50HZ相敏轨道电路

1、文档 sc 北京全路通信信号研究设计院 Beijing National Railway Research (2) 相对湿度：不大于90% (温度+25 C); (3) 大气压力：70106kPa (相当于海拔高度为3000 m以下)； 振动：振动不大于15 Hz,振幅不大于0.45 mm; (5) 工作环境：工作于无爆炸危险的介质中，无足以腐蚀金属和破坏绝缘 的气体与导电尘埃； (6) 工作位宣：水平。 1.2技术条件 (1) 本设计资料所提供的轨道电路制 式及所有相关设备是专为城市铁路 及地铁工程车辆段研制的。扌艮据工程不同其适用田电不同，因此立须根据各 自的要求设计。 (2) 本制式的电

2、路系统能适应的最大直流牵引 电流为4000 Ao (3) 本制式考虑的基础为股道按四根牵引轨条并联使用。 轨道电路的分路电阻为0.15 Qo 轨道电路的极限长度为300 mo (6)在钢轨阻抗为0.8Z60。Q/km、道磋电阻为1 Q kin-oo, 50 Hz 电源电压围为220 V 6.6 V 时，在轨道电路极限长度，该轨道电路能满足调 文档 整和分路检查的要求，并实现一次调整。 (7) 微电子相敏轨道电路接收器的返还系数大于85%O (8) 设备电源采用直流24 V3.6 V,交流分量不大于1 V。 (9) 当环境温度为-25C601C时，微电子设备可靠工作。 2 50 Hz相敏轨Mt电

3、路 2.1简介 什么是“50 Hz相敏轨道电路” ？顾名思义，首先，在该轨道电路传输和 赖以工作的信号频率是50 Hz;其次，该轨道电路的接收器对该信号的相位 有一定要求，即当接收器收到合适的相位时，才能正常工作，一般称其为具 有“相敏”特性。所以该制式轨道电路的核心部分是其轨道接收器，即二元 二位轨道继电器。 50 Hz相敏轨道电路制式的轨道继电器采用JRJCM交流二元插入式继电 器，又称为50 Hz的二元二位相敏继电器，该轨道继电器既具有频率选择特 性，又具有相位选择特性。 依靠频率选择，1生，保证了二元二位相敏轨道继电器在接收到直流牵弓I电 流时不会使其错误动作；只有在其局部线圈侧加上5

4、0 Hz、220 V交流电压， 而该继电器的轨道线圈侧又接收到由钢轨传送来的轨道信息，其频率为50 Hz、相位又合适时，当此两个条件都满足才能正常工作，该两个特性缺一不 可。 因为，在直流牵引区段的钢轨，虽然流通的是直流电流，但该直流电流 通常是靠三相全波整流取得，这使牵弓I变电所的输出端，除有牵引机车需要 的直流分量外，还有对信号设备会产生有害影响的波纹电压。因而，在电力 牵引供电回路中造成各种小的交流电流；同时因为电力机车牵引控制的需 要，譬如列车起车、停车、调节不同的运行速度、列车载莹量的变化等，以 及牵弓I供电中直流斩波技术设备的使用，由于这些因素的存在，均会引起牵 弓I供电回路直流电

5、流的变彳匕，它也T吏钢轨回路产生了丰富的谐波成分。如果 50 Hz谐波成分的干扰量足够动作一般的单元继电器时，毓会因此产生误动， T吏设备失去安全保证。正因为如此，在我国铁路部门的电力牵弓I区段不允许 使用交流连续式轨道电路(又称交流整流型轨道电路)，因为它使用的是单元 的整流型继电器。 据了解，地铁“车场电气集中联锁”设备中，曾经使用了单轨条交流连 续式轨道电路，为防护牵弓I谐波电流的干扰，在其轨道电路的接收器(轨道 文档 继电器）的前级设置了滤波器。但是，众所周知，一般滤波器是由电容、电 感元件构成，以信号设备的要求衡量，则它属于非安全元件。因为，当它们 发生故障时，是无法保证设备导向安全

6、的。 正因为该轨道电路制式不仅具有频率选择性，又具有相位选择性，所以， 它就能较好地防护来自牵引电流的各种谐波干扰。在、伊朗地铁及、轻 轨、等城市轨道交通的车辆段或正线已经广泛采用了此轨道电路系统， 经过几年来的运用考验，不仅没有发生制式上的问题，而且普遍反映设备简 单、维修方便。可见，该制式在现阶段是车场电气集中设备中较为理想的轨 道电路制式。 本制式轨道电路的局部电源和轨道电源是采用同一个工频交流电源，故 两者的相位要么同相、要么反相。由于该轨道电路制式具有相位选择性，电 即对局部线圈和轨道线 圈间的相位有一定的 要求，因此必须考虑信号在传输 过程中的相移问题。在研制50 Hz相敏轨道电路

