ZPW-2000A型自动闭塞设备故障处理

1、毕毕业业设设计计 （ 论论 文文） 中文题目： ZPW-2000A 型自动闭塞设备故障处理 学习中心（函授站）：辽宁铁道职业技术学院 专 业： 自动化 姓 名： 姜国良 学 号： 15696645 指导教师： 张胜平 北京交通大学远程与继续教育学院北京交通大学远程与继续教育学院 2021 年 7 月 毕业设计(论文)承诺书与版权使用授权书 本人所呈交的毕业论文是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果。除了文中 特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献

2、均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 本毕业论文是本人在读期间所完成的学业的组成部分，同意学校将本论文的部分或 全部内容编入有关书籍、数据库保存，并向有关学术部门和国家相关教育主管部门呈交 复印件、电子文档，允许采用复制、印刷等方式将论文文本提供给读者查阅和借阅。 论文作者签名：_ _年_月_日 指导教师签名：_ _年_月_日 北京交通大学北京交通大学 毕业设计毕业设计( (论文论文) )成绩评议成绩评议 年级 2014 层次专业自动化姓名姜国良 题目 ZPW-2000A 型自动闭塞设备故障处理 指 导 教 师 评 阅 意 见 成绩评定： 指导教师： 2015 年 月 日 答 辩 小 组

3、意 见 答辩小组负责人： 年 月 日 北京交通大学北京交通大学 毕业设计毕业设计( (论文论文) )任务书任务书 本任务书下达给：本任务书下达给： 20142014 级级 科科 自动化自动化 专业学生专业学生 姜国良姜国良 设计（论文）题目设计（论文）题目：Z ZP PW W- -2 20 00 00 0A A 型型自自动动闭闭塞塞设设备备 故故障障处处理理 一、设计（论述）内容： 二、基本要求： 三、重点研究的问题： 四、主要技术指标： 五、其他要说明的问题 下达任务日期： 年 月 日 要求完成日期： 年 月 日 指导教师： 开开 题题 报报 告告 题题 目目 ：Z ZP PW W- -2

4、20 00 00 0A A 型型自自动动闭闭塞塞设设备备故故障障处处理理 学生姓名：学生姓名： 姜国良 学号学号： 1569664515696645 20172017 年年 9 9 月月 3030 日日 一、文献综述： ZPW-2000A 轨道电路的功能和组成，ZPW-2000A 轨道电路的主要功能是轨道列车占用 检查、轨道断轨检查、向列车传送信息和行车凭证,是区间信号自动闭塞系统、列车运行 控制系统和车站信号联锁系统必不可少的基础地面设备。 我国以前运用的自动闭塞主要是交流计数电码自动闭塞、极性频率脉冲自动闭塞、移频 自动闭塞三种。其共同缺点是可靠性不高，信息量少，抗干扰能力不强，不能满足列

5、车 提速、增加行车密度，增大载重量和电气化的需要。从而随着高速铁路的迅速发展，需 研制新型的自动闭塞，其须适应提高列车运行速度和行车密度需要，适应电气化铁路发 展的需要，提高设备的可靠性和安全性，并逐步建立起我国的自动闭塞，机车信号和列 车运行超速防护的完整体系。UM71 型无绝缘移频自动闭塞，采用谐振式无绝缘轨道电路， 工作稳定可靠，具有抗电气化干扰能力强，防雷性能好，有断轨检查功能，能满足速差 式自动闭塞和列车运行超速防护的需要。WG-2lA 型无绝缘自动闭塞就是完全国产化的创 新产品，它不仅保留 UM71 设备的优点，且频率精度、抗干扰能力等指标还优于国外设备。 而 ZPW-2000 系

6、列自动闭塞在前两者基础上有了更新的突破，除采用单片微机和数字信号 处理技术外，还解决了调谐区断轨检查、谐振单元断线和调谐区死区长度及拍频干扰等 技术难题，性能高于 UM71。ZPW-2000A 自动闭塞是目前性能最为先进的制式，是我国统 一制式的主流自动闭塞，在铁路快速发展的进程中，获得了迅速的发展，已在我国许多 主要干线上运用，对铁路扩能、提速、提效起着非常重要的作用。我国必须采用 ZPW- 2000 系列统一我国铁路自动闭塞制式，这是今后一个时期自动闭塞发展的一个基本技术 政策。 因此，今后在自动闭塞基建，更新改造和大修中，应统一采用 ZPW-2000 系列无绝缘移频 自动闭塞。 二、选题

7、的目的和意义： ZPW-2000A 型无绝缘移频自动闭塞是在法国 UM71 无绝缘轨道电路技术引进、国产化 基础上，结合国情进行的技术再开发。较之 UM71，ZPW-2000A 型无绝缘移频自动闭塞在 轨道电路传输安全性、传输长度、系统可靠性、可维修性以及结合国情提高技术性能价 格比、降低工程造价上都有了显著提高。该系统自 1998 年开始研究。2000 年 10 月底， 针对郑州局、南昌局接连两次发生因钢轨电气分离式断轨，轨道电路得不到检查，客车 脱轨的严重事故，该系统提出了解决“全程断轨检查”等四项提高无绝缘轨道电路传输 安全性的技术创新方案，获得了铁道部运输局、科技司的肯定。 2001

