《城市轨道交通信号与通信设备运用（活页式）》课件 2.信号基础设备-轨道电路和转辙机

授课教师：城市轨道交通信号与通信设备运用全课导航绪

论

概述项目一

继电器和信号机项目二

轨道电路和转辙机项目三

计轴器和应答器项目四

区间闭塞设备项目五

联锁设备项目六

列车自动控制系统项目七

城市轨道交通通信系统项目二轨道电路和转辙机项目二轨道电路和转辙机项目导读轨道电路是利用钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路，它是铁路信号的重要基础设备。轨道电路能监督线路的占用情况，以及将列车运行与信号显示等联系起来，即向列车传递行车信息，它的性能直接影响行车安全和运输效率。道岔是机车车辆从一个股道转入或越过另一股道的线路设备，它的转换和锁闭由转辙机进行控制。转辙设备由安装装置、各类杆件、转辙机、锁闭装置和挤岔装置组成。设备应安全可靠，发生故障时，必须符合“故障—安全”原则。任务一认识轨道电路任务二认识转辙机目录CONTENTS教学目标知识目标能识别轨道电路各部件，并知道各部件作用及原理。技能目标素质目标熟悉轨道电路的组成、工作原理、作用、常见故障及轨道绝缘设置。掌握轨道电路的划分和命名。理解转辙机的作用、基本要求、分类和设置。掌握ZD6型和S700K型转辙机的结构和工作原理。积极参加轨道电路故障应急处理演练，总结轨道电路故障处理经验，提升故障应急处理能力。在学习和工作中提升团队协作意识，培养细心、专注的工作习惯，与团队成员积极配合，共同保障地铁的运营安全。任务一认识轨道电路知识准备一、轨道电路的组成、工作原理及作用二、轨道电路的种类三、轨道电路的划分和命名四、轨道绝缘的设置一、轨道电路的组成、工作原理及作用1．轨道电路的组成轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，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，如图所示：轨道电路的组成图一、轨道电路的组成、工作原理及作用两条钢轨是轨道电路的导体。为了减小钢轨接头的接触电阻，可增设轨端接续线。钢轨接续线有塞钉式和焊接式两种。（a）塞钉式钢轨接续线（b）焊接式钢轨接续线钢轨接续线图1．轨道电路的组成1）导体一、轨道电路的组成、工作原理及作用钢轨绝缘安装在相邻两个轨道电路的衔接处，以保证相邻轨道电路在电气上的可靠隔离。城市轨道交通的正线多采用无缝线路，需要使用电气绝缘来分隔相邻轨道电路。2）钢轨绝缘3）送电设备用于向轨道电路供电1．轨道电路的组成提示送电和受电设备一般放在轨旁的变压器箱或电缆盒内，轨道继电器设在室内。送、受电设备由引接线直接接向钢轨或通过电缆过轨后由引接线接向钢轨。发送一定信息的电子设备，通过轨道电路向列车传递行车信息。电源电子设备一、轨道电路的组成、工作原理及作用5）限流电阻限流电阻的作用：保护电源不致因过负荷而损坏保证列车占用轨道电路时，轨道继电器可靠落下1．轨道电路的组成4）受电设备用于反映轨道电路范围内有无列车、车辆占用和钢轨是否完整当轨道电路中包含有控制信息时，轨道电路的受电设备也可以是能够接收并鉴别电流特性的电子设备，根据接收到的不同特性电流，令有关继电器动作。轨道继电器电子设备一、轨道电路的组成、工作原理及作用2．轨道电路的工作原理轨道电路有调整、分路、断轨三种状态，其工作原理分别如下。1）调整状态当轨道区段内钢轨完整，且未被列车或车辆占用时，即空闲时，轨道电路的电流从电源正极经钢轨、轨道继电器线圈回到负极而构成回路，继电器处于吸起状态，接通绿灯，表示轨道区段内无车占用，此状态称为轨道电路的调整状态。轨道电路调整状态原理图轨道电路工作原理点击播放微课一、轨道电路的组成、工作原理及作用2）分路状态

