转辙机安装装置等要加装绝缘外，还要加装切割绝缘，称为道岔绝缘，防止辙叉将轨道电路短路。可设在直股和弯股。（2）道岔跳线：道岔区段除轨端接续线外，还需装设道岔跳线，以保证信号电流的畅通。2道岔区段轨道电路的连接方式：串联和并联。串联：这种轨道电路的电流要流经整个区段的所有钢轨，可以检查所有跳线和钢轨的完整，较安全。并联：因侧线只检查了电压，而没有检查电流，当跳线或连接线折断，列车进入弯股时，因弯股并没有设置继电器，GJ仍在吸起状态，这是不足的地方。,3一送多受轨道电路：,一个送电端，在每个分支轨道电路的另一端各设受电端，各分支受电端轨道继电器的前接点串联在主轨道继电器电路中。当任一分支轨道继电器落下，主轨道继电器也落下，将主轨道继电器接点用在联锁电路中。在实际中应注意：（1）与到发线相衔接的道岔轨道电路的分支末端，应设受电端。（2）所有列车进路上的道岔区段，其分支长度超过65m时，在该分支的末端应设受电端。（3）一送多受轨道电路最多不应超过三个受电端。（4）任一地点有车占用时，必须保证有一个受电端被分路。,四、轨道电路的极性交叉,1.极性交叉：有钢轨绝缘的轨道电路，为了实现对钢轨绝缘破损的防护，要使绝缘节两侧的轨面电压具有不同的极性或相反的相位。2.极性交叉的作用：可以防止在相邻的轨道电路间的绝缘节破损时引起轨道继电器的错误动作。对于计数电码、频率电码轨道电路而言，因相邻区端的编码不同，无法实现极性交叉，采用的是周期防护或频率防护的方法。3.极性交叉的配置：在一个闭合的回路中，绝缘节的数量必须达到偶数才能实现极性交叉，若为奇数，采用移动绝缘节的方法实现。车站内要求正线电码化时，可以将绝缘节移至弯股，并且采用人工极性交叉方式。,四、钢轨绝缘的设置：,1.道岔区段警冲标内方的钢轨绝缘：除双动道岔渡线上的绝缘外，其他安装位置距警冲标不得小于3.5米处；若小于3.5米则构成了“侵限绝缘”，在联锁电路中要充分考虑“侵限绝缘”的防护问题。,2.两钢轨绝缘应设于同一坐标处，以避免产生死区段；当两钢轨绝缘不能设在同一坐标时，其错开的距离（死区段）应不大于2.5米。3.两相邻死区段间隔，不得小于18m.,3.信号机处的钢轨绝缘：应与信号机坐标相同，当不能与信号机坐标相同时，为避免安装信号机时造成串轨、换轨等，允许钢轨绝缘与信号机有一定距离。,(1)进站或接车进路信号机处的钢轨绝缘可设在信号机前方或后方1米范围内。(2)出站或发车进路信号机处的钢轨绝缘可设在信号机前方1米或后方6.5米范围内。(3)调车信号机处的钢轨绝缘可设在信号机前方或各后方1米的范围内。4.半自动闭塞区段的电气集中车站,预告信号机处的钢轨绝缘:宜安装在预告信号机前方100m处。,3.325HZ相敏轨道电路,一、电气化牵引区段对轨道电路的特殊要求1.必须采用非工频制式的轨道电路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。2.必须采用双轨条式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。3.交叉渡线上两根直股都通过牵引电流时应增加绝缘节4.钢轨接续线的截面加大5.道岔跳线和钢轨引接线截面加大，引接线等阻。二、电气化区段站内轨道电路制式75HZ交流计数电码轨道电路25HZ交流计数电码轨道电路移频轨道电路25HZ相敏轨道电路：不对称轨道电路,三、扼流变压器,在电气化牵引区段，为了保证牵引电流顺利流过绝缘节，在轨道电路的发送端、接受端设置扼流变压器，轨道电路设备通过扼流变压器接向轨道，并传递信号信息。扼流变压器对牵引电流的阻抗很小，而对信号电流的阻抗很大，沿着两钢轨流过的牵引电流在轨道绝缘处，因上、下线圈中产生的磁通相等但方向相反，总磁通等于零，其对次线圈的信号设备没有任何影响。但若流过两钢轨的牵引电流不平衡，则将产生影响，故必须增设防护设备。信号电流因极性交叉，在两扼流变压器中点处电位相等，故不会越过绝缘节流向另一轨道电路区段，而流回本区段，在次极感应出信号电流。97型25HZ相敏轨道电路用的扼流变压器有BE1-400/25、BE2-400/25、BE1-600/25、BE2-600/25、BE1-800/25、BE2-800/25,四、25HZ相敏轨道电路的基本原理：,1.