二线叠加R站内电码化 系统描述

1、25Hz相敏轨道电路、50Hz交流轨道电路四线制预叠加ZPW-2000R型电码化技术说明书第二部分 系统描述黑龙江瑞兴科技股份有限公司本部分版本及信息说明部分内容第二部分 25Hz相敏轨道电路、50Hz交流轨道电路二线制预叠加ZPW-2000R型电码化系统描述版本V1.0变更章节变更原因日期2011-1-8变更人撰稿张红校对肖彩霞批准邓迎宏目 录本部分版本及信息说明I1 概述11.1 研制过程11.2 系统性能和特点12 系统构成及工作原理12.1 系统构成12.2 功能及原理43 总体技术条件63.1 适应环境63.2 适用标准63.3 基本技术条件74 基本设备功能及用途74.1 发送器7

2、4.2 功放器74.3 发送采集器74.4 采集中继器84.5 系统维护终端84.6 无绝缘站内移频机柜84.7 发送调整器84.8 发送调整组合84.9 股道电阻组合84.10 岔区电阻组合84.11 ZPW·NGL-R型室内隔离盒84.12 ZPW·FNGL-R型室内隔离盒84.13 ZPW·WGL-R型室外隔离盒84.14 ZPW·FWGL-R型室外隔离盒94.15 ZPW·WGFH-R型室外隔离防护盒95 系统主要技术指标和参数95.1 移频信号频率95.2 发送功率95.3 电源额定功耗95.4 机车信号接收电流105.5 站内轨道电

3、路工程运用的传输长度106 系统结构、安装及设备布局106.1 总体结构和布局106.2 室内设备106.3 室外设备167 配套器材177.1 补偿电容器177.2 传输电缆171 概述1.1 研制过程ZPW-2000R型无绝缘移频轨道电路设备是在既有ZPW-2000R无绝缘移频自动闭塞设备基础上改进的新型轨道电路设备。ZPW-2000R型站内移频电码化设备是ZPW-2000R型无绝缘移频轨道电路系统设备中的一部分。ZPW-2000R无绝缘移频自动闭塞设备于2003年通过了铁道部专家组系统测试，同年11月，通过了铁道部技术审查；2007年4月16日获得铁道部行政许可，通过产品认定。目前，ZP

4、W-2000R型无绝缘移频自动闭塞及站内电码化设备已分别运用于哈尔滨铁路局、西安铁路局、武汉铁路局、南昌铁路局、北京铁路局以及合资铁路、地方铁路，系统工作稳定可靠。1.2 系统性能和特点1.2.1 25Hz相敏轨道电路、50Hz交流轨道电路采用二线叠加移频电码化，节省电缆，可节省工程造价。1.2.2 采用本制式在最小道床电阻Rdmin1·km时，轨道电路设计长度如下：.轨道电路中间不并电容，轨道电路最大设计长度为400米。.轨道电路中间每100米并联33F电容（四种载频相同），轨道电路最大设计长度为1300米。.轨道电路中间每50米并联33F电容（四种载频相同），轨道电路最大设计长度

5、为1700米。 1.2.3 本制式叠加器材元器件故障导向安全，此时站内轨道电路有可靠分路保证。1.2.4 系统冗余方式采用发送“N+1”方式。1.2.5 设备满足TBT 32062008 ZPW-2000轨道电路技术条件标准要求。1.2.6 轨道电路单套电子设备的平均故障时间间隔（MTBF）不应小于1.5×105h。2 系统构成及工作原理2.1 系统构成二线制电气化25Hz相敏轨道电路、非电气化50Hz交流轨道电路叠加ZPW-2000R电码化系统设备由室内设备和室外设备两部分组成。室内设备由发送器、功放器、发送采集器、系统维护终端、站内移频机柜、发送调整器、发送调整组合、股道电阻组合

