ZPW-2000A区间轨道电路学习资料

1、第一章 ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统概述一、概述：1.载频、频偏的选择： 我国于20世纪90年代初引进法国高速铁路的UM71移频自动闭塞设备，并在此基础上结合我国国情研制了更加适应我国铁路的区间移频自动闭塞设备，该设备即为目前铁道部推广使用的ZPW-2000无绝缘轨道电路移频自动闭塞设备。 ZPW-2000无绝缘轨道电路移频自动闭塞低频、 载频延用了UM71技术。载频分别为四种：1700HZ、2000HZ、2300HZ、2600HZ。其中上行线使用2000 HZ和2600 HZ交替排列，下行线用1700HZ和2300 Hz交替排列。 移频自动闭塞移频自动闭塞以移频轨道电路为基础，

2、用钢轨传递移频信息。它是一种选用频率参数作为信息的制式，利用调制方法把规定的调制信号（低频信息）搬移到载频段并形成振荡，由上下边频构成交替变化的移频波形，其交替变化的速率就是调制信号频率。其信息特征就是不同的调制信号频率。频偏f为11HZ。 低频调制信号Fc(低频信息)从10.3 HZ至29 HZ按1.1 HZ递增共18种。即这18种低频信息分别为：10.3 HZ、11.4HZ、12.5 HZ、13.6 HZ、14.7 HZ、15.8 HZ、16.9 Hz、18 HZ，19.1 HZ、20.2 HZ、21.1H2、22.4 HZ、23.5 HZ、24.6 HZ、25.7HZ、26.8 HZ、2

3、7.9 HZ、29 HZ。在低频调制信号作用下，一个周期内，信号频率发生f1、f2来回变化。其中f1=f0 -f，f2=f0 +f 。显 示发送的低频码（HZ）信号显示含义通过或出站信号机HU 码 26.8前方闭塞分区有车占用U 码 16.9(次架信号机显示H)前方只有1个闭塞分区空闲U2 码 14.7(次架信号机显示UU)次架为进站信号机开放双黄信号U2S码 20.2(次架信号机显示USU)次架为进站信号机开放黄、闪黄信号LU 码 13.6前方只有2个闭塞分区空闲L 码 11.4前方有2以上闭塞分区空闲进站信号机HU 码 26.8进站信号关闭HB 码 24.6进站开放引导信号UU 码 18进

4、站开放侧线停车信号U 码 16.9进站开放正线停车信号U2 码 14.7 (出站信号开放)列车“直进”“弯出”通过UUS码 19.1经18号道岔侧线通过LU 码 13.6出站信号开放黄灯信号L 码 11.4正线通过信号载频fo选得较高(1700 HZ-2600 HZ)。在这些频段上，牵引回归电流的强度已经很弱。因此， ZPW-2000A移频轨道电路在电气化区段的抗于扰能力比较强。 频偏f选为11HZ。由于频偏较小，信号能量集中在中心频率附近，远离邻线和邻区段的干扰。在每个闭塞分区的钢轨中传输的移频信息，实际上是频率为中心载频的下边频f1和上边频f2的两个交替变换的正弦交流信息，即f1、f2在单

5、位时间内频率变换的次数由低频调制信号Fc 决定。 在移频自动闭塞区段，移频信息的传输，是按照运行列车占用闭塞分区的状态，迎着列车的运行方向，自动地向各闭塞分区传递信息的。如图所示，若下行线有两列列车A、B运行，A列车运行在1G分区，B列车运行在5G分区。由于1G有车占用，防护该闭塞分区的通过信号机7显示红灯，这时7信号点的发送设备自动向闭塞分区2G发送以26.8 Hz调制的中心载频为2300Hz的移频信号。当5信号点的接收设备接收到该移频信号后，使通过信号机5显示黄灯。此时5信号点的发送设备自动地向闭塞分区3G发送以16.9 Hz调制的中心载频为17000Hz的移频信号。当3信号点的接收设备接

6、收到该移频信号后，使通过信号机3显示绿黄灯。 同理，3信号点的发送设备又自动地向闭塞分区4G发送以13.6 Hz调制的中心载频为2300的移频信号，当1信号点的接收设备接收到此移频信号后，使通过信号机1显示绿灯。1信号点的发送设备会自动向5G发送11.4HZ调制1700HZ的移频信号。由于续行列车B已进入5G分区，该区段的接收设备接收不到11.4HZ调制1700HZ的移频信号，防护后续区段的信号机点红灯。道理同1G区段。此时B车司机可按绿灯显示定速运行。 如果列车A由于某种原因停在1G分区续行列车B进入3G分区时，司机见到5信号机显示黄灯，则应注意减速运行。当续行列车B进入2G分区时，由于信号

7、机7显示红灯，司机使用常用制动措施，使列车B能停在显示红灯的信号机的前方。这样，就可根据列车占用闭塞分区的状态，自动改变地面信号机的显示，准确地指挥列车的运行，实现自动闭塞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。前者较后者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，客车脱轨的重大事故，该系统提出了解决“全程断轨检查”等四项提高无绝