8、年，针对郑武 UM71 轨道电路雨季多处“红光带” ，该系统围绕“低道碴电 阻道床雨季红光带”问题，通过对轨道电路计算机仿真系统的开发，提出了提高轨道电 路传输性能的一系列技术方案，从理论和实践结合上实现了传输系统的技术优化。 三、研究方案： 本次设计完成对 XX 下行自动闭塞区间工程设计的部分图纸。分别有：闭塞分区电路图. 区间信号平面图、区间 N+1 电路图、移频柜、综合柜布置图、移频柜零层配线表、组合 架设备布置图，设备主要采用 ZPW-2000A，主要介绍了 ZPW-2000A 的工作原理、设备构成 及相关图纸的设计方法。 四、进度计划： 第一步 查阅资料，学习与毕业设计相关的知识，作

9、好前期准备工作（2 周） 。 第二步 组织设计内容，进行内容分析，撰写论文前部分。 （2 周） 。 第三步 撰写毕业论文后半部分，完成论文初稿。 （2 周） 第四步 根据老师意见进行论文修改（2 周） 第五步 整理打印论文。 （1 周） 第六步 准备参加答辩。 （2 周） 五、指导教师意见： 指导教师： 2017 年 月 日 中中 期期 报报 告告 题目：题目：Z ZP PW W- -2 20 00 00 0A A 型型自自动动闭闭塞塞设设备备故故障障处处理理 学生姓名：学生姓名： 学号学号： 一、进展情况 二、指导教师意见 指导教师： 2017 年 月 日 结结 题题 验验 收收 一、完成日

10、期 二、完成质量 三、存在问题 四、结论 指导教师： 2017 年 月 日 中中 文文 摘摘 要要 随着高速铁路的发展，列车运行自动控制设备水平也在不断提高，由列车超速防护 提高到列车自动限速和列车自动运行等新技术。机车信号和列车超速防护系统的行车命 令目前还是来自地面自动闭塞的轨道中传递的信息。随着数字化、无线传输技术、漏泄 电缆及卫星定位技术的发展，依靠这些技术实现列车和地面控制中心、列车和列车之间 的信息传输，就不需要将区间划分为固定的若干分区，来调整列车之间的追踪间隔。而 是两个列车通过数据传输，自动的计算出实时的列车追踪安全间隔，使两列车之间的间 隔最小，从而提高了行车密度和区间通过

11、能力。这种列车运行间隔自动调整又可称为移 动自动闭塞，这种设备代表了区间闭塞技术的发展方向。 本次设计完成对 XX 下行自动闭塞区间工程设计的部分图纸。分别有：闭塞分区电路 图.区间信号平面图、区间 N+1 电路图、移频柜、综合柜布置图、移频柜零层配线表、组 合架设备布置图，设备主要采用 ZPW-2000A，主要介绍了 ZPW-2000A 的工作原理、设备构 成及相关图纸的设计方法。 关键字：关键字： 控制控制 安全安全 ZPW-2000A;ZPW-2000A;自动闭塞自动闭塞; ;故障与维修故障与维修 English Abstract Along with high-speed railro

12、ads development, the train movement automatic control equipment level unceasingly is also enhancing, enhances from the train overspeed protection to the train automatic regulating and the train automatic movement and so on new technology. The cab signal and the train overspeed shielding systemss tra

13、in order comes from the information which at present the ground automatic blocking in the track transmits. Along with digitized, the wireless transmission technology, the leaky cable and the satellite positioning technologys development, depends upon these technologies to realize the train and betwe

14、en the ground control center, the train and trains intelligence transmission, does not need to divide the sector into the fixed certain districts, adjusts between trains tracing gap. But is two trains through the data transmission, the automatic computation real-time train tracing safe gap, causes b

15、etween two trains gaps to be smallest, from enhanced the traffic flow. Keyword: control, security,ZPW-2000A; Automatic block; fault and repair; 目录 ZPW-2000A 型自动闭塞故障处理 .1 第一章 自动闭塞简介.1 1.1 自动闭塞的基本原理.1 第二章 ZPW-2000A 无绝缘轨道电路概述.2 2.1 ZPW-2000A 移频自动闭塞的特点.3 2.2 ZPW-2000A 无绝缘轨道电路构成.3 2.3 系统载频布置.6 2.4 控制信号频率

16、.6 第三章 ZPW-2000A 型无绝缘移频自动闭塞系统电路原理.7 3.1 电气绝缘节.7 3.2 匹配变压器.9 3.3 补偿电容.9 3.4 发送器.11 3.5 接收器.11 3.6 衰耗盘.16 3.7 站防雷和电缆模拟网络.23 第四章 ZPW-2000A 自动闭塞设备故障处理.24 4.1 轨道电路红光带.25 4.2 通过现场试验，模拟室外送端调谐单元断线、受端调谐单元断线、.27 4.3 模拟室外补偿电容断线后测试数据.28 4.4 控制台移频报警，轨道电路正常工作.29 4.5 接收电压低.29 4.6 控制台瞬间闪红光带.30 4.7 ZPW-2000A 设备及电码化设

17、备故障处理及日常维护注意事项.30 4.8 故障处理流程图.32 4.9 现场故障案例及分析：.35 参考文献 .56 1 ZPW-2000A 型自动闭塞原理及故障处理 第一章 自动闭塞简介 目前，我国采用的行车闭塞方法主要有半自动闭塞和自动闭塞两种。 1、半自动闭塞：此种闭塞需人工办理闭塞手续，列车凭出 站信号机的进行显示发 车，但列车出发后，出站信号机能自动关闭，所以叫半自动闭塞。 2、：自动闭塞：通过列车运行及闭塞分区的情况，通过信号机可以自动变换显示， 列车凭信号机的显示行车，这种闭塞方法完全是自动进行的，故叫自动闭塞。 自动 闭塞是由运行中的列车自动完成闭塞任务的一种设备。 1.1