6、、岔区电阻组合、室内隔离盒等设备组成。室外设备由室外隔离盒、室外隔离防护盒、轨道补偿电容及SPT铁路数字信号电缆等设备组成。正线25Hz相敏轨道电路预叠加ZPW-2000R二线电码化电路原理见图2.1-1。 侧线股道25Hz相敏轨道电路叠加ZPW-2000R二线电码化电路原理见图2.1-2。 50Hz交流轨道电路叠加ZPW-2000R二线电码化电路原理见图2.1-3。 图2.1-1 正线25Hz相敏轨道电路预叠加ZPW-2000R二线电码化电路原理图图2.1-2 侧线股道25Hz相敏轨道电路叠加ZPW-2000R二线电码化电路原理图图2.1-3 50Hz交流轨道电路叠加ZPW-2000R二线电

7、码化电路原理图2.2 功能及原理2.2.1 信号传输流程下面以电气化正线25Hz相敏轨道电路预叠加ZPW-2000R移频电码化为例简要说明工作原理。如图2.1-1所示为站内正线两个相邻的轨道区段nG和(n+1)G，两个轨道区段合用一套发送设备，功放器输出端对应连接两路发送调整器，两路发送调整器输出分别向nG和(n+1)G轨道区段发送信息。列车进入站内正线轨道电路后，本区段的设备向机车发送ZPW-2000R移频信息，同时前方区段也提前将ZPW-2000R移频信息送入轨道，称为预叠加。如图2.1-1所示，列车进入nG区段外方相邻区段后，发送器输出的移频信号经功放器放大、经过“N+1”转换继电器接点

8、、经发送调整器（1）调压、通过nG传输继电器的吸起接点，再经电阻R1调整电流后提前送入nG。列车进入nG，机车接收移频信息，同时功放器输出信号通过发送调整器（2）和R2调整后提前送入前方区段(n+1)G，实现预叠加。列车进入(n+1)G区段时，nG传输继电器落下切断移频信息，列车出清nG区段时，nG区段25Hz相敏轨道电路恢复工作。2.2.2 轨道电路信号传输补偿由于钢轨的阻抗呈感性，因此信号在钢轨上传输，其衰耗量是很大的。理论分析得出，如果两根钢轨间并联有均匀分布电容，这将大大改善钢轨电路的传输特性，信号的衰耗量将大大减少，这对提高轨道电路的性能是非常有好处的。但是要做到完全均匀的补偿是比较

9、困难的，实际工程上是每隔一定距离并接一处电容来实现的，我们称该电容为补偿电容。加装补偿电容器后的轨道电路，使钢轨对移频信号的传输趋于阻性，机车信号能够获得较大的信号能量，保证机车信号不间断工作。2.2.3 设备冗余当发送设备（发送器、功放器）发生故障时，通过发送报警继电器落下，完成“N+1”转换，备机自动投入使用。发送器“N+1” 冗余系统原理接线见图2.2-1。2.2.4 自诊断监测自诊断监测系统是由发送采集器、采集中继器、维护终端等部分组成。该系统能够完成对站内发送设备的时实监测和数据记录，实现故障的诊断与定位，提供故障预警、故障告警功能，并提供相应的维护指导信息。图2.2-1 发送器“N

10、+1” 冗余系统原理接线图3 总体技术条件3.1 适应环境3.1.1 环境温度：室内设备-5+40； 室外设备-40+70。3.1.2 相对湿度：不大于95%（温度为30时）。3.1.3 大气压力：70kPa106kPa（相当于海拔高度3000米以下）。3.1.4 周围无腐蚀气体,无引起爆炸危险性的有害气体。3.2 适用标准3.2.1 系统满足TB/T3112-2005铁路站内轨道电路电码化设备的标准要求。3.2.2 设备应符合ZPW-2000系列无绝缘轨道电路技术条件（暂行）的要求。3.2.3 设备电磁兼容性应符合TB/T 3073-2003铁道信号电气设备电磁兼容性试验及其限值标准A级要求