8、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。2002年5月28日，该系统通过铁道部技术鉴定，确定推广应用。2002年10月17日至今，该系统对适用于地下铁道短调谐区ZPW-2000技术方案进行了运用试验，情况良好。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术及优化的传输系统参数构成。国家知识产权局已受理了有关“钢轨断轨检查”

9、、“多路移频信号接收器” 等8项专利，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“机车信号做为主体信号”创造了必备的安全基础条件。1.1 ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭型无绝缘移频自动闭塞系统特点塞系统特点充分肯定、保持UM71无绝缘轨道电路整体结构上的优势。解决了调谐区断轨检查，实现轨道电路全程断轨检查。减少调谐区分路死区。实现对调谐单元断线故障的检查。实现对拍频干扰的防护。通过系统参数优化，提高了轨道电路传输长度。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。轨道电路调整按固定轨道电路长度与允许最小道碴电阻方式进行。既满足了 1k

10、m标准道碴电阻、低道碴电阻最大传输长度要求，又为一般长度轨道电路最大限度提供了调整裕度，提高了轨道电路工作稳定性。用SPT国产铁路数字信号电缆取代法国ZCO3电缆，减小铜芯线径，减少备用芯组，加大传输距离，提高系统技术性能价格比，降低工程造价。采用长钢包铜引接线取代75mm2铜引接线，利于维修。系统中发送器采用“N+1”冗余，接收器采用成对双机并联运用，提高系统可靠性，大幅度提高单一电子设备故障不影响系统正常工作的时间。1.2 ZPW-2000A型无绝缘轨道型无绝缘轨道电路系统构成电路系统构成1G（F1）调谐单元元调谐单元调谐单元空心线圈相当总长 10km匹 配变压器SPT电缆电缆模拟网络相

11、当 总 长10km室内匹 配变压器SPT电缆电缆模拟网络室外电缆模拟网络SPT电缆匹 配变压器补偿电容 主轨道电路 调谐区（短小轨道电路）1600 mm3600mm/2空芯线圈机械绝缘节接收发送GJ接收站防雷站防雷站防雷/2（XGJ、XGJH）（XG、XGH）1.2.1 室外部分室外部分1调谐区（JESJES）： 按29m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道碴电阻设计，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碴电阻道床传输，考虑

12、容量。使传输通道趋于阻性，保证轨道电路良好传输性能。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12.5 km、15 km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、SVA等设备与钢轨间的连接。1.2.2 室内部分室内部分1发送器： 用于产生高精度、高稳定移频信号源。系统采用N+1冗余设计。故障时，通过FBJ接点转至“1”FS。2接收器： 接收器除接收本主轨道电路频率信号外，还同时接收相邻区段小轨道电路的频率信号。上述“延续段”信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处

13、理结果形成小轨道电路轨道继电器执行条件（XG、XGH）送至本轨道电路接收器，做为轨道继电器（GJ）励磁的必要检查条件（XGJ、XGJH）之一，见下图XG、XGH1GJ3GJXGJ、XGJHG、GHG、GHXG、XGH调谐区短小轨道本轨道电路邻轨道电路主轨道JSFSCPU2CPU1JSCPU2CPU1 综上，接收器用于接收主轨道电路信号，并在检查所属调谐区短小轨道电路状态（XGJ、XGJH）条件下，动作本轨道电路的轨道继电器（GJ）。另外，接收器还同时接收邻段所属调谐区小轨道电路信号，向相邻区段提供小轨道电路状态（XG、XGH）条件。 系统采用成对双机并联运用方式。3衰耗： 用于实现主轨道电路、

14、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测试条件。 4电缆模拟网络： 设在室内，按0.5、0.5、1、2、2、22km六段设计，用于对SPT电缆的补偿，总补偿距离为10km。1.2.3 系统防雷系统防雷 系统防雷可分为室内室外两部分：1.室外：防护从钢轨引入雷电信号，含横向、纵向。 横向：为压敏电阻； 纵向：一般可通过空心线圈中心线直接接地进行纵向雷电防护。2.室内：防护由电缆引入的雷电信号，设在电缆模拟网络盘内。 横向：为带劣化显示的压敏电阻，限制电压在280、10KA以上。 纵向：利用低转移系数防雷变压器进行防护。 第二章

15、 ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统电路原理 2.1 电气绝缘节电气绝缘节2.1.1 作用：作用： 电气绝缘节由调谐单元、空芯线圈及29m钢轨组成。用于实现两相邻轨道电路间的电气隔离，即完成电气绝缘节的作用。2.1.2 简要工作原理简要工作原理 电气绝缘节长29米，在两端各设一个调谐单元（下称BA），对于较低频率轨道电路（1700、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（2300、2600Hz）端，设置L2、C2、C3三元件的F2型调谐单元。见下图14.5m29m钢轨F22300（2600）Hz轨道电路A1SVAF2L1C1F1L2C2C3F117