当轨道区段有列车或车辆时，即占用时，由于列车的车轮轮对横跨在钢轨上，轮对的电阻比轨道继电器线圈的电阻小得多，送电端送出的轨道电流绝大部分被轮对分路，致使轨道继电器因得不到足够的电流而失磁落下，接通红灯，表示这个轨道区段已被车占用，此状态称为轨道电路的分路状态。轨道电路分路状态原理图2．轨道电路的工作原理153）断轨状态

当轨道区段内发生断轨或断线等故障时，流经继电器线圈的电流中断，使继电器失磁落下，此状态称为轨道电路的断轨状态。一、轨道电路的组成、工作原理及作用2．轨道电路的工作原理1）监督列车占用情况

利用轨道电路可监督列车在区间或列车和调车车列在站内的占用情况。当轨道电路反映该线段空闲时，可为开放信号、建立进路或构成闭塞提供依据；当轨道电路被占用时，可控制相应信号机自动关闭，实现信号系统自动控制。一、轨道电路的组成、工作原理及作用3．轨道电路的作用2）传递行车信息

在城市轨道交通的ATP子系统中，轨道电路传递的行车信息，可为列车运行自动控制系统提供控制列车运行所需要的前行列车位置、运行前方信号机状态和线路条件等信息，以确定列车运行的目标速度，控制列车在当前运行速度下是否减速或停车。提示对于ATC系统来说，带有编码信息的轨道电路是车和地之间信息传输的通道之一。1）按传输电流特性分类二、轨道电路的种类工频交流轨道电路按传输电流特性分类采用工频50Hz交流电源，它又可分为工频连续式轨道电路和相敏轨道电路。目前城市轨道交通中广泛应用的是相敏轨道电路。音频轨道电路模拟式音频轨道电路采用调幅或调频方式，可传输较多信息，不仅能监督轨道占用状态，还能反映列车运行前方三个或四个闭塞分区的占用情况。数字编码式音频轨道电路采用数字调频方式，可传输更多信息，编码中包含了速度码、闭塞分区长度码、线路坡度码、纠错码等。2）按绝缘性质分类18二、轨道电路的种类有绝缘轨道电路按绝缘性质分类利用钢轨绝缘实现本轨道电路与相邻轨道电路的电气隔离。它常用作城市轨道交通车辆段内的轨道电路。无绝缘轨道电路分界处不设置钢轨绝缘，它采用不同频率信号电流，利用不同谐振回路对不同频率所呈现的不同阻抗，来实现对相邻轨道电路的电气隔离。无绝缘轨道电路满足城市轨道交通电化牵引和采用无缝线路的要求，常用于正线线路。193）按应用地点分类19二、轨道电路的种类（车辆段）站内轨道电路按应用地点分类（车辆段）站内轨道电路站内轨道电路用于车站内或车辆段，主要用于监督轨道区段是否空闲，一般不能发送控制信息。站内轨道电路分为无岔区段轨道电路和道岔区段轨道电路。区间轨道电路区间轨道电路用于正线。主要用于自动闭塞区段，不仅监督区间是否空闲，而且能够传输包含有前行列车位置、信号显示、线路状态、限制速度等内容的信息19三、轨道电路的划分和命名正线一般采用无绝缘轨道电路，每隔一定距离划分一个闭塞分区。1）正线轨道电路划分1．轨道电路的划分2）车辆轨道电路划分车辆段一般采用有绝缘轨道电路，轨道电路之间采用钢轨绝缘将两个轨道电路划分为互不干扰的独立电路单元，即轨道电路区段。三、轨道电路的划分和命名站内轨道电路的划分原则：（1）凡有信号机的地方，均装设钢轨绝缘，将信号机的内、外方应划分为不同区段。（2）凡能平行运行的线路，其间应设钢轨绝缘隔开。例如:渡线道岔上的钢轨绝缘。（3）在一个轨道电路区段内包含的道岔，原则上不应超过三组。（4）为了提高咽喉区使用效率、应将轨道区段适当划短，使道岔区段能及时解锁后办理其他进路。（5）在车辆段内，停车线一般划为两个轨道电路区段，允许同时停放两辆列车。