7、系统时，应采取相应措施， 使轨道继电器接收到符合相位要求的信号。 另外，本制式轨道电路要适用于直流牵弓|区段，由于在牵引轨条有大量 的直流牵弓I电流流过，如前所述，“轨道电路是利用铁路线路的钢轨为导体” 工作的电路系统，故该制式轨道电路的轨道变压器是并接在牵弓I轨条和非牵 弓I轨条之间的，于是，在轨道电路送、受电端的轨道变压器和非牵引轨条间 构成一条牵引电流的分支电路，因而，在轨道变压器中有一定量的直流牵引 电流流过并对其石玆化。因此，本制式轨道电路的轨道变压器必须考虑直流电 流的磁彳匕作用，不能使用一般普通型的轨道变压器（包括电源变压器和中继 变压器），必须研制适用于经一定量的直流电流磁化后

8、、化能正常工作的新 型专用送、受电端轨道变压器。 本制式轨道变压器芳邑适用在直流石玆化电流不大于5 A的条件下，确保轨道 电路系统 正常工 作。 本制式轨道电路在室外的主要设备为送电端轨道电源变压器和受电端 轨道中继变压器等，它们分别宣于室外的轨道电路送、受电端变压器箱；室 除需要设置相应的50 Hz电源设备，分别为其送电端供给电源和为受电端的 二元轨道继电器供给局部电源外，还需设宣二元二位相敏轨道继电器和与其 配奈的电路组合，作为受电端的接收设备，构成轨道电路系统。 相敏轨道电路系统制式简单、使用方便、维修周期长、易学好懂、便于 设计、施工和维修。 丈档 2.2 50 Hz相敏轨Mt电路信号

9、传输中的相移问题 50 Hz相敏轨道电路中轨道继电器的理想甬为：“局部电流导前轨道电流 90 ”。实际应用中两者间的相位关系不可能正好符合理想角，这是因为轨 道电路在传输过程中存在着各种不同的因素和条件，因此实际的相位甬与理 想甬之间一定会有一个差值，这个差值被称为“失调甬”。由前述公式可知， 失调甬大到一定程度必会导致正转矩下降，继电器可能吸不起来，甚至可能 产生负转矩。因此必须采取相应的措施，尽量缩小失调角，使其限制在一定 围，根据最不利条件下的轨道电路计算，一般希望其为20 ,才能保证系 统电路的正常工作。 由此可知，使轨道电压的相位和局部电压的相位达到理想甬十分童要， 25 Hz相敏轨

10、道电路是在电源屏部，通过变频机及定相电路，确保其输出的 局部电源电压相位导前轨道电源电压相位90 ,这是该制式轨道电路正常运 作所必要的保证措施。而向50 Hz相敏轨道电路提供的为50 Hz的电源，因其 电源无须变频，所以电源屏直接取自50 Hz工频电源，比较简单，造价也较 低，也不设移相定相电路，屏的轨道和局部电源都取自于同一个工频交流电， 因此该两者在相位上的关系只能是或者同相，或者反相。因此，必须采取措 施，即进行“调相”使轨道电路信息在系统传输过程中自 然产生相移，最后 使轨道线圈电流落后于局部线圈电流的相位，其相位差尽量接近理想角。调 相的方法有多种，但经过比选后，现将本制式采取的具

11、体措施介绍如下。 在受电端二元轨道继电器的轨道线圈侧回路串接电容进行调相。经计算 分析，该方案切实可行。为了尽量和现有器材相配套，采用电容串联调相法。 采用该方法后，失调角可以限制在20以。 3 WXJ50型微电子相敏轨道电路 WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器以微处理机为基础，采用数字处理 技术对轨道电路中的信息进行分析、检出有用信息，除去干扰，完成50 Hz 相敏轨道电路接收功能。 WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器取代原JRJC型二元二位相敏继电 器，解决了原继电器接点卡阻、抗电气化干扰能力不强、返还系数低等问题， 与原继电器的接收阻抗、接收灵敏度相同，提高了安全性和可靠性。 WXJ