16、00（2000）Hz轨道电路 “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（约数十毫欧姆），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，见图（C）左端（图（b）右端）。 “f1”（f2）端的BA对本区段的频率呈现电容性，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欧），相当于开路。以此减少了对本区段信号的衰耗。 f1 f2LsL1C1L2C2C3（a）L/4f1L2C2对f1串联谐振得到低阻抗（b）112111CLCCC与以右电感并联谐振取得高阻抗L1C1对f2串联谐振得到低阻抗f2（c）22

17、2231CLLC3C3与以左电感并联谐振得到高阻抗2.1.3 BA工作稳定性工作稳定性 L1、L2采用U型磁性瓷，为降低温度系数，间隙垫有环氧薄片。 为使电感与电容（C1、C2、C3）达到较好的温度补偿，U型磁性瓷上下固定采用了金属弹簧方式。当温度升高时，弹簧拉力减弱，使电感增加受到一定程度抵消。 电容选择应具有温度系数小，工作稳定，损耗角小，高频工作可靠的特点。 电感线圈选用多股电磁线绕制，以减少高频下的电阻。 与钢轨的引接线采用3600mm，1600mm钢包铜引接线，与钢轨采用塞钉连接方式，接触电阻50。2.1.4 空芯线圈空芯线圈1.空芯线圈：空芯线圈：在无绝缘轨道电路区段，在每一个轨道

18、电路区段亦设置一个起到平衡牵引电流的空芯线圈。在两轨间该线圈应对50Hz形成较低的阻抗，对不平衡电流电势起到短路、平衡作用。另外，该线圈若设在调谐区中间，适当确定参数，并可起到改善调谐区阻抗作用。该线圈也可用作复线区段，上下行线路间等电位连接、渡线绝缘两端牵引电流平衡以及防雷接地等作用。2.空芯线圈SVA结构特点：SVA由直径1.53mm、19股电磁线绕制，截面为35mm2。在20时，以1592Hz信号测试，电感量为：L33H，电阻值为25mR14m。直流电阻为R04.50.5m。铜线敷有耐高温的玻璃丝包。SVA设有中心线，每半个线圈可通过100安培电流。即在100安不平衡电流或200安中点流

19、出牵引电流情况下可以长期工作。在500安4分钟的不平衡电流下（或中心点通过1000安平衡电流下），SVA均可正常工作。由于没有铁心，大电流情况下，不存在磁路饱和问题。 3.SVA作用：（1）平衡牵引电流回流 SVA设置在29米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，见下图 设I1、I2有100安不平衡电流，可近似视为短路，则有由于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。 I1=400A I3=450AI2=500A I4=450A（2）对于上、下行线路间的两个SVA中心线可做等电位连

20、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。见下图完全横向连接 简单横向连接（3）作抗流变压器： 如在道岔斜股绝缘两侧各装一台SVA，二中心线连接。 应该指出，SVA作抗流变压器时，其总电流200安（长时间通电）。（4）SVA对1700Hz感抗值仅有0.35，对2600Hz也只有0.54。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。2.1.5 机械绝缘节空芯线圈机械绝缘节空芯线圈 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

21、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。 2.1.9 匹配变压器匹配变压器 1.作用： 用于钢轨（轨道电路）与SPT铁路数字信号电缆的匹配连接。 2.电路分析： V1、V2经调谐单元端子接至轨道，L1、L2经SPT电缆接至室内。 考虑到1.0 km道碴电阻，并兼顾低道碴电阻道床，该变压器变比优选为9：1。钢轨侧电路中，串联接入二个16V，4700F电解电容（C1、C2）该二电容按相反极性串接，构成无极性联结，起到隔直及交连作用。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。F为匹配变压

22、器的雷电横向防护元件。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）。该电感阻抗的降低将造成接收器电平的增高，故电感由富于弹性物质灌封，以防止振动或撞击造成电感损坏，使电感值降低或丧失。 2.2 发送器发送器2.2.1 作用：作用：1.产生18种低频信号8种载频（上下行各四种）的高精度、高稳定的移频信号； 2.产生足够功率的输出信号； 3.调整轨道电路；4.对移频信号特征的自检测，故障时给出报警及N+1冗余运用的转换条件。1700-11700-22300-12300-22000-12000-2260

23、0-12600-21701.4Hz1698.7Hz2301.4Hz2298.7Hz2001.4Hz1998.7Hz2601.4Hz2598.7Hz8种载频（上下行各四种）2.2.2 原理框图及电路原理说明原理框图及电路原理说明 1原理原理: 同一载频编码条件、低频编码条件源，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、CPU2进行频率检测。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，送至两CPU进行功出

24、电压检测。两CPU对FSK信号的低频、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（装死或称休眠保护）。2微处理器、可编程逻辑器件及作用：微处理器、可编程逻辑器件及作用：采用双CPU、双软件、双套检测电路、闭环检查；CPU采用80C196，其中CPU1控制产生移频信号。CPU1、CPU2还担负着移频输出信号的低频、载频及幅度特征的检测等功能；FPGA可编程逻辑器件，由它构成移频发生器，并行I/O扩展接口、频率计数器等。 3低频和载频编码条件的读取低频和载频编码条件的读取低频和载频编码条件读取