原理：25HZ电源屏分别供出25HZ轨道电源和局部电源。轨道电源由室内供出，通过电缆供向室外，经送电端25HZ轨道电源变压器BG25、送电端限流电阻RX、送电端25HZ扼流变压器BE25、钢轨线路、受电端25HZ扼流变压器BE25、受电端25HZ轨道中继变压器BG25、电缆线路，送回室内，经过防雷补偿器Z、25HZ防护盒HF给二元二位轨道继电器GJ的轨道线圈供电。局部线圈的25HZ电源由室内供出。当轨道线圈和局部线圈电源满足规定的相位和频率要求时，GJ吸起，轨道电路处于调整状态，表示轨道电路空闲。列车占用时，轨道电源被分路，GJ落下，若频率、相位不符合要求时，GJ也落下。因此，25HZ相敏轨道电路具有相位鉴别能力，即相敏特性，抗干扰性能较强。25HZ相敏轨道电路只能检测轨道电路区段是否空闲，不能传输其他信息。其电源频率较低，传输的损耗也低，依次传输的距离较长。极限长度1200-1500m,I,2.25HZ相敏轨道电路的部件,1.25HZ轨道变压器（BG25）：（1）作用：用于25HZ相敏轨道电路中作为供电电源和阻抗匹配用，送、受两端我同一型号。（2）类型：BG1-65/25、BG1-72/25、BG1-140/25、BG2-130/25、BG3-130/25、BG-R130/25,图,2防护盒HF（1）结构：由电感、电容串联而成，并接在轨道继电器的轨道线圈上；（2）原理：对50HZ成串联谐振，相当于15欧电阻，以抑制干扰电流。对25HZ信号电流相当于16UF电容，对25HZ信号电流的无功分量进行补偿，起着减小轨道电路传输衰耗和相移的作用。,3防雷补偿器（QBF）FB1型，内设两套防雷补偿单元；FB2型，内设一套防雷补偿单元；防雷补偿单元为对接的硒片和电容器。25HZ相敏轨道电路的种类设扼流变压器、不设扼流变压器、一送一受、一送二受、一送三受，所有的一送最多三受，另外对于容易产生迂回电流的侧线中线可以断开。要求带扼流的发送端限流电阻为4.4，无扼流的为1.6。,五、97型相敏轨道电路,特点：1、提高了绝缘破损的防护性能2、将有回归电流的轨道电路送、受电端一律设扼流变压器。3、将连向钢轨的一长一短引接线设计成等阻线。4、优化了电源屏的设置5、改进了轨道继电器JRJC170/2406、增加了扼流变压器的种类：400、600、800A分别供侧线、正线和靠近牵引变电所的区段使用7、改善了移频电码化的发送条件。固定了送电端供电变压器的变比，使之和受电端变比相同。8、延长了极限长度：送端电阻为4.4，受端变比降为15等，极限长度12001500m。9、提高了系统的抗干扰能力,3.4移频轨道电路,国产移频轨道电路1.移频的概念移频轨道电路是移频自动闭塞的基础，又可以监督该闭塞分区的空闲。选用频率参数作为控制信息，采用频率调制的方式，将低频调制信号Fc搬移到较高频率F0（载频）上，以形成振荡不变、频率随低频信号的幅度作周期性变化的信号。而采用这种方式的轨道电路就称移频轨道电路。,2.4信息移频频偏：,频偏55HZ，即移频信号受低频信号调制作上下边频交替变化，两者在单位时间内变化次数与低频调制信号的频率相同。3.4信息移频载频下行：550、750HZ上行：650、850HZ其它制式的移频轨道电路如ZP-89型8信息、ZP.Y1、218型18信息有绝缘移频轨道电路、法国引进的UM71无绝缘移频轨道电路、我国自行研制的ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路等在以后专业课上再进行详细讲解。,3.6轨道电路的基本工作状态和基本参数,一、轨道电路的基本工作状态调整状态、分路状态、断轨状态。1.轨道电路的调整状态轨道电路的调整状态就是轨道电路完整和空闲，接收设备（如GJ）正常工作的状态。调整状态的最不利条件是：发送电压最低、钢轨阻抗最大、道渣电阻最小，同时轨道电路长度为极限长度。2.轨道电路的分路状态轨道电路的分路状态就是当轨道电路区段有车占用时，接收设备（如GJ）应被分路而停止工作的状态。分路状态的最不利条件是：发送电压最高、钢轨阻抗最小、道渣电阻最大、列车分路电阻