18、自动闭塞的基本原理 自动闭塞通过轨道电路（或计轴器等列车检测设备）自动地检查闭塞分区的占 用情况，根据轨道电路的占用和空闲状态，通过信号机自动地变换其显示，以指示 列车运行。 如图 1.1.1 为四显示自动闭塞原理图，当列车进入 7G 闭塞分区时，7G 闭塞分 区的轨道电路被列车车轮分路，轨道继电器 7GJ 落下。控制通过信号机 7 显示红灯。 由于 7GJ 落下，作为编码条件产生控制信息发向 5 轨道，5 信号点接收设备的 5GJ 吸起，5GJ 和 7GJ 的条件控制通过信号机 5 显示黄灯。同时 5GJ 和 7GJ 的接点作为 编码条件产生控制信息发向 3 轨道，3 信号点接收设备的 3G

19、J 吸起，3GJ、5GJ 和 7GJ 的条件控制通过信号机 3 显示绿灯和黄灯。 2 图 1.1.1 自动闭塞工作原理 3GJ、5GJ 和 7GJ 作为编码条件产生控制信息发向 1 轨道，1 信号点接收设备的 1GJ 吸起，1GJ、3GJ 和 5GJ 的条件控制通过信号机 1 显示绿灯。综上所述，可得出 以下几点结论： （1）通过信号机的显示是随着列车运行的位置而自动改变的。当显示黄灯时， 列车运行前方只有个闭塞分区空闲；当显示绿灯和黄灯时，列车运行前方有两个 闭塞分区空闲；当显示绿灯时，列车运行前方至少有三个闭塞分区空闲。 （2）通过信号机的禁止信号红灯显示，是利用轨道电路传送的；而其他 的

20、显示信息可以利用轨道电路，也可以利用架空线或电缆传送。对于现在的自动闭 塞必须传递多种信息。 （3）若利用轨道电路传送信息，在每一个信号点处不但有接收本信号点信息的 接收设备，同时还必须有向前方信号点发送信息的发送设备。 虽然自动闭塞有不少制式，但是它们有着共同的特点，即大多是以轨道电路为 基础构成的，也就是说是采用轨道电路来传输信息的。 第二章 ZPW-2000A 无绝缘轨道电路概述 ZPW-2000A 型无绝缘移频自动闭塞是在法国 UM-71 无绝缘轨道电路技术引进、 国产化的基础上，结合国情进行开发的一种新型闭塞设备。 ZPW-2000A 无绝缘轨道 电路由较为完备的轨道电路传输安全性技

21、术及参数优化的传输系统构成。成为我国 目前安全性高、传输性能好、具有自主知识产权的一种先进自动闭塞制式，为 “机 车信号作为主体信号”创造了必备的安全基础条件。 3 Z 为“自动闭塞” ；P 为“移频” ；W 为“无绝缘”2000A 为“型号” 。 2.1 ZPW-2000A 移频自动闭塞的特点 （1）保持了 UM-71 和 WG-21A 无绝缘轨道电路整体结构上的优势。 （2）解决了 UM-71 和 WG-21A 调谐区断轨检查问题，从而实现了轨道电路全程 断轨检查。 （3）大大减少了调谐区分路死区段。 （4）通过测试参数实现对调谐单元断线故障的检查。 （5）实现对拍频干扰的防护。 （6）通

22、过对补偿电容等系统参数优化，提高了轨道电路传输长度。 （7）提高机械绝缘节轨道电路传输长度，实现与电气绝缘节轨道电路等长传输。 （8）轨道电路调整按固定轨道电路长度与允许最小道砟电阻方式进行。满足低 道砟电阻最大传输长度要求，为一般长度轨道电路最大限度提供了调整范围，提高 了轨道电路工作稳定性。 （9）用 SPT 国产铁路数字信号电缆取代法国 ZCO3 电缆，减小铜心线径，减少 备用心组，提高了传输距离和系统技术性能价格比，降低了整个工程造价。 （10）采用长钢包铜引接线取代 75mm2铜引接线，节约成本，利于维修。 （11）系统中发送器采用“N1”冗余，接收器采用成对双机并联运用，提高 系统

23、可靠性。解决例如，UM-71 一个发送器设备故障时，轨道内无信息的问题，不 影响系统正常工作的时间。 4 2.2 ZPW-2000A 无绝缘轨道电路构成 ZPW-2000A 无绝缘轨道电路由 29m 电气绝缘节、发送器、接收器、防雷组合、 轨道继电器、传输电缆等组成，如图 1.2.1 所示。 图 1.2.1 ZPW-2000A 无绝缘轨道电路构成框图 2.2.1 室外部分 （1）调谐区（JES-JES）：按 2m 设计，实现两相邻轨道电路电气隔绝。 （2）机械绝缘节：由“机械绝缘节空心线圈”与调谐单元并接而成，其节特 性与电气绝缘节相同。 （3）匹配变压器：一般条件下，按 0.251.0km

24、道砟电阻设计，实现轨 道电路与 SPT 传输电缆的匹配连接。 （4）补偿电容：根据通道参数兼顾低道砟电阻道床传输，考虑容量。使传输通 道趋于阻性，保证轨道电路良好的传输性能。 5 （5）传输电缆：SPT 型铁路信号数字电缆，1.0mm，一般条件下，电缆长度 按 10km 考虑。根据工程需要，传输电缆长度可按 12.5km、15km 考虑。 （6）调谐区设备引接线：采用 3600mm、1600mm 钢包铜引接线构成。用于 BA、SVA、匹配变压器等设备与钢轨间的连接。 2.2.2 室内部分 （1）发送器：用于产生高精度、高稳定移频信号源。系统采用 “N1”冗余 设计。故障时，通过 FBJ 接点转