25、时，为了消除配线干扰采用“功率型”电路。考虑到“故障安全”原则，应将24V直流电源变换成交流，呈动态检测方式，并将外部编码控制电路与CPU等数字电路有效隔离，如下图：4移频信号产生：移频信号产生：低频、载频编码条件通过并行I/O接口分别送到两个CPU后，首先判断该条件是否有，且仅有一路。满足条件后，CPU1通过查表得到该编码条件所对应的上下边频数值，控制移频发生器，产生相应FSK信号。并由CPU1进行自检，由CPU2进行互检，条件不满足，将由两个CPU构成故障报警。为保证“故障安全”，CPU1、CPU2及用于“移频发生器”的“可编程逻辑器件”分别采用各自独立的时钟源。经检测后，两CPU各产生一

26、个控制信号，经过“控制与门”，将FSK信号送至方波正弦变换器。方波正弦变换器：该变换器是由可编程低通滤波器260集成芯片构成其截止频率，同时满足对1700Hz、2600 Hz三次及以上谐波的有效衰减。5激励放大器激励放大器为满足“故障安全”要求，激励放大器采用射极输出器。为提高输入阻抗，提高射极输出器信号的直线性，减少波形失真，免除静态工作点的调整以及电源电压对放大器工作状态的影响，激励放大器采用运算放大器。该运算放大器采用+5V、-5V电源，如右图。+-+5-56功率放大器：功率放大器：（1）简化电路：从故障安全及提高功出电压稳定性考虑，功率放大器采用射极输出器，其简化电路如下图。 FSK信

27、号经过B5输入至共集电极乙类推挽放大器，V30、V18分别对输入信号正负半波进行放大。V18V30B6B5图：功率放大器（2）实际电路的构成： 发送电平级电压见下表 电平级连接端子电压备注11-11 9-12170常用级，站内电码化固定用一级22-11 9-12156常用级33-11 9-12135常用级44-11 9-12110常用级55-11 9-1277常用级61-11 4-126273-11 5-125882-11 4-124691-11 3-1235104-11 5-1233注：区间常用 15电平级站内电码化：固定用1级7安全与门电路（如图）安全与门电路（如图） “安全与门”在确认两

28、组动态信号同时存在条件下，方可驱动执行继电器，其原理框图如下图：发送器“安全与门”电路如下图 8表示灯设置及故障检测表示灯设置及故障检测（1）“工作”表示灯 设在衰耗盘内，与FBJ线圈条件相并联，R用作限流，“N”为“工作”指示灯，光耦提供发送报警接点。 发送工作正常：工作表示灯亮，报警接点通。 发 送 故 障：工作表示灯灭，报警接点切断车站移频报警继电器YBJ电路。 报警接点FBJRN工作自发送盒（2）故障表示灯：为便于检修所对复杂数字电路的维修，盒内针对每一套CPU设置了一个指导维修人员查找设备故障的“故障表示灯”。用其闪动状况，表示它可能出现的故障点，具体情况参如下表：闪动次数含 义可能

29、的故障点1低频编码条件故障低频编码条件线断线或混线；相应的光耦被击穿或断线；相应的稳压管二级管被烧断或击穿。2功出电压检测故障负载短路；功放电路故障；滤波电路故障；其他故障引起；3低频频率检测故障JT3或JT4或N16故障；J1断线；4上边频检测 故障JT3或JT4或N16故障；J1断线；5下边频检测 故障JT3或JT4或N16故障；J1断线；6型号选择条件故障型号选择条件线断线或混线；相应的光耦击穿或断线；相应的稳压管二级管被烧断或击穿；7载频编码条件故障载频编码条件线断线或混线；相应的光耦被击穿或断线。注：闪光方式为灯闪N次后，暂停一段时间，然后继续闪动，其中N=172.2.3 发送器发送

30、器“N+1”冗余系统原理冗余系统原理1发送器外线联接示意图（如下图）发送器外线联接示意图（如下图）2发送器端子代号及用途说明（如表）发送器端子代号及用途说明（如表） 序号代号用途1D地线224-124V电源外引入线324-2载频编码用24V电源（1FS除外）4024-1024电源外引入线5024-2备用617001700Hz载频720002000Hz载频823002300Hz载频926002600Hz载频10-11型载频选择11-22型载频选择12F1F1829Hz10.3Hz低频编码选择线1315、9、11、12功放输出电平调整端子14S1、S2功放输出端子15T1、T2测试端子16FBJ-

31、1 FBJ-2外接FBJ（发送报警继电器端子）注：低频编码及1FS载频编码电源取自2-17端子 3发送器插座板底视图（如下图）发送器插座板底视图（如下图）4发送器发送器“N+1”冗余系统原理接线图（如下图）冗余系统原理接线图（如下图）5.“N+1”故障转换电路 “N+1”冗余系统，在多台设备故障时，只能倒换其中一台故障设备。所以“+1”发送盘FS，在用于区间各信号点发送盘FS故障倒换时，应按优先级别进行。优先级由工程设计时确定。一般可按先下行、后上行、先离去、后接近、再一般闭塞分区的顺序进行倒换。 由于“+1”发送盘FS随时需要“顶替”不同区段、不同信号点处的发送盘FS进行工作，同时还需满足不