12、50型微电子相敏轨道电路室设备包括 WXJ50型微电子相敏轨道电 路接收器(WXJ50)和调相防雷变压器(TFQ) o WXJ50接收器采用不同的 组合配宣，可以构成单奈设备使用结构，电可以构成双奈设备并联使用结构， 以提高系统的可靠性、方便维修，其使用器材完全一致，只是组合配宣不同。 丈档 3.1 WXJ50型微电子相敘轨Mt电路接收壽技术条件 1所示: -72 82 73 83 C 1_1- 61 -31 -32 V 丄 42 31 41 1 WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器安装在安全型继电器罩，采用继电 器插座。其端子分配如图 KF24V Y轨道输入一 Y局部电源一 输出一 BJ-

13、BJ+ KZ24V 轨道输入十 局部电源+ 输出+ JWXC-1700 00 1 WXJ50型徴电子栢敏轨道电路接收子00 WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器工作电源为直流24V3.6V,交流 分量不大于IV,可由电源屏供给，也可另加独立整流电源供给。每套接 收器耗电小于100 XI1A （包括驱动JWXC-1700M轨道继电器的电流）。 WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器局部电源为110 V/50 Hz,由电源 屏或另加独立电源供给（当电源屏没有110 V 输出时，每个咽喉采用一个 BG2-300变压器供电，设宣在继电器架上）。每奈接收器局部输入阻抗为 30 kQ,输入电流约为3.7 m

14、A。 WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器的最后执行继电器JWXG1700安 全型继电器。 轨道接收阻抗：Z=50020 Q, 6 = 0 o 轨道接收信号与局部电源为理想相位0 时，工作值为12.5 IV,返还 系数大于80%o 具有可靠的绝缘破损防护性能。 轨道输入釆用防雷变压器，具有较强的雷电防护能力。 防雷补偿器（TFQ）也安装在安全型继电器罩，每个继电器罩安装2奈 设备，供两段轨道电路使用，其电路图及接线端子如图6所示。其中“轨 道输入+ ”和 “轨道输入-” 接轨道电路，“轨道输出+ ”和 “轨道输 出-”接 WXJ50接收器的“73”、“83”端子。 文档 轨道输入i+ y Is

15、i 轨道输入1 轨道输入2+ |53 轨道输入2-163 73 83 52 62 32 42 31 41 轨道输出1J + 轨道输出1-1- 轨道输出1-2 + 轨道输出1-2 轨道输出2-1 + 轨道输出2-1 轨道输出2-2 + 轨道输出22 BB2 TFQ 防子图 3.2 WXJ50型微电子相敏轨道电路 WXJ50型微电子相敏轨道电路每段轨道电路使用两套 WXJ50接收器， 共同驱动一个轨道继电器，其两奈设备中只要有一套正常工作，就能保障系 统正常运行，进一步提高了系统的可靠性；如果其中一奈发生故障，能及时 报警，通如维修人员进行维修，而且对其中单套维修时，不影响系统使用， 方便现场维修

16、。 KZ24V 报警电源 报警输出+ 报警输入1-1 报警输入2-1 报警输入3-1 报警输入4 72 71 73 52 53 32 31 33 82 81 83 62 63 42 41 43 KF24V 报警输出一 报警输入1-2 报警输入2-2 报警输入3-2 报警输入4-2 WXJ50 M 微电子相敏轨道电路每个组合安装4段轨道电路设备和1个报 警盒(BJH)o报警盒也安装在安全型继电器罩，其接线端子图见图7,其中报 警输入接各微电子相敏接收器“BJ”，报警电源接各微电子相敏接收器“EJ + ”，报警盒上有报警农示灯，能明确显示哪个设备发生故障，并使报警继 电器(BJJ)吸起报警，报警盒

17、的“报警输出+ ”接KZ24V,本车站所有报 警盒的“报警输出-”并耳关，接报警继电器 仃WXC-1700)的线圈“1”， 线圈“4”接KF24 V(毎个车站采用一个BJJ,全站BJH并联使用)。 3报警盒嶠子00 文档 33草轨条式50 Hz微电子相敏轨道电路原理EH。 牵引电流 JWXCE丫 4 50Hz相敏如电路原理BB 设*的构成: 1) WXJ50: 50 Hz微电子相敏接收器 2) BJH: 50 Hz微电子相敏接收器报警盒 3) TFQ：调相防宙器 4) BGD-A:宜流电化送电靖电源变压器 5) BZD-A:宜流电化受电端中继变压器 6) Ru Rz(Ri-4.4/440):送