25、至“1”FS。 （2）接收器：ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐 区短小轨道电路两个部分，并将短小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属 “延续段” 。 （3）衰耗盒：用于实现主轨道电路、小轨道电路的调整。 给出发送接收故障、轨道占用表示及发送、接收用 24 电源电压、发送功出电 压、接收 GJ、XGJ 及测试条件。 （4）电缆模拟网络：设在室内，按 0.5km、0.5km、1km、2km、2km、22km 六段设计，用于对 SPT 电缆的补偿， 总补偿距离为 10km。 2.2.3 系统防雷 系统防雷可分为室内室外两部分。 室外防雷设备一般防护从钢轨引入的雷

26、电信号，包括横向防护和纵向防护。横 向防护限制电压在75V、10kA 以上。纵向雷电防护一般可通过空心线圈中心线 直接接地来实现。在不能直接接地时，应通过空心线圈中心线与地间加装横纵向防 雷元件。 电化牵引区段考虑牵引回流不畅条件下，出现的纵向不平衡电压峰值，限制电 6 压选在500V、5kA 以上。非电化区段则只考虑 220V、50Hz 电流影响，纵向限 制电压选在280V（或275V） ，10kA 以上。 防雷地线电阻要严格控制在 10 以下。对于采取局部土壤取样不能真实代表 地电阻的石质地带，必须加装长的铜质地线，具体长度需视现场情况定。 对于多雷及其以上地区，特别对于石质地层的地区，有

27、条件应加装贯通地线。 在电化区段，该地线为区间防雷、安全、电缆等地线及上下行等电位连接线共同使 用。该贯通地线与两端车站地网线相连接。 室内设备用来防护由电缆引入的雷电信号。横向防护限制电压 在280V、10kA 以上。纵向防护利用低转移系数防雷变压器来实现。 2.3 系统载频布置 载频中心频率有 8 个：1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz 分成-1 型和-2 型。其中 1700Hz 和 2300Hz 交替布置在下行线。2000Hz 和 2600Hz 交替布置在 上行线，-1 和-2 分开，如图 1.2.2 所示。站内电码化固定使用。 图 1.2.2 系统载频布置 2.4

28、控制信号频率 控制信号频率有 18 个。其分布规律为：Fc10.3n1.1（Hz） ，n017。 即：10.3 Hz、11.4 Hz、12.5 Hz、13.6 Hz、14.7 Hz、15.8 Hz、16.9 Hz、18 Hz、19.1 Hz、20.2 Hz、21.3 Hz、22.4 Hz、23.5 Hz、24.6 Hz、25.7 Hz、26.8 7 Hz、27.9 Hz、29 Hz。 第三章 ZPW-2000A 型无绝缘移频自动闭塞系统电路原理 3.1 电气绝缘节 3.1.1 电气绝缘节组成与工作原理 电气绝缘节由调谐单元、空心线圈及 29m 钢轨组成。用于实现两相邻轨道电路 间的电气隔离，即

29、完成电气绝缘节的作用。 如图 1.3.1 所示，电气绝缘节长 29m，在两端各设一个调谐单元（下称 BA） ， 对于较低频率轨道电路（1700Hz、2000Hz）端，设置 L1、C1两元件的 F1型调谐 单元；对于较高频率轨道电路（ 2300Hz、2600Hz）端，设置 L2、C2、C3三元件的 F2型调谐单元。 图 1.3.1 中， “F1” （F2）端 BA 的 L1C1（L2C2）对“F2” （F1）端的频率为串联谐 振，呈现较低阻抗（约数十毫欧） ，称“零阻抗”相当于短路，阻止了相邻区段信 号进入本轨道电路区段。 图 1.3.1 电气绝缘节 “F1” （F2）端的 BA 对本区段的频率

30、呈现电容性，并与调谐区钢轨、 SVA 的综 合电感构成并联谐振，呈现较高阻抗，称 “极阻抗” （约 2） ，相当于开路。以此 减少了对本区段信号的衰耗。 8 3.1.2 空心线圈 空心线圈 SVA 的作用如下： （1）平衡牵引电流回流。SVA 设置在 29m 长调谐区两个调谐单元的中间，由 于它对于 50Hz 牵引电流呈现甚小的交流阻抗（约 10m） ，故能起到对不平衡牵引 电流电动势的短路作用，如图 1.3.2（a）所示。由于 SVA 对牵引电流的平衡作用， 减小了工频谐波对轨道电路设备的影响。 （2）作抗流变压器。如图 1.3.2（b）所示，如在道岔斜股绝缘两侧各装一台 SVA，两中心线连

31、接。应该指出， SVA 作抗流变压器时，其总电流 200A（长时间 通电） 。 （3）对于上、下行线路间的两个 SVA 中心线可作等电位连接，一方面平衡线 路间牵引电流，一方面可保证维修人员安全，如图 1.3.2（c）所示。 （a） （b） （c） 图 1.3.2 SVA 作用示意图 （4）SVA 参与调谐区的工作，在调谐区中不能把它简单作为一个低阻值分路电 抗进行分析，而应将其作为并联谐振槽路的组成部分。 SVA 参数的适当选择，可为 谐振槽路提供一个较为合适的 Q 值，保证调谐区工作的稳定性。 （5）作调谐区两端设备纵向防雷的接地连接。当复线区段设有完全横向连接线 时，通过 SVA 中心点