三、轨道电路的划分和命名道岔区段和无岔区段轨道电路的命名方法不同，具体如下。2．轨道电路的命名在道岔区段，轨道电路根据道岔编号来命名。1）道岔区段包含一组道岔：用该组道岔名称命名。例如，图中包含12号道岔的轨道区段为12DG。

包含三组道岔：用该三组道岔最大和最小道岔号名称，以及中间加连字符命名。例如，图中包含15，16，18号道岔的轨道区段命名为15-18DG。包含两组道岔：用该两组道岔名称，以及中间加连字符命名。例如，图中包含14号和17号道岔的轨道区段为14-17DG。三、轨道电路的划分和命名无岔区段轨道电路的命名方法分以下几种情况。2）无岔区段股道轨道电路：以股道号命名，如图中的ⅠG，ⅡG等。进站内方轨道电路：根据所衔接的股道编号加A或B，如图中的ⅠAG。检车线、牵出线等处调车信号机外方的接近区段：在调车信号机名称后加G。如图所示，牵出线调车信号机前方的轨道电路名称为D21G。调车信号机之间的无岔区段：以两端道岔编号写成分数形式再加G表示。例如，图中D5和D15之间的无岔区段1/19G。2．轨道电路的命名三、轨道电路的划分和命名如图所示，请按照轨道电路的一般命名方法为各个轨道电路命名，并说说轨道电路的组成及作用，分析轨道电路的工作原理。活学活练模拟站场图四、轨道绝缘的设置道岔区段轨道电路的分界绝缘应安装在道岔警冲标（警告停车列车不准越过的标志）内方，距离警冲标不小于3.5m的地方。若分界绝缘与警冲标的距离小于3.5m，则其车钩及车身边缘可能侵入邻线的建筑接近限界，危及邻线上通过列车的安全，这是不能容许的。若实在不能满足此要求，则该绝缘节称为侵限绝缘。当相邻两组道岔警冲标之间的距离不足7m时，其中间安装的分界绝缘也称为侵限绝缘。侵限绝缘在信号设备平面图上以圆圈表示。无论电务作业或工务作业，在确认作业影响范围时，必须考虑有无侵界绝缘，并采取相应的防护措施。侵限绝缘侵限绝缘非占用红光带非占用红光带指的是轨道区段没有车占用时，控制台相对应的区段显示红色光带。原因分析：轨道电路送电电低、道床潮湿肮脏使得漏泄电流大、轨道电路断线断轨、轨道电路绝缘双破损等。由于显示“红光带”的区段内所有道岔均不能正常转换，不能经过有“红光带”的区段正常办理接车、发车进路、不能正常开放信号，因此，发生非占用红光带主要影响车站的作业效率，部分行车安全依靠人工保障，有关工作人员必须严格执行非正常情况下的接发列车作业办法。轨道电路的常见故障分路不良分路不良故障指的是轨道区段有车占用时，有关轨道继电器不落下，控制台相对应的区段不显示红色光带。原因分析：除了轨道电路本身达到“分路状态最不利条件”以外，还包括轻车(如单机、轨道车等)、轨面不清洁(如生锈、有砂粉、冰雪等)、高阻轮对车(即车辆轮对自身电阻大)等原因。轨道电路的常见故障主要影响行车安全，由于不能利用轨道继电器检查出轨道区段有车占用，存在道岔中途转换、向占用线路接车等危险,因此发生分路不良问题后必须严格执行有关要求,确保办理接、发车作业安全。分路不良同样也会影响车站作业效率，由于不能可靠地分路有关轨道区段,造成列车进站或出站后，接、发车进路不能正常解锁，控制台上遗留有“白光带”，需人工操作才能解锁有关区段。任务二认识转辙机知识准备一、道岔二、转辙机的作用和基本要求三、转辙机的分类和设置四、ZD6型转辙机