18、、受电端防护电阻(送电端Ri同时又是限流电阻)； 7) RDU RDh RDj：熔断器 WXJ50型微电子相敏轨道电路室设备包括 WXJ50型微电子相敏轨道电 路接收器(WXJ50)和防雷补偿器(TFQ) o 文档 3.4 轨Mt电路at外布Jt 一个送电端、一个受电端的轨道区段，如图5所示。 LW150m 5 (2) 一个送电端、一个受电端、带三个无受电分支的轨道区段，每个无 受电分支长度均小于65 m,如图6所示。 打/ k150m, 6 一个送电端、两个受电端、带一个无受电分支的轨道区段，该无受 电分支的长度小于65 m,如图7所示。 SB 7 轨道电源的线路允许压降不大于30 Vo 电

19、源要求为220 V 6.6 Vo 毎段轨道电路用电量为45 VAO 受电端单芯电缆控制长度不大于1000 mo 3.5 送多受心t电路控制方法 WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器在一送多受时，每个分支用一个执 行继电器，在主接收器的执行继电器的吸起回路中串接其他分支执行继电器 的上接点，如图8所示。 丈档 BB 8 送多受时各分支的控制方法 4 k交久渡妣的轨at电路 设有交叉渡线的轨道电路如图9所示，若按非电气化区段布宣轨端绝缘， 贝!J在上、下两个区段（A段及 B 段）轨道电路有一根钢轨相连，如图9的粗 线所示。在电气彳匕区段因设有扼流变压器，相邻两段轨道电路扼流变压器的 中点相连，使上

20、述A、B两段轨道电路的另一根轨条通过一定的迂回阻抗也 相连，如图9的虚线所示，这就造成了轨道电路工作不稳定。农现在下列情 况： 4.1轨Mt电路本身问题 a. 调整这两个区段时，改变任一区段的供电电压，影响另一区段轨道继 电器的电压； b. 改变任一区段供电电压极性时（电压保持不变），另一区段的继电器 电压变彳匕很大； c. 任一区段分路时，另一区段继电器电压也降低，甚至不育2保持吸起。 4.2 牵31电5R3IM6&问题 渡线区段空闲时，其他区段有机车升弓，造成瞬间冲击电流，有可能熔 断渡线区段的熔断器，或未熔断但轨道继电器琳间落下。 w決|痢倉*y轲華如眸脚 01 IEIEnHIEnill

21、r7rillrTriinil Iml lrillr?riHnTillrmlrinnnlil lEIrmlfTillrTninillrmllrninil 00 lElFinTIEnniElIrrnllT? 。畐毋与馬O 由与 回曲毎翘濮软洱吕4廿拿淫 専独濮潮*集S耀曲3爾zh 09 。莘刃角集草和生*实H緒角黔再濮P ：（丝B实H%4X AOH ZH09 由 W 整矗律锁）幸如曲祿zh 0S和蚯如矽叵露角婷曾刍磬B乘X再濮 9 :卑刃*笑工zh 05刃3刈君兵W再濮 q :寻k诱謎p :毕哮2显h再興濮 簾X。田*緒*稲簾X吐如矽和各割幅曾刍各專呦君喜濮驹回曲刃角刈君剁 角集g興濮丑解翦谢第.

22、裂仔興濮曲*緒角黔集g吐翦乞興濮如肚口易rr 脈程嚮魏濮就*離因丑箸轉興濮牺*簾y曲喜2显緒刈君耀目*爾 番鞅篠痢熊yogfXM i s 華碎册卅s ogfxm s 。辛搀“吆k删苓鸽牺&夹g祸电St KVX 耀锣W 壓拿MW第密丑曲。離矽2耳:甘殆也離曲W壓#TT涙牟*謝呦诒誠： 。嚣吋茯=丑孚士?堀 離目*君草w耳:甘祸固泯*菲理：。霽吋覇族丑 兹年嗥母壬丄皐笑雪&由击箸廿牺*兵y佃第探站工耳:祸冒2丄*7?堀 。沂*年嗥銅*兵y刍箕 離目*导回互旁w笞。離矽君草y耳:牺*集y 尊曲& V警国当*哥和瘪诡祟H士*廿無=塞義 碣金抽hHT?饌 樂*辭轲奉那匕 丈档 测试 对象 侧面端子 测试