11、。3.2.4 设备应对雷电感应过电压进行防护，不考虑直接雷击设备的防护，雷击试验应符合TB/T 3074-2003铁道信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件标准要求。3.2.5 设备自诊断监测部分满足TB/T2496-2000信号微机监测系统技术条件。3.3 基本技术条件3.3.1 符合二线制电码化叠加工作方式。3.3.2 符合轨道电路传输和机车信号入口电流的工作条件。3.3.3 适用于非电气化及交流电气化牵引区段。在交流电气化牵引区段运用，轨道回流小于等于1000A，其不平衡系数小于等于10%。3.3.4 系统符合信号“故障-安全”原则。3.3.5 轨道电路分路灵敏度不小于0.15。3.3.6 信

12、号传输电缆采用铁路内屏蔽式数字信号电缆（型号：SPT-P系列）。3.3.7 对于1700Hz、2000Hz、2300Hz信号机车信号入口电流不小于500mA，对于2600Hz信号机车信号入口电流不小于450mA。3.3.8 系统维护终端最大监测容量为128套发送设备。4 基本设备功能及用途4.1 发送器 发送器能够根据载频编码和低频编码条件产生相应的移频信号，该信号既作为轨道电路占用检查的工作信号，也作为机车信号机接收的信号。发送器内部具备自检测和检测功放器的功能，当内部电路或功放器发生故障时，报警继电器电落下，实现发送设备N+1转换功能。发送器四种载频通用。4.2 功放器功放器能将发送器输出

13、的移频信号进行功率放大，向区站内轨道电路发送移频信号。功放器各种载频通用，与发送器构成一个整体，实现N+1转换功能。输出功率有不同电平级别，可通过端子跳线进行设置。功放器四种载频通用。 4.3 发送采集器用于采集站内功放器、站内发送器的电压、电流、频率及工作状态等数据，并与智能通信单元进行数据通信。4.4 采集中继器通过CAN总线接收和汇总发送器、发送采集器的各种状态数据。并将汇总的数据经第一路LAN总线发送到系统维护终端，为电务维护人员提供实时故障分析和维护数据。另一路LAN总线可将数据上传给微机监测。或为列控中心维护终端提供信息。为行车指挥调度提供现场设备的维护数据。同时为GPRS提供12

14、V/0.5A电源。4.5 系统维护终端该部分由工业控制计算机(内插各种数据采集卡)、显示器、键盘鼠标和UPS不间断电源组成。用于将发送采集器所采集的数据进行记录、分析、汇总，将得出的判断结果反馈给用户，并将相关数据与信息通过CAN总线上传给微机监测等其它系统。4.6 无绝缘站内移频机柜用于安装发送器、功放器、发送采集器和系统维护终端等设备。4.7 发送调整器用于将功放器输出的移频信号的功率，按照机车信号入口电流的要求进行调整再输出送至站内电码化区段。4.8 发送调整组合用于安装ZPW·TF-R型发送调整器。4.9 股道电阻组合ZPW·URG型股道电阻组合用于站内股道区段轨道

15、电路入口分路电流微调整。4.10 岔区电阻组合ZPW·URC型岔区电阻组合用于站内道岔区段轨道电路入口分路电流微调整。4.11 ZPW·NGL-R型室内隔离盒ZPW·NGL-R型室内隔离盒适用于电气化、非电气化区段25Hz相敏轨道电路预叠加和叠加ZPW-2000R移频电码化系统接口电路中，可用在室内送电端及受电端，用来实现25Hz轨道电源与移频信号共用传输通道而互不干扰。可适用于移频1700、2000、2300、2600Hz。4.12 ZPW·FNGL-R型室内隔离盒ZPW·FNGL-R型室内隔离盒适用于站内交流连续式480轨道电路预叠加和叠加

16、ZPW-2000R移频电码化系统接口电路中。可用在室内送电端及受电端，用来实现50Hz轨道电路与移频信号共用传输通道而互不干扰。适用移频1700、2000、2300、2600Hz。4.13 ZPW·WGL-R型室外隔离盒ZPW·WGL-R型室外隔离盒适用于电气化、非电气化区段25Hz相敏轨道电路叠加和预叠加ZPW-2000R移频站内电码化区段。为室外送电端和受电端通用的隔离设备。用来实现25Hz轨道电源与移频信号共用传输通道而互不干扰。可用于闭环检测电码化配套器材。4.14 ZPW·FWGL-R型室外隔离盒ZPW·FWGL-R 型室外隔离盒适用于非电气化