列车在线路运行过程中，不可避免地需要在线路之间进行牵出、折返、过渡等作业，这就需要在线路之间设置转换和过渡装置。道岔是将一条轨道分支为两条或两条以上的设备，它是轨道线路中最关键的特殊设备，也是信号系统的主要控制对象之一。1．道岔的结构一、道岔道岔结构复杂、零件多、养护较难，是线路上的薄弱环节，它的质量直接影响行车安全。道岔一般由转辙、连接和辙叉三部分组成，如图所示。转辙部分：由尖轨、基本轨、连接零件及转辙机械组成。操作转辙机械，可以改变尖轨位置，设定道岔开通方向。连接部分：由两根曲线导轨，两根基本轨组成，其作用是将转辙部分和辙叉部分连接在一起成为完整的道岔。

辙叉部分：由辙叉心、翼轨、护轮轨等组成，其作用是保证车轮安全通过两股轨线的交叉处。1．道岔的结构一、道岔一、道岔2．道岔的分类1）按道岔几何形状分类单开道岔

对称道岔单开道岔道岔几何形状不同将一条线路分为两条，主线为直线方向，侧线由主线向左或右侧岔出。单开道岔是现场应用较多的一种道岔。对称道岔将直线轨道分为左右对称两条轨道的道岔三开道岔主线为直线，将一条轨道分为三条，两侧分支可以对称也可以不对称交叉道岔两条线路互相相交，形成交叉，可以是直角或菱形交叉三开道岔交叉道岔一、道岔2）按道岔号数分类

道岔号数又称辙叉号码，是道岔辙叉角的余切值。城市轨道交通线路常用的标准道岔号数有7号、9号、12号。为了行车安全平稳，列车通过道岔时速度应有一定的限制。车场内基本为7号道岔，正线及折返线上统一用9号道岔。道岔侧向允许通过的速度辙叉号7912速度（km/h）2530502．道岔的分类一、道岔3）按道岔转换时的控制方式分类2．道岔的分类单动道岔道岔转换时的控制方式不同扳动一根道岔握柄或按压一个道岔按钮，仅能使一组道岔转换，该道岔称为单动道岔。双动道岔能使两组道岔同时或顺序转换，则称为双动道岔（联动道岔）道岔的位置和状态道岔有两根可以移动的尖轨，一根密贴于基本轨，另一根尖轨离开，可以同时改变两根尖轨的位置，使原来密贴的分离，而原来分离的密贴，可见道岔有两个可以改变的位置。我们通常把道岔经常所处的位置叫做定位，临时需要改变的位置叫做反位。为改变道岔的两个位置，在道岔的尖轨处需而要安装道岔转辙设备。道岔左右位的判断什么是顺向道岔、对向道岔和分歧道岔？

道岔本无顺向和对向之分，它只是根据列车的运行方向而言的。

列车迎着道岔尖轨运行时，该道岔就叫对向道岔，反之，列车顺着道岔尖轨运行时，就叫顺向道岔。

机车车辆经过时，先经过辙叉再经过尖轨的道岔称为顺向道岔，反之为对向道岔。

一条铁路与另一条铁路在区间相连时,连接这两条铁路的道岔就是分歧道岔。41二、转辙机的作用和基本要求

1．转辙机的作用在集中联锁设备中，转辙机的作用是接收命令后带动道岔转换，其主要功能如下。（1）位置转换：根据需要转换道岔，使其位置转换至定位或反位。（2）道岔锁闭：道岔转至所需位置且密贴后，实现锁闭，防止外力转换道岔。（3）正确反映道岔位置：道岔的尖轨密贴于基本轨并锁闭后，给出相应的位置表示。（4）报警：道岔被挤或因故处于“四开”（两侧尖轨均不密贴）位置时，及时给出报警及表示。转辙机与道岔的结合42二、转辙机的作用和基本要求