32、同区段、不同信号点对发送盘的不同要求。因此“+1”发送盘FS必须有相应的故障倒换电路来保证这些要求的实现。 “N+1”故障转换电路主要考虑四方面问题，一是发送通道的选择，即决定“+1”发送盘产生的移频信号送往哪个闭塞分区；二是编码条件选择，决定“+1”发送盘应该选用哪个区段的编码条件进行编码；三是载频选择，决定“+1”发送盘此时采用何种载频进行移频信号调制；四是功出电压的选择。以上四个方面的条件选择，均由故障倒换电路完成。 当某发送盘FS的发送报警继电器FBJ落下时，则通过FBJ落下接点自动将通道转接至发生故障的区段，自动接入该区段的编码条件，自动选通相应载频电路。 2.3 接收器接收器2.3

33、.1 作用：作用： 接收器接收端及输出端均按双机并联运用设计，与另一台接收器构成相互热机并联运用系统（或0.5+0.5），保证接收系统的高可靠运用。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的解调，给出短小轨道电路执行条件，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。 2.3.2 原理框图及原理说明原理框图及原理说明1接收器双机并联运用原理框图接收器双机并联运用原理框图 接收器由本接收“主机”及另一接收“并机”两部分构成。

34、 ZPW-2000A系统中A、B两台接收器构成成对双机并联运用，即： A主机输入接至A主机，且并联接至B并机； B主机输入接至B主机，且并联接至A并机。 A主机输出与B并机输出并联，动作A主机相应执行对象(A GJ)； B主机输出与A并机输出并联，动作B主机相应执行对象(B GJ) 2接收器原理框图（如下图）接收器原理框图（如下图）主轨道A/D、小轨道A/D：模数转换器，将主机、并机输入的模拟信号转换成计算机能处理的数字信号。CPU1、CPU2：是微机系统，完成主机、并机载频判决、信号采样、信息判决和输出驱动等功能。安全与门14：将两路CPU输出的动态信号变成驱动继电器（或执行条件）的直流输出

35、。载频选择电路：根据要求，利用外部的接点，设定主机、并机载频信号，由CPU进行判决，确定接收盒的接收频率。接收盒根据外部所确定载频条件，送至两CPU，通过各自识别，并通信、比较确认一致，视为正常，不一致时，视为故障并报警。外部送进来的信号，分别经过主机、并机两路模数转换器转换成数字信号。两套CPU对外部四路信号进行单独的运算，判决处理。表明接收信号符合幅度、载频、低频要求时，就输出3kHz的方波，驱动安全与门。安全与门收到两路方波后，就转换成直流电压带动继电器。如果双CPU的结果不一致，安全与门输出不能构成，且同时报警。电路中增加了安全与门的反馈检查，如果CPU有动态输出，那么安全与门就应该有

36、直流输出，否则就认为安全与门故障，接收盒也报警。如果接收盒收到的信号电压过低，就认为是列车分路。3.载频读取电路（如下图）载频读取电路（如下图）接收载频读取电路与发送低频载频读取电路类似，载频通过相应端子接通24V电源确定，通过光电耦合器将静态的直流信号转换成动态的交流信号，由双CPU进行识别和处理，并实现外界电路与数字电路的隔离。4微机处理器电路（如下图）微机处理器电路（如下图） 5安全与门电路安全与门电路 安全与门电路有四个，分别带动主机轨道继电器，并机轨道继电器以及提供主机小轨道继电器、并机小轨道继电器的执行条件。其电路原理与发送器FBJ电路类似，故不详述，如下图： 6故障表示灯故障表示

37、灯 为便于检修所对复杂数字电路的维修，盒内针对每一套CPU设置了一个指导维修人员查找设备故障的“故障表示灯”。用其闪动状况表示它可能出现故障的点，具体情况如表。G闪动次数（N）含 义可能的故障点1CPU故障RAM故障CPU 内部RAM故障2主机载频故障载频输入条件没有或有两个及以上；相应的光耦被击穿。3备机载频故障载频输入条件没有或有两个及以上；相应的光耦被击穿。4通信故障CPLD故障或另一CPU故障5安全与门1故障安全与1输出电路故障6安全与门2故障安全与2输出电路故障7安全与门3故障安全与3输出电路故障8安全与门4故障安全与4输出电路故障9EPROM故障2.3.3 接收器双机并联运用原理接

38、收器双机并联运用原理1接收器外线连接示意图（如下图）接收器外线连接示意图（如下图）2接收接收器端子代器端子代号及用途号及用途说明（如说明（如下表）下表） 序号代号用途1D地线2+2424V 电源3(+24)24V电源（由设备内给出，用于载频及类型选择）4024024V电源51700(Z)主机1700HZ载频62000(Z)主机2000HZ载频72300(Z)主机2300HZ载频82600(Z)主机2600HZ载频91(Z)主机1型载频选择102(Z)主机2型载频选择11X1(Z)主机小轨道1型载频选择12X2(Z)主机小轨道2型载频选择13ZIN(Z)主机轨道信号输入14XIN(Z)主机邻区段