17、区段480轨道电路叠加和预叠加ZPW-2000R移频站内电码化区段。为室外送电端和受电端通用的隔离设备，用来实现50Hz轨道电源与移频信号共用传输通道而互不干扰。可用于闭环检测电码化配套器材，内含WFL室外防雷单元。4.15 ZPW·WGFH-R型室外隔离防护盒ZPW·WGFH-R型室外隔离防护盒适用于电气化区段、非电气化区段25Hz相敏轨道电路和480轨道电路预叠加及ZPW-2000系列四线电码化不发码区段。防止移频信号干扰其他区段，也可用于二线电码化道岔区段、一送多受不发码区段。5 系统主要技术指标和参数5.1 移频信号频率5.1.1 载频中心频率见表5.1-1所示。表

18、5.1-1 载频中心频率载频类型中心频率（Hz）载频类型中心频率（Hz）1700Hz(F1)1701.42300Hz(F1)2301.41700Hz(F2)1698.72300Hz(F2)2298.72000Hz(F1)2001.42600Hz(F1)2601.42000Hz(F2)1998.72600Hz(F2)2598.75.1.2 低频调制频率共有18种，分别为：10.3Hz、11.4Hz、12.5Hz、13.6Hz、14.7Hz、15.8Hz、16.9Hz、18.0Hz、19.1Hz、20.2Hz、21.3Hz、22.4Hz、23.5Hz、24.6Hz、25.7Hz、26.8Hz、27

19、.9Hz、29.0Hz。5.1.3 载频频偏为f=±11Hz。5.2 发送功率站内功放最大输出功率为70W（负载电阻为400），分1、2、3、4、5五级电平，本系统固定使用1电平输出。5.3 电源额定功耗5.3.1 无绝缘站内移频机柜采用集中供电方式，系统电源采用DC48V±1.5V。5.3.2 发送器电源输入功率12.5W；功放器电源输入最大功率100W（使用1电平时）；发送采集器电源输入功率15W；系统维护终端的最大功耗80W。5.3.3 功放器固定使用1电平功率输出，每一套电码化移频发送设备向轨道发码时的电源功耗最大为100W，每一套电码化移频发送设备不向轨道发码时的

20、电源功耗约为20W左右。每个车站移频电码化发送设备实际电源功耗是实际站场情况同时占用最多区段的发送设备的数量加上空闲发送设备的数量的功耗。5.4 机车信号接收电流轨道电路在最不利条件下，用0.15电阻分路，当载频频率为1700Hz、2000Hz、2300Hz时，机车信号入口电流不小于500mA，当载频频率为2600Hz时，不小于450mA。5.5 站内轨道电路工程运用的传输长度在道砟电阻为1.0·Km、0.8·Km、0.6·Km，分路电阻为0.15时，站内轨道电路四种移频信息的工程传输长度为1200米。6 系统结构、安装及设备布局6.1 总体结构和布局ZPW-20

21、00R型站内移频电码化设备由室内设备和室外设备两大部分组成。室内单元设备包括发送器、功放器、发送采集器、系统维护终端、发送调整器、股道电阻组合、岔区电阻组合和室内隔离盒等。发送器、功放器、发送采集器和系统维护终端等都安装在无绝缘站内移频机柜内；发送调整器、股道电阻组合、岔区电阻组合和室内隔离盒等都安装在站内综合架上。室外单元设备包括室外隔离盒、室外隔离防护盒及补偿电容。各种单元器材的安装方法等说明请参看“第三部分 单元设备技术规格” 。 6.2 室内设备6.2.1 无绝缘站内移频机柜用于安装站内移频发送设备，最多可安装4层站内移频层、一层系统维护终端。站内移频机柜的满配置示意图见图6.2-1、