2．转辙机的基本要求（1）作为转换装置，应具有足够大的拉力，以带动尖轨作直线往返运动；当尖轨受阻不能运动到底时，应随时可以通过操纵使尖轨回复原位。（2）作为锁闭装置，当尖轨和基本轨不密贴时，不应进行锁闭；一旦锁闭，应保证不致因车通过道岔时的震动而错误解锁。（3）作为监督装置，应能正确地反映道岔的状态。（4）道岔被挤后，在未修复前不应再使道岔转换。

1．转辙机的分类

按动作能源和传动方式不同，转辙机可分为电动转辙机、电动液压转辙机（电液转辙机）和电空转辙机。其中，电动转辙机和电液转辙机均由电动机提供动力，分别采用机械传动和液压传动方式。电空转辙机由压缩空气作为动力，由电磁换向阀控制。1）按动作能源和传动方式分类三、转辙机的分类和设置2）按锁闭道岔的方式分类内锁闭转辙机锁闭道岔方式不同依靠转辙机内部的锁闭装置锁闭道岔尖轨，是间接锁闭方式，如ZD6型电动转辙机和ZY（ZYJ）7型单机联动牵引系列转辙机。锁闭可靠程度较差，列车对转辙机的冲击较大。外锁闭转辙机虽然内部也有锁闭装置，但主要依靠转辙机外的外锁闭装置锁闭道岔，将密贴尖轨直接锁于基本轨，斥离尖轨锁于固定位置，是直接锁闭方式，如S700K转辙机。锁闭可靠，对转辙机几乎没有冲击，寿命长。1．转辙机的分类三、转辙机的分类和设置3）按供电电源分类直流转辙机供电电源不同采用直流电源，由直流电动机作为动力，如ZD6系列电动机转辙机。直流转辙机采用直流电动机，存在换向器和电刷，因而易损坏、故障率较高。交流转辙机采用三相交流电源或单相交流电源，由三相异步电动机或单相异步电动机作为动力，如S700K型电动转辙机和ZY（ZYJ）7型电液转辙机。交流转辙机采用感应式交流电动机，不存在换向器和电刷，因此故障率低，且单芯电缆控制距离远。1．转辙机的分类三、转辙机的分类和设置4）按是否可挤分类（a）可挤型转辙机（b）不可挤型转辙机可挤型转辙机是否可挤不同内设挤岔保护装置（挤切或挤脱）。当道岔被挤时，动作杆解锁，保护整机。不可挤型转辙机机内不设挤岔保护装置。当道岔被挤时，若挤坏动作杆与整机连接结构，应整机更换。三、转辙机的分类和设置2．转辙机的设置一台转辙机牵引一组道岔，称为单机牵引两台转辙机牵引一组道岔，称为双机牵引由两台以上转辙机牵引一组道岔，称为多机牵引通常，一组道岔由一台转辙机牵引，如果正线采用9号道岔，尖轨部分需要两台转辙机牵引拓展视野

国铁上的12号道岔，尖轨加长且有弹性，需两台转辙机牵引，可动心轨、道岔心轨需单独各设置一台转辙机。有的提速道岔需要设置更多转辙机，如图所示。多台转辙机牵引道岔四、ZD6型转辙机1．

ZD6型转辙机的结构ZD6型电动转辙机由电动机、减速器、摩擦联接器、自动开闭器、表示杆、动作杆、锁闭齿轮、齿条块、移位接触器等组成。ZD6电动转辙机实物及结构图四、ZD6型转辙机电动机：是电动转辙机的动力源，要求具有足够的功率，以获得必要的转矩和转速。ZD6型转辙机采用直流串激电动机。减速器：是电动转辙机的主要部