39、小轨道信号输入15GIN(Z)主机轨道信号输入共用回线16G(Z)主机轨道继电器输出线17GH(Z)主机轨道继电器回线18XG(Z)主机小轨道继电器（或执行条件）输出线19XGH(Z)主机小轨道继电器（或执行条件）回线20XGJ(Z)主机小轨道检查输入21XGJH(Z)主机小轨道检查回线221700(B)并机1700HZ载频232000(B)并机2000HZ载频242300(B)并机2300HZ载频252600(B)并机2600HZ载频261(B)并机小轨道1型载频选择272(B)并机小轨道2型载频选择28X1(B)并机正向运行选择29X2(B)并机反向运行选择30ZIN(B)并机轨道信号输入

40、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33G(B)并机轨道继电器输出线34GH(B)并机轨道继电器回线35XG(B)并机小轨道继电器（或执行条件）输出线36XGH(B)并机小轨道继电器（或执行条件）回线37XGJ(B)并机小轨道检查输入38XGJH(B)并机小轨道检查回线39JB+接收故障报警条件“”40JB-接收故障报警条件“”3接收器插座底板视图（如下图）接收器插座底板视图（如下图）4接收器双机并联运用原理接线图（如下图）接收器双机并联运用原理接线图（如下图）2.4 衰耗盘衰耗盘2.4.1 作用：作用：1. 用做对主轨道电路的接收端输入电平调整。2

41、. 对小轨道电路的调整含正反向。3. 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测试条件。4. 给出发送、接收故障报警和轨道占用指示灯等。5. 在N+1冗余运用中实现接收器故障转换时主轨道继电器和小轨道继电器的落下延时。2.4.2 衰耗盘面板布置图衰耗盘面板布置图 注：发送工作灯：绿色接收工作灯：绿色轨道占用灯：红色2.4.3 电路原理说明电路原理说明衰耗盘1轨道输入电路轨道输入电路 主轨道信号V1、V2自C1C2变压器B1输入，B1变压器其阻抗约为3655（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其匝比为116：（11

42、46）。次级通过变压器抽头连接，可构成1146共146级变化，按调整表调整接收电平。2小轨道电路输入电路小轨道电路输入电路 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1:3升压变压器B2输出至接收器。移频报警电路3表示灯电路表示灯电路（1）“发送工作”灯通过发送器输入FBJ1、FBJ2条件构成，并通过“光耦1”接通发送报警条件（BJ1、BJ2）。（2）“接收工作”灯通过输入接收器JB+、JB-条件构成，并通过

43、“光耦2”接通接收报警条件（BJ2、BJ3）。（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“轨道站用灯”点灯。4测试端子测试端子SK1：“发送电源”接FS+24V、024VSK2：“发送功出”接发送器功出SK3：“接收电源”接JS+24V、024VSK4：“接收输入”SK5：“主轨道输出”经B1变压器电平调整后输出至主轨道主机、并机。SK6：“小轨道输出”经调整电阻调整后，通过B2变压器送至小轨道主机、并机。SK7：“GJ”主轨道，GJ电压SK8：“XG”小轨道执行条件电压。5移频总报警继电器（移频总报警继电器（YBJ） YBJ控制电路仅在移频

44、柜第一位置设置。 在衰耗盘设“光耦5”。FS+24电流通过对本段轨道电路发送故障条件（BJ1、BJ2）、接收故障条件（BJ2、BJ3）以及其它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”受光器导通控制三级管V7导通，并使YBJ励磁。 电容C1起到缓放作用，防止各报警条件瞬间中断，造成YBJ跳动。2.4.4 衰耗盘外线连接衰耗盘外线连接 BJ-2BJ-1a28b28YB+c27a27YBJBJ-3c280 24+ 24122.4.5 衰耗盘端子用途说明衰耗盘端子用途说明 序号端子号用途1c1轨道信号输入2c2轨道信号输入回线3a24正向小轨道信号输入4c24反向小轨道信号输入5

45、a1a10、c3、c4主轨道电平调整6a11a23正向小轨道电平调整7c11c23反向小轨道电平调整8c5主机主轨道信号输出9c7主机小轨道信号输出10c6、c8主机主轨道小轨道信号输出共用回线11b5并机主轨道信号输出12b7并机小轨道信号输出13b6、b8并机主轨道小轨道信号输出共用回线14a30、c30轨道继电器（G、GH）15a31、c31小轨道继电器（XG、XGH）16a29发送24直流电源17c29接收24直流电源18c9024电源19a25、c25发送报警继电器FBJ-1、FBJ-220a26、c26接收报警条件JB+、JB-21a27移频报警继电器YBJ22c27移频报警检查电