32、直接接入地线。当设有简单横向连接或无横向连接的 SVA 中心 点，则经过防雷元件接地。 9 3.1.3 机械绝缘节空心线圈 对于进站和出站口均设有机械绝缘节。为使机械绝缘节轨道电路与电气绝缘节 轨道电路有相同的传输参数和传输长度，根据 29m 调谐区四种载频的综合阻抗值， 设计 SVA，并将该 SVA与 BA 并联，即可获得预期效果。 3.2 匹配变压器 匹配变压器由防雷单元 F、两个电容 C1和 C2、变压器 T1及补偿电感 L1组成。 用于实现轨道电路与 SPT 数字信号电缆的匹配连接。 如图 1.3.3 所示，V1、V2经调谐单元端子接至轨道， L1L2经 SPT 电缆接至室内。 图 1

33、.3.3 匹配变压器连接图 考虑到 1.0km 道砟电阻，并兼顾低道砟电阻道床，该变压器变比优选为 91，钢轨侧电路中，串联两个 16V，4700F 电解电容（C1、C2） ，这两个电容按 相反极性串接，构成无极性连接，起到隔直通交的作用。保证该设备在直流电力牵 引区段运用中，不致因直流成分造成匹配变压器磁路饱和。压敏电阻 F 为匹配变压 器的雷电横向防护元件。该压敏电阻选择 75V 防护等级。10mH 的电感 L1用作 SPT 电缆表现出容性的补偿。同时，与匹配变压器相对应处轨道被列车分路时，它 可作为一个阻抗（1700Hz 时约为 106.8） 。 10 3.3 补偿电容 3.3.1 补偿

34、电容的作用 （1）保证轨道电路传输距离。 （2）保证接收端信号有效信干比，保证接收器和车载设备可靠工作。 （3）实现了对断轨状态的检查。 （4）保证了钢轨同侧两端接地条件下，轨道电路分路及断轨检查功能。 3.3.2 补偿电容设置 （1）补偿电容的设置个数“N”根据轨道电路长度，按照维规附录八进行确定。 （2）补偿电容设置在主轨道范围内， N 个电容等间距布置，电容间距（步长）为 ， 第一个和最后一个电容距调谐单元 /2，=主轨道电路长度/N。 （3）补偿电容参数应符合表 1.3.1 序号项目指标及范围备注 1700HZ 区段 552.75 2000HZ 区段 502.5 2300HZ 区段 4

35、623 1 电容容量 （F） 2600HZ 区段 402.0 测试频率：1000HZ 2 损耗角正切值 7010-4 测试频率：1000HZ 3 绝缘电阻 500M 两级间：直流 100V 3.3.3 电容断线故障分析 电容断线使主轨道的接收端电压降低 10%25%，而小轨道的电压有时升高，有 11 时降低，以具体情况而定。例如，距离发送端第二个电容断线时，接收端电压降 低 约 25%，而小轨道电压则升高约 50%。有的区段个别电容断线后只影响小轨而未 影 响到主轨，同时也有个别电容断线后只影响到主轨而未影响到小轨，所以我们平 时 在测试发现主轨或小轨有变化时，要对区段内的电容进行容值测试，确

36、保容值测试 不超标。另外，电容断线后主轨和小轨变化的幅度与区段长度、载频等均有关系。 3.4 发送器 发送器是移频自动闭塞设备的重要部件，其主要作用是： （1）产生 18 种低频信息、8 种载频（上下行各 4 种）的高精度、高稳定的移 频信号。 （2）具有足够的功率的输出信号。 （3）调整轨道电路。 （4）对移频信号特征的自检测，故障时给出报警实现向 “N1”冗余设备的 转换。 发送器的工作原理： 同一载频编码条件、低频编码条件以反码形式分别送入两套微处理器 CPU1/CPU2 中，其中 CPU1 控制“移频发生器”产生低频控制信号为 Fc 的移频信号。移频键控信号 FSK 分别送至 CPU1

37、、CPU2 进行检测。检测结果符合规定后，即产生控制输出信号经 “控制与门”使“FSK”信号送至“滤波”环节，实现方波正弦波变换。功放输出 的 FSK 信号送至 CPU 进行功出电压检测。两 CPU 对 FSK 信号中的低频、载频和幅度特 征检测符合要求后，使发送报警继电器 FBJ 励磁，并使经过功放的 FSK 信号输出至轨 道。当发送输出端短路时，经检测使 “控制与门”有 10s 的关闭。 12 3.5 接收器 接收器的作用如下： （1）用于对主轨道电路移频信号的解调，并配合与送电端相连接调谐区短小 轨道电路的检查条件，动作轨道继电器 。 （2）实现对与受电端相连接调谐区短小轨道电路移频信号

38、的解调，给出短小轨 道电路执行条件（XG、XGH，直流 24V） ，送至相邻轨道电路接收器 。 （3）检查轨道电路完好，减少分路死区长度，还用接收门限控制实现对 BA 断 线的检查。 （4）接收器采用成对双机并联运用方式，在完成本区段功能的同时，还接收处 理另一区段的信号，并联输出完成冗余工作。 接收器端子如图 1.3.13 所示，根据闭塞分区的载频设计，选择不同的连接端子。 接收器各端子代号及用途说明如表 1.3.3 所示。这里不再逐一解释。 13 图 1.3.13 接收器接线图 表 1.3.3 接收器端子代号及用途 序 号 代 号 用 途 1D 地线 2 2 4 24V 电源 3 （ 24

39、） 24V 电源（由设备内给出，用于载频 及类型选择） 4024024V 电源 5 170 0（Z） 主机 1700Hz 载频 6 200 0（Z） 主机 2000Hz 载频 7 230 0（Z） 主机 2300Hz 载频 8 260 0（Z） 主机 2600Hz 载频 9 1（ Z） 主机 1 型载频选择 10 2（ Z） 主机 2 型载频选择 11 X1 （Z） 主机小轨道 1 型载频选择 14 12 X2 （Z） 主机小轨道 2 型载频选择 13 ZIN （Z） 主机轨道信号输入 14 XIN （Z） 主机邻区段小轨道信号输入 15 GIN （Z） 主机轨道信号输入共用回线 16 G（