22、图6.2-2。图6.2-1 无绝缘站内移频机柜正面设备布置图图6.2-2 无绝缘站内移频机柜背面设备布置图6.2.2 站内综合架站内综合架使用铁路信号专用综合架，综合架的结构见铁路工程设计技术手册信号第441页的图所示。站内综合架用于安装发送调整组合、股道电阻组合、岔区电阻组合及与移频电码化结合的各种组合设备，综合架安装于机械室内。各组合安装位置和数量依工程设计确定。站内综合架电码化设备布置示意图见图6.2-4。 图6.2-4 站内综合架电码化设备布置示意图6.2.2.1 发送调整组合发送调整组合采用欧标30英寸5U结构铝型材。每台组合中最多可安装8台ZPW·TF-R型发送调整器器材

23、，组合正面器材安装布置见图6.2-5。组合接线端子板安装在组合的后背板上，其位于组合内部的端子用于组合内部配线，组合外部的端子用于工程电路连接配线，组合背面接线端子板及各调压端子布置见图6.2-6。 图6.2-5 发送调整组合正面器材安装布置图图6.2-6 发送调整组合背面接线端子板及各调压端子布置图6.2.2.2 股道电阻组合用于调整站内股道区段轨道电路入口分路电流。每台组合中最多可安装12支电阻和12个防雷器。组合正面布置图见图6.2-7，背面布置图见图6.2-8。图6.2-7图6.2-86.2.2.3 岔区电阻组合用于调整站内道岔区段轨道电路入口分路电流。结构及布置图同股道电阻组合。6.

24、2.2.4 ZPW·NGL-R型室内隔离盒本产品直接放置在托盘上,托盘安装在组合架上。3台ZPW·NGL-R型室内隔离盒与3台BMT-25型室内调整变压器，放置在一个托盘上可作为送电端室内隔离设备。5台ZPW·NGL-R型室内隔离盒放在一个托盘上可作为受电端室内隔离设备。 6.2.2.5 ZPW·FNGL-R室内隔离盒本产品直接放置在托盘上,托盘安装在组合架上。3台ZPW·FNGL-R型室内隔离盒与3台BMT-50型室内调整变压器,放置在一个托盘上，可作为送电端室内隔离设备。5台ZPW·FNGL-R型室内隔离盒放置在一个托盘上，可作为

25、受电端室内隔离设备。6.3 室外设备6.3.1 ZPW·WGL-R型室外隔离盒1）本产品需放置在XB1变压器箱中。作为送电端室外隔离设备使用时,每个变压器箱可放置一个隔离盒、一个电阻和一个轨道变压器。作为受电端室内隔离设备使用时,每个变压器箱可放置一个隔离盒、一个轨道变压器。2）当作为电气化区段室外隔离盒使用时，将其D“电气化”端子与T端子进行连接；若作为非电气化区段室外隔离盒使用时，将其F“非电气化”端子与T端子进行连接。6.3.2 ZPW·FWGL-R型室外隔离盒本产品放置在XB1变压器箱中。作为送电端室外隔离设备使用时,每个变压器箱可放置一个隔离盒、一个电阻和一个轨道

26、变压器。作为受电端室内隔离设备使用时,每个变压器箱可放置一个隔离盒、一个轨道变压器。6.3.3 ZPW·WGFH-R型室外隔离防护盒1） 本产品放置在XB1变压器箱中。2） 作为送电端室外隔离设备使用时，每个变压器箱可放置一个ZPW·FWGL-R型室外隔离防护盒、一个电阻和一个轨道变压器。作为受电端室内隔离设备使用时，每个变压器箱可放置一个ZPW·FWGL-R型室外隔离防护盒、一个轨道变压器。3） 送电端接线方式，1、2接25Hz电源，1、3接BG2-130/25轨道变压器的1、4。4） 受电端接线方式，1、2接25Hz继电器，1、2接钢轨，也可接1、3可调相位。5） 作为50Hz送电端使用时，1、2接110V/50Hz电源,1、3接BG1-80A型轨道变压器的I次侧。6） 作为50Hz受电端使用时，1、2接BZ4-U型中继变压器的II次侧，1、2接继电器。7 配套器材7.1 补偿电容器补偿电容器采用电缆线焊接在电容器内