46、源YB+23a28、b28发送报警条件BJ1BJ224b28、c28接收报警条件BJ2BJ325a32、c32功放输出S1、S22.5 站防雷和电缆模拟网络 2.5.1 作用：作用： 用做对通过传输电缆引入室内雷电冲击的防护（横向、纵向）。通过0.5、0.5、1、2、2、2*2km六节电缆模拟网络，补偿实际SPT数字信号电缆，使补偿电缆和实际电缆总距离为10km，以便于轨道电路的调整和构成改变列车运行方向电路。2.5.2 原理框图原理框图0.5km0.5km 1km 2km 2kmkm雷电纵向防护雷电横向防护至发送及接收衰耗盘至室外电缆2*2站防雷和电缆模拟网络原理框图2.5.3 站防雷电路原

47、理简要说明站防雷电路原理简要说明 在其上有室外电缆带来的雷电冲击信号，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。1.横向雷电防护：横向雷电防护： 采用280V左右防护等级压敏电阻。 从维修上考虑，压敏电阻应具有模块化、阻燃、有劣化指示、可带电插拔及可靠性较高的特点。 2.纵向雷电防护：纵向雷电防护： 对于线对地间的纵向雷电信号可采用以下三方式：（1）加三极放电管保护：（2）加低转移系数防雷变压器防护 采用低转移系数防雷变压器，其原理图如下：结构1：结构2：室外侧A与室内侧C为相互“环抱”缠绕，中间有加厚隔离层B，以减少线圈间耦合电容CB，线圈C被非封口的金属铂D包裹，工艺中加

48、大之间的耦合电容CD，并将D接至地线E。如下图：（3）室外加站间贯通地线防护：室外采用贯通地线做为钢轨对地不平衡的良好泄流线，如下图：2.5.4 电缆模拟网络简要说明电缆模拟网络简要说明 “电缆模拟网络”可视为室外电缆的一个延续。1电路原理图：2电缆模拟网络按0.5、0.5、1、2、2、2*2km六节对称型网络，以便串接构成0-10km按0.5km间隔任意设置补偿模拟电缆值。3模拟电缆网络值按以下数值设置：R:23.5/kmL:0.75mH/kmC:29nF/kmR、L按共模电路设计，考虑故障安全，C采用四端引线。 2.6 补偿电容作用及原理补偿电容作用及原理2.6.1 保证轨道电路传输距离保

49、证轨道电路传输距离:由于60kg重1435mm轨距的钢轨电感1.3H/m。同时每米约有几个pf电容。对于17002300Hz的移频信号，钢轨呈现较高的感抗值。该值大大高于道碴电阻时，对轨道电路信号的传输产生较大的影响。为此，采取分段加补偿电容的方法，减弱电感的影响。其补偿原理可理解为将每补偿段钢轨L与电容C视为串联谐振，见下图: R LCDCAB一般载频频率低，补偿电容容量大；最小道碴电阻低，补偿电容容量大；轨道电路只考虑加大机车信号入口电流，不考虑列车分路状态时，电容容量大。为保证轨道电路电容调整、分路及机车信号同时满足一定要求时，补偿电容容量应有一个优选范围。补偿电容设置密度加大，有利于改

50、善列车分路，减少轨道电路中列车分路电流的波动范围，有利于延长轨道电路传输长度，过密设置又增加了成本，带来维修的不便，要适当考虑。补偿电容的设置方式宜采用“等间距法”，即将无绝缘轨道电路两端BA间的距离L按补偿电容总量N等分，其步长。轨道电路两端按半步长，中间按全步长（）设置电容，以获得最佳传输效果。综上，根据载频频率、最低道碴电阻数值、轨道电路传输状态的要求、电容容量、数量、设置方法得当，将大大改善轨道电路的传输，加大轨道电路传输长度。ZPW2000A区间补偿电容有55F、 50F 、46F 和40F四种。 2.6.2 保证接收端信号有效信干比：保证接收端信号有效信干比： 由于轨道电路加补偿电

51、容后趋于阻性，改善了轨道电路信号传输，加大了轨道入口端短路电流，减小了送受电端钢轨电流比，从而保证了轨道电路入口端信号、干扰比，改善了接收器和机车信号的工作。2.6.3 实现了对断轨状态的检查实现了对断轨状态的检查:2.6.4 保证了钢轨同侧两端接地条件下，轨道电路分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性能：路及断轨检查性能： 由以上分析可以看出，加装补偿电容是保证轨道电路有较高技术性能的有效和必要的措施。 第三章 技术指标及测试 3.1 总技术条件 3.1.1 环境条件环境条件 ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路在下列环境条件下应可靠工作：1周围空气温度： 室外：-30+7

52、0 室内：-5+402周围空气相对湿度： 不大于95%（温度30时） 大气压力：74.8kPa106kPa（相对于海拔高度2500m以下）3周围无腐蚀和引起爆炸危险的有害气体。3.1.2 发送器：发送器：1低频频率：低频频率：10.3+n1.1Hz ，n=017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 Hz、27.9 Hz、29 Hz2载频频率载频频率下行： 1700-1 1701.4 H

53、z 1700-2 1698.7Hz 2300-1 2301.4Hz 2300-2 2298.7 Hz上行： 2000-1 2001.4 Hz 2000-2 1998.7Hz 2600-1 2601.4Hz 2600-2 2598.7 Hz3频偏：频偏：11 Hz4输出功率输出功率 ：70W（400负载）3.1.3 接收器：接收器：轨道电路调整状态下：主轨道接收电压不小于240mV；主轨道继电器电压不小于20V（1700负载，无并机接入状态下）；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）；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）