40、Z） 主机轨道继电器输出线 17 GH （Z） 主机轨道继电器回线 18 XG （Z） 主机小轨道继电器（或执行条件）输出 线 19 XGH （Z） 主机小轨道继电器（或执行条件）回线 20 XGJ （Z） 主机小轨道检查输入 21XGJ H（Z） 主机小轨道检查回线 22170 0（B） 并机 1700Hz 载频 23200 0（B） 并机 2000Hz 载频 15 24230 0（B） 并机 2300Hz 载频 25260 0（B） 并机 2600Hz 载频 26 1（ B） 并机小轨道 1 型载频选择 27 2（ B） 并机小轨道 2 型载频选择 28X1 （B） 并机正向运行选择 29

41、X2 （B） 并机反向运行选择 30ZIN （B） 并机轨道信号输入 31XIN （B） 并机邻区段小轨道信号输入 32GIN （B） 并机轨道信号输入共用回线 续表 1.3.2 序 号 代 号用 途 3 3 G（B）并机轨道继电器输出线 GH（B）并机轨道继电器回线 16 4 3 5 XG（B） 并机小轨道继电器（或执行条件）输出 线 3 6 XGH（B ） 并机小轨道继电器（或执行条件）回线 3 7 XGJ（B ） 并机小轨道检查输入 3 8 XGJH（B ） 并机小轨道检查回线 3 9 JB接收故障报警条件“” 4 0 JB- 接收故障报警条件“” 3.6 衰耗盘 衰耗盘的作用如下： （

42、1）对主轨道电路的接收端输入电平调整。 （2）对小轨道电路接收信号电压进行调整（含正反向调整） 。 （3）实现接收并用功能，给出有关发送、接收用电源电压、发送功出电压、轨 道输入输出 GJ、XGJ 等测试条件。 （4）提供工作状态指示，给出发送、接收 故障报警和轨道占用表示等。 （5）提供监测条件。 衰耗盘的正面设置表示灯和测试孔，背面是调整端子。各端子及使用如表1.3.3 所示。 表 1.3.3 衰耗盘各端子及用途 17 序 号 端子号用 途 c1 轨道信号输入 c2 轨道信号输入回线 a1a10、 c3、c4 主轨道电平调整 a11a23正向小轨道电平调整 c11c23反向小轨道电平调整

43、c5 主机主轨道信号输出 c7 主机小轨道信号输出 c6、c8主机主轨道小轨道信号输出共用回线 b5 并机主轨道信号输出 1 0 b7 并机小轨道信号输出 1 1 b6、b8并机主轨道小轨道信号输出共用回线 1 2 a30、c30轨道继电器（G、GH） 1 3 a31、c31小轨道继电器（XG、XGH） 1 4 a29 发送24V 直流电源 1 5 c29 接收24V 直流电源 18 1 6 c9 024 电源 1 7 a25、c25发送报警继电器 FBJ-1、FBJ-2 1 8 a26、c26接收报警条件 JB、JB 1 9 a27 移频报警继电器 YBJ 2 0 c27 移频报警检查电源

44、YB 2 1 a28、b28发送报警条件 BJ1BJ2 2 2 b28、c28接收报警条件 BJ2BJ3 2 3 a32、c32功放输出 S1、S2 2 4 b1、b2 监测接收器主轨道输出 ZIN（C） 、 GIN（C） 2 5 b3、b4 监测接收器小轨道输出 XIN（C） 、 GIN（C） 2 6 c10 引出的24V 电源 G24 2 7 b11 并机24V 电源 BJ24 19 2 8 b12、b13 邻区段小轨道继电器检查条件 XGJ、XGJH 2 9 b14、b15封轨道占用灯 D24、024 3 0 b16、b17主机轨道继电器 G（Z） 、GH（Z） 3 1 b18、b19并

45、机轨道继电器 G（B） 、GH（B） 3 2 b20、b21 主机小轨道继电器 XG（Z） 、 XGH（Z） 3 3 b22、b23 并机小轨道继电器 XG（B） 、 XGH（B） 3 4 b24、b25监测发送报警继电器 FBJ、FBJ 3 5 b26、b27监测接收报警条件 JBJ、JBJ 3 6 b29 正方向继电器复示 3 7 b30 反方向继电器复示 衰耗器电平调整电路如图 1.3.19 所示。 20 图 1.3.19 衰耗器电平调整电路 轨道输入电路将主轨道信号 V1、V2自 c1、c2 变压器 B1 输入，通过改变 B1变 压器副付边的匝数来改变输出电压。 B1变压器的阻抗为 3

46、655（17002600Hz） ，以稳定接收器输入阻抗，该阻抗选择较低，以利于 抗干扰。变压器 B1的匝比为 116(1146)。次级通过变压器抽头连接，可构成 146 级变化，按调整表调整接收电平。 小轨道电路输入电路将小轨道信号经过 B2变压器输入，通过改变 B2变压器原 边衰耗电阻的数值来改变输出电压。根据方向电路变化，接收端将接至不同的两端 短小轨道电路。故短小轨道电路的调整按正、反两方向进行。正方向调整用 a11a23 端子，反方向调整用 c11c23 端子，负载阻抗为 3.3k。 为提高 A/D 模数转换器的采样精度，短小轨道电路信号经过 13 升压变压器 B2 输出至接收器。 衰