23、 对象 侧面端子 宜流 交流 宜流 交流 输出十 输出- 轨道 输入十 轨道 输入- 输出+ 输出- 轨道 输入十 轨道 输入. 1 01-1 01-2 01-3 01-4 25 06-7 06-8 06-9 06-10 2 01-5 01-6 01-7 01-8 26 06-11 06-12 06-13 06-14 3 01-9 01-10 01-11 01-12 27 06-15 06-16 06-17 06-18 4 01-13 01-14 01-15 01-16 28 07-1 07-2 07-3 07-4 5 01-17 01-18 02-1 02-2 29 07-5 07-6 07

24、-7 07-8 6 02-3 02-4 02-5 02-6 30 07-9 07-10 07-11 07-12 7 02-7 02-8 02-9 02-10 31 07-13 07-14 07-15 07-16 8 02-11 02-12 02-13 02-14 32 07-17 07-18 08-1 08-2 9 02-15 02-16 02-17 02-18 33 08-3 08-4 08-5 08-6 10 03-1 03-2 03-3 03-4 34 08-7 08-8 08-9 08-10 11 03-5 03-6 03-7 03-8 35 08-11 08-12 08-13 08-

25、14 12 03-9 03-10 03-11 03-12 36 08-15 08-16 08-17 08-18 13 03-13 03-14 03-15 03-16 37 09-1 09-2 09-3 094 14 03-17 03-18 04-1 04-2 38 09-5 09-6 09-7 09-8 15 04-3 044 04-5 04-6 39 09-9 09-10 09-11 09-12 16 04-7 04-8 04-9 04-10 40 09-13 09-14 09-15 09-16 17 04-11 04-12 04-13 04-14 41 09-17 09-18 10-1 1

26、0-2 18 04-15 04-16 04-17 04-18 42 10-3 10-4 10-5 10-6 19 05-1 05-2 05-3 05-4 43 10-7 10-8 10-9 10-10 20 05-5 05-6 05-7 05-8 44 10-11 10-12 10-13 10-14 21 05-9 05-10 05-11 05-12 45 10-15 10-16 10-17 10-18 22 05-13 05-14 05-15 05-16 46 11-1 11-2 11-3 11-4 23 05-17 05-18 06-1 06-2 47 11-5 11-6 11-7 11-

27、8 24 06-3 06-4 06-5 06-6 48 11-9 11-10 11-11 11-12 GJZ110-1 12-13 A 12-17 GJF110-1 12-14 B 12-18 GJZ110-2 12-15 GJF110-2 12-16 5.2 效值测试相 ME25/50相敏轨道电路测试农是一款铁路电务专用仪农。适合电务工区 日常对25Hz (或50Hz)相敏轨道电路检测和维护使用。该仪农以数字信号 处理技术为核心，采用精密的信号调理器件和点阵液晶屏显示。该仪表适用 于室相甬测量、室夕卜极性交叉测量以及其它工频电压(50Hz)的相角测量。本 仪器由两路输入信号，把局部、轨道信号

28、接入仪器的相应输入端，约1秒钟， 即可测出相位差、局部电压、轨道电压及轨道电压的有效值。 该测试仪有四条测试线，分别接于轨道电路绝缘节两端，可以非常方便 的测试出该相邻两段轨道电路极性是否交叉，该设备对新开通的轨道电路和 定期检查轨道电路极性交叉是非常必要的。 rlsfo-r TsfD-r 0匕 DHX OSIXAV rls OSfXAX Ts rlsforl OSIXAV ER 0匕 DrlDT 0r*IXA rlSHM OSfXAX ss IT停羊思Ga 怨欽 IIIOSfxAV L 0二出f 0 二 ZH IY築 D8 +YSO8 IY築黒 +善卜 IY築 09 + Y率 D9 IY築

29、DS + Y築 DS + Y築 Df IY 築 X + Y築 Dm IY築 DC + Y築 DC IY築2 +Y築2 Fl 7030 TTQ 7OJS uxrsn OV i咅 2G输入一 3G输入+ 3G输入一 4G输入+ 4G输入 JJZ110 JJF110 02-1S 01-1S 03-6 03-S 01-16 02-17 01-17 3G4G TFQ 02-16 1GJS2 WXJ50 BJH -2 02- -2 1 O 3 02 3 01 -4 02 -4 1 O 竺V 3 报警二診一：务用4 BB 14 WXJ50-II型徴电子48敏轨道电路组合配经BB 8 50 Hz相敏轨道电路的调基和测试 (1) 送电端限流电阻和受电端防护电阻的数值，应