54、。3.1.4 直流电源：直流电源：电压范围：23.5V24.5V；与原有UM71系统设备配套，其直流电压范围为22.528.8V。 3.1.5 轨道电路轨道电路1主轨道电路工作值 240mV；2小轨道电路工做值 33.3 mV；3分路灵敏度为0.15；4主轨道电路分路残压为140mV（带内）；5ZPW2000在10km SPT电缆及不同道碴电阻条件。6ZPW2000在10、12.5、15km SPT电缆及1.0、1.2、1.5km道碴电阻下，轨道电路传输长 度。 7主轨道无分路死区 调谐区分路死区不大于5m。8有分离式断轨检查性能 轨道电路全程（含主轨及小轨）断轨，有关轨道继电器可靠失磁。9机

55、械机械、机械电气、电气电气三种方式绝缘轨道电路具有相同传输长度。10系统冗余（1）发送器采用N+1冗余，实行故障检测转换；（2）接收器采用成对双机并联运用，故障报警。3.2 室内设备室内设备3.2.1 发送器发送器1技术指标技术指标 区间发送器 技术指标如下表 序号项 目指标范围备 注1低频频率Fc0.03HzFc为10.3Hz29Hz共18个信息2载频频率1700-11700-22300-12300-22000-12000-22600-12600-21701.4Hz0.15 Hz1698.7Hz0.15 Hz2301.4Hz0.15 Hz2298.7Hz0.15 Hz2001.4Hz0.15

56、 Hz1998.7Hz0.15 Hz2601.4Hz0.15 Hz2598.7Hz0.15 Hz3输出电压 （1电平）161V170V直流电源电压为25V0.5V400负载Fc=18 Hz输出电压 （2电平）146V154V输出电压 （3电平）128V135V输出电压 （4电平）104.5V110.5V输出电压 （5电平）75V79.5V4故障转换时间1.6S故障至FBJ后接点闭合图：发送器测试接线图2测试项目及方法测试项目及方法（1）测试接线 端子位置见：区间发送器插座版底视图 低频连接端子 如下表频率（HZ）10.311.412.513.614.715.816.91819.1所列端子与 +

57、24-2 连接F18F17F16F15F14F13F12F11F10频率（HZ）20.221.322.423.524.625.726.827.929所列端子与 +24-2 连接F9F8F7F6F5F4F3F2F1 载频选择端子载频有八种，四个基本载频配合-1与-2完成 如下表 载频频率1700-11700-22000-12000-22300-12300-22600-12600-2所列端子相互连接+24-21700-1+24-21700-2+24-22000-1+24-22000-2+24-22300-1+24-22300-2+24-22600-1+24-22600-2电平级选择 如下表电平级1

58、级2级3级4级5级端子连接方 法129，111129，112129，113129，114129，115顺号名 称规 格数量用 途1直流稳压电源24V/10A1+48V电源2频谱分析仪HP3561A或CD963A1测频率3示波器1观查波形4数字万用表HP 8840A1测功出电压5电阻RX4 400500W0.3%1功出负载（纯阻）6继电器JWXC-17002FBJ7兆欧表ZC-7 500V1测整机绝缘8电秒表1测应变时间（2）测试用仪表以及电子元件 如下表（3）测试步骤： 通过连接线端子，选择所需载频。 开启直流稳压电源，经过约5S的延迟，发送“工作”表示灯亮，FBJ励磁。表示发送盒工作正常。

59、在信号输出端S1、S2测量输出电平、载频频率及低频频率。用万用表电压档，在FBJ两端测量继电器两侧电压。 测量各引线端子与金属外壳导电部分绝缘电阻，25M。 3.2.2 接收器接收器1技术指标 见下表 2测试项目及方法：测试项目及方法： 接收器采用了双机热备的设计方法，测试时只需对单机分别进行测试，即可检验设备的技术性能。测试选择一个独立的信号发生器做为信号输入源，通常选用HP 8904A，产生移频信号。 测试分为两部分：1）主轨道部分测试：小轨道输入XGJ，XGJH给定一24V电源；2）小轨道部分测试：直接对小轨道输出XG，XGH进行监视。（1）测试接线及说明 如下图吸起落下电压测试端子位置

60、见：端子位置见：接收器插座版底视图载频选择端子载频选择端子载频有八种，四个基本载频配合-1与-2完成 如下表载频频率1700-11700-22000-12000-22300-12300-22600-12600-2端子连接+241700-1+241700-2+242000-1+242000-2+242300-1+242300-2+242600-1+242600-2 主轨道载频确定后，小轨道自动形成为该方向另一载频频率，但型号由X1(Z)、X2(Z)、X1(B)、X2(B)接点送24V电源进行选择。 信号源的连接信号源的连接 如上图所示，对主轨道部分测试时连接图中的实线部分。对小轨道部分测试时连接