47、耗器表示灯及 YBJ 电路如图 1.3.20 所示。各表示灯的控制如下： （1） “发送工作”灯通过发送器输入 FBJ-1、FBJ-2 条件构成，并通过“光耦 1”接通发送报警条件（BJ-1、BJ-2） 。 （2） “接收工作”灯通过输入接收器 JB、JB条件构成，并通过“光耦 21 2”接通接收报警条件（BJ-2、BJ-3） 。 （3） “轨道占用”灯通过输入接收器 G、GH 条件构成，轨道占用时，通过 “光 耦 4”的受光器关闭，使“轨道占用灯”点红灯；轨道空闲时， “光耦 6”的受光器 打开，使“轨道占用灯”点绿灯。 22 图 1.3.20 衰耗器表示灯及 YBJ 电路 （4） “正向”

48、灯：正方向指示灯，正方向亮灯，反方向灭灯。 （5） “反向”灯：反方向指示灯，反方向亮灯，正方向灭灯。 在移频柜第一单元位置设置移频总报警继电器 YBJ 控制电路。在衰耗盘设 23 “光耦 5” 。FS24 电流通过对本段轨道电路发送故障条件（ BJ-1、BJ-2） 、接收故 障条件（BJ-2、BJ-3）以及其他段轨道电路有关检查条件串联检查，系统设备均 正 常时，使“光耦 5”受光器导通控制三极管 V7 导通，并使 YBJ 励磁。电路中电容 C1控制 YBJ 缓放，防止各报警条件瞬间中断，造成 YBJ 跳动。 在站内电码化及“1 发送”只有发送没有接收设备时仅接入 BJ-1、BJ-2 条 件

49、。在车站接收设置总数为奇数，单独设置并机备用时，仅接入 BJ-2、BJ-3 条件。 3.7 站防雷和电缆模拟网络 ZPW-2000A 为集中安装的自动闭塞，车站信号楼与现场各信号点设备间采用电 缆连接，而各信号点距车站信号楼的距离不同，造成所使用的电缆长度不同，致使 信号在电缆上的电压降不同，为轨道电路的调整带来不便。另外，反方向行车时， 发送设备和接收设备的位置改变，影响设备的正常工作。通过模拟补偿电缆 不同的 连接，保证不同信号点距离信号楼的电缆长度均相当于 10km。 在电缆模拟网络加装防雷元件，防护通过传输电缆引入室内的雷电冲击。如图 1.3.21 所示，在电缆模拟网络上有室外电缆带来

50、的雷电冲击信号，为保护模拟网络 及室内发送、接收设备，采用横向与纵向雷电防护。 图 1.3.21 站防雷和电缆模拟网络原理框图 横向雷电防护采用 280V 左右防护等级压敏电阻。对于线对地间的纵向雷电信 号可采用以下 3 种方式防护：一是加三极放电管保护；二是加低转移系数防雷变压 24 器防护；三是室外加站间贯通地线防护。其原理此处不作详细介绍。 电缆模拟网络的连接如图 1.3.22 所示，电缆模拟网络按 0.5km、0.5km、1km、2km、2km、22km 六节设计，按照电缆模拟网络电缆补偿 长度调整表调整，补偿实际 SPT 数字信号电缆，使补偿电缆长度与实际电缆长度之 和为 10km。

51、 图 1.3.22 模拟电缆电路 第四章 ZPW-2000A 自动闭塞设备故障处理 在实际运用过程中，由于各种原因有时会使 ZPW-2000A 自动闭塞设备发生故障， 25 应根据设备的工作原理，按照 ZPW-2000A 的测试指标要求，分析处理设备故障。 下 面介绍设备故障的分析处理方法： 4.1 轨道电路红光带 轨道电路红光带后，首先判断是主轨故障还是小轨故障，或者是主轨、小轨均 故障。以下故障现象的处理方法分别如下： 4.1.1 本区段主轨、小轨均故障 本区段主轨、小轨均故障则说明故障点在发送设备，首先观察是否有移频报警， 如有移频报警则说明柜内有发送器故障， 则更换相应的发送器。如果没

52、有移频报警 ， 则在分线盘测试发送电压进而确定故障点在室内 还是室外，具体如下： 分线盘发送电压正常，说明室内发送设备正常，故障在室外发送设备 上。在室 外分别测量调谐单元、送电电缆、匹配变压器、调谐单元、等阻线电压，可查找出 故障。 分线盘没有发送电压，说明室内发送设备故障， 在室内分别测量衰耗盘功放输 出、电缆模拟网络盘输入及输出，确定故障具体位置（主要有发送器、发送通道的 继电器接点、电缆模拟网络盘） 。 4.1.2 本区段主轨故障，小轨正常（XGJ24V 正常） （1）一离去区段： 本区段主轨故障，小轨正常说明故障点在本区段的接收，首先观察是否有移频 报警，如有移频报警则说明柜内有接收

53、器故障，更换相应的接收器。如果没有移频 报警则在分线盘测试接收电压进而确定故障点在室内 还是室外，具体如下： 分线盘接收电压正常，说明室外接收设备正常，故障在室内接收设备，室内分 26 别测量电缆模拟网络盘输入及输出、衰耗盘信号输入及轨道继电器输出，从而进 一 步确定故障具体位置（主要有接收器、衰耗盘、电缆模拟网络盘）。 分线盘没有接收电压，说明室外接收设备故障，室外主要测试接收轨面电压： 接收轨面电压正常，说明补偿电容好，故障在接收端器材，分别测量调谐单元、匹 配变压器电压进一步确定故障具体位置（主要有调谐单元、匹配变压器、接收电缆） 。 接收轨面没有电压，说明室外该区段轨道及补偿电容不好，

54、需测试轨面电压进 一步确认。 （2）三接近区段： 故障点在发送设备，首先观察是否有移频报警，如有移频报警则说明柜内有发 送器故障，更换相应的发送器。如果没有移频报警则在分线盘测试发送电压进而确 定故障点在室内还是室外，具体如下： 分线盘发送电压正常，说明室内发送设备正常，故障在室外发送设备 上，在室 外分别测量调谐单元，送电电缆、匹配变压器、调谐单元、等阻线 电压，可查找出 故障。 分线盘没有发送电压，说明室内发送设备故障，室内分别测量衰耗盘功放输出、 电缆模拟网络盘输入及输出，确定故障具体位置（主要有发送器、发送通道的继电 器接点、电缆模拟网络盘） 。 （3）除三接近、一离去区段除外 ： 测

55、试接收的轨入信号，接收轨入信号正常说明衰耗盘故障率较高。 接收的轨入信号不正常，说明室外的轨道电路有故障。 4.1.3 本区段主轨电压正常，小轨故障（无 XGJ24V） 小轨道故障后应先测试衰耗盘（列车运行前方相邻信号点）确认小轨道输入、 输出信号是否正常，如正常则检查小轨道条件线是否断线。如小轨道信号输入不正 27 常则重点检查小轨道钢轨的状态及空心线圈等设备。 4.1.4 相邻两轨道区段同时故障 当确认两个区段故障是由于一个区段主轨故障而相邻区段是由于小轨故障（邻 区段小轨故障无 XGJ240V）造成的，则故障点应在共用接收通道中。首先在分线盘 测试接收电压确认室内故障还是室外故障。 分线

56、盘没有接收电压：检查接收电缆、接收调谐单元及匹配变压器 。 分线盘有接收电压：检查电缆模拟网络、衰耗盘及接收器（主、并机）。 4.2 通过现场试验，模拟室外送端调谐单元断线、受端调谐单元断线、 空心线圈的混断线 测试数据如表 1.4.1 所示，轨道电路状态如图 1.4.1 所示。 表 1.4.1 测 试 数 据 各点电压 故障部 位 2G 主轨电 压 2G 小 轨电压 3 G 主 轨电 压 轨道电 路状态 2G 发送 调谐断线 电 压降一 半 电压 降一半 电 压降 10% 2G 轨 道继电器落 下 3G 接收 调谐断线 电 压降一 半 电压 升高 35 倍 电 压降 一半 2G 轨 道继电器

57、落 下 2G 与 3G电电压电轨道正 图 7-5-10 故障处理案例示意图 28 调谐区内空 心线圈断线 压降一 半 升高 10%压降 一半 常，但易出 现闪红光带 2G 与 3G 调谐区内空 心线圈半撇 混线 电 压降一 半 电压 降 30% 电 压降 20% 轨道正 常 图 1.4.1 故障处理案例示意图 4.3 模拟室外补偿电容断线后测试数据 模拟室外补偿电容断线后测试数据如表 1.4.2 所示。 表 1.4.2 模拟室外补偿电容断线后测试数据 序 号 位 置 主轨电压变 化幅度 小轨电压变 化幅度 发送端第一 个电容 下降 20%左 右 上升 40%左 右 发送端第二 个电容 下降 2

58、5%左 右 上升 50%左 右 发送端第三 个电容 下降 25%左 右 下降 30%左 右 29 发送端第四 个电容 下降 15%左 右 上升 20%左 右 发送端第五 个电容 下降 20%左 右 下降 15%左 右 接收端第一 个电容 下降 15%左 右 上升 15%左 右 接收端第二 个电容 下降 15%左 右 下降 10%左 右 接收端第三 个电容 下降 20%左 右 上升 15%左 右 有的区段个别电容断线后只影响小轨而未影响到主轨 ，同时也有个别电容断线 后只影响到主轨而未影响到小轨，所以我们平时在测试发现主轨或小轨有变化时要 对区段内的电容进行容值测试，确保容值测试不超标。另外 ，

59、电容断线后主轨和小 轨变化的幅度与区段长度、载频等均有关系，所以上述数据仅供参考。 4.4 控制台移频报警，轨道电路正常工作 控制台移频报警，轨道电路虽然正常工作， 这种情况一定要积极处理，将轨道 红光带消灭在发生之前，控制台移频报警则说明柜内有发送器故障（已转至 “N1”工作）或者接收器故障（双套已转单套工作），首先更换器材，确定是否 由于器材故障引起的；如果更换器材仍报警，发送器则需检查柜内电源、保安器、 低频编码电源、载频、频标及低频编码是否断线，接收器需检查柜内电源、断路器、 载频、频标是否断线。 30 4.5 接收电压低 正常情况下轨道电路调整状态： （1）主轨道接收电压不小于 24

60、0mV; （2）主轨道继电器电压不小于 20V（1700 负载，无并机接入状态下） ; （3）小轨道接收电压不小于 33.3mV（考虑到上下边频幅度差，运用中， 3338mV）; （4）小轨道继电器或执行条件电压不小于 20V（1700 负载，无并机接入状 态下） 。 如果某一接收电压低，要通过测试电容值、塞钉电阻值、电缆绝缘分析产生接 收电压低的原因。 4.6 控制台瞬间闪红光带 （1）检查吸上线、空心线圈及连线是否完好。 （2）检查扼流变压器及连接线等的连接是否牢固。 4.7 ZPW-2000A 设备及电码化设备故障处理及日常维护注意事项 （1）ZPW-2000A 设备故障后，不要盲目去室