Z P W A型无绝缘轨道电路原理说明书
集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
原理说明
1．系统原理
2．ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路系统，与UM71无绝缘轨道电路一样采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。电气绝缘节长度改进为29m，由空心线圈、29m长钢轨和调谐单
元构成。调谐区对于本区段频率呈现极阻抗，利于本区段信号的传输及接收；对于相邻区段频率信号呈现零阻抗，可靠地短路相邻区段信号，防止了越区传输，这样便实现了相邻区段信号的电气绝缘。同时为了解决全程断轨检查，在调谐区内增加了小轨道电路。
3． ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区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”。
4．主轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号，该信号经电缆通道（实际电缆和模拟电缆）传给匹配变压器及调谐单元，因为钢轨是无绝缘的，该信号既向主轨道传送，也向小轨道传送。主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端，然后经调谐单元、匹配变压器、电缆通道，将信号传至本区段接收器。
5．调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成小轨道电路轨道继电器执行条件通过（XG、
XGH）送至本轨道电路接收器，做为轨道继电器（GJ）励磁的
必要检查条件之一。本区段接收器同时接收到主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件，判决无误后驱动轨道电路继电器吸起，并由此来判断区段的空闲与占用情况。主轨道和调谐区小轨道检查原理示意图见图2-1。
6．该系统“电气—电气”和“电气—机械”两种绝缘节结构电气性能相同。
7．2．电路工作原理及冗余设计
8．2．1 发送器
9．2．1．1 用途
10．
11．ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路发送器在区间适用于非电码化和电码化区段18信息无绝缘移频自动闭塞，供自动闭塞、
机车信号和超速防护使用。在车站可适用于非电码化和电码化区段站内移频电码化发送，并可作站内移频轨道电路使用。12．2．1．2 原理框图及电路原理简要说明
13．
14．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CPU中，其中CPU1产生包括低频控制信号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发送报警继电器励磁，并使经过功放的FSK信号输出。当发送输出端短路时，经检测使“控制与门”有10S的关闭（装死或休眠保护）。
15．（2）微处理器、可编程逻辑器件及作用
16． 1、采用双CPU、双软件、双套检测电路、闭环检查。17． 2、CPU采用80C196，由它构成移频发生器，控制产生移频信号，它还担负着输出信号检测等功能。
18．3、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。
19．（3）低频和载频编码条件的读取
20． 1、低频编码条件读取
21．采用24V电源构成一个功率型、防干扰、有“故障—安全”
保证的电路。为了实现动态检测，并用光电耦合器实现隔离。22．如图所示为18路低频编码条件读取电路的一路，当CPU准备读取低频编码条件，先送一低电平到B，使光耦2导通。如果这时编码条件处于接通状态，光耦1应导通。A处于低电平状态。如果编码条件未接通，光耦1截止，A处于高电平状态。
根据A端的电平，就可以判断出低频编码条件是否接通。23．在低频编码条件读取电路中，光耦1起到了关键作用。如果光耦1被击穿，接可能导致编码条件读取错误，影响安全。因
此，为了保证低频编码条件读取电路的故障安全，在电路设计中增加了光耦2电路环节。
24．在读取CPU编码条件时，送一低电平到B，在检测光耦1的好坏时，送一高电平到B，使光耦截止，切断编码条件读取电
路，若此时光耦1正常，A应为高电位，若光耦1故障，A处
就为低电位。这样，CPU就可以判断出编码条件读取电路是否故障。
25．如果光耦2本身故障，CPU也会检测到并报警，这里不再分析。
26．2、载频编码条件读取
27．载频编码条件读取，与低频编码条件的读取相类同。28．（4）稳步信号产生
29．低频、载频编码条件通过并行I/O接口传到两个CPU后，首先判断该条件是
30．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。
31．1、经检测后，CPU各产生一个控制信号、经过“控制与门”，将FSK信号送至方波正弦波变换器。
32．2、方波正弦波变换器：该变换器是由可编程低频滤波器260集成芯片构成。
33．（5）功率放大器
34．1、简化电路
35．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，其简化电路见下图3-3。FSK信号经过B5输出至共集电极乙类推挽放大器V12、V16分别对输入信号正负半波进
行放大。
36．2．实际电路构成
37．在电路设计中，考虑了以下情况：
38．●鉴于输出功率圈套，直接由B5通过功率管B6有较大的功率输出，啬了前级电路负荷。为此，在构成功率放大过程中，
V30（V18）选用达林顿大功率三极管。并由V52、V29与V30
（V20、V19与V18）、构成多级复合放大。这样，大大减轻了前级的负荷。
39．●二极管V27（V15）用于V26（V17）的eb结温度补偿。40．●二极管V24（V21）用于V25（V20）保护。
41．●V26（V17）也构成过电流防护。当V25（V20）IC过高，V26（V17）将导通，构成对后级的“钳位”控制。
42．●为了解决eb死区所构成的交越失真，由R55和二极管V23、V22给定的的偏压，使得V25（V20）的eb结处于放大区和死区的交界点处。
43．（6）安全与门电路
44．对数字电路来讲，当发生故障时，一般表现出固定的高电平1或固定的低电平0，为此，我们把动态方波信号作为正常工作信号，两路CPU正常工作时分别产生各自的方波信号，通过安全与门，产生一个直流信号，发送报警继电器FBJ，如果任何一路方波信号没有，应不会产生直流信号，发送报警继电器将落下，切断移频信号的输出。
45．当有方波1时，光耦1处于开关状态，回路中的电流处于交变状态，变压器隔离以及整流滤波，产生一个独立的直流电源电压信号，此外，如果方波2存在，那么，光耦2也处于开关状态，使三极管处于开关状态，通过三极管的放大、变压器的隔离及整流滤波，产生一个直流信号，驱动发送报警继电器。
通过分析可以看出，任何一路方波信号不存在时FBJ都将落
下。
46．（7）软件设计
47．1、设计要求
48．●软件设计进行精确的需求分析和正确的软件设计。
49．●软件在投入正式运营之前，进行全面、系统的测试，和第三者审核，确保没有错误。
50．●软件设计结构模块化。
51．2、软件故障安全的考虑
52．●采用双锁逻辑，程序进入死循环或停止运行后，保证WDT 进行复位。
53．●系统检测失效，严格导向安全侧。54．●通过读写测试，保证RAM的正确性。55．●通过校验码测试，保证ROM的正确性。56．●保证系统中断执行过程的完整性。57．图2-6发送器外连接示意图
58．表2-1区间发送器端子代号及用途表59．序号代号用途
60．1D 地线
61．2+24-1 +24V电源外引入线
62．3+24-2 载频编码用+24V电源（+1FS除外）63．4024-1 024电源外引入线
64．5024-2 备用
65．61700 1700Hz载频选择
66．72000 2000Hz载频选择
67．82300 2300Hz载频选择
68．92600 2600Hz载频选择
69．10-1 1型载频选择
70．11-2 2型载频选择
71．12F1~F18 ~29Hz低频编码选择线
72．131~5、9、11、12 功放输出电平调整端子73．14S1、S2 功放输出端子
74．15T1、T2 测试端子
75．16FBJ-1FBJ-2 外接FBJ（发送报警继电器端子）
76．图2-7发送器“n+1”冗余系统原理接线图
77．2．2 接收器
78．2．2．1 用途
79．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。另外，还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。80．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，保证接收系统的高可靠运用。81．2．2．2 电路原理介绍
82．（1）接收器双机并联运用原理
83．接收器由本接收“主机”及另一接收“主机”两部分构成。84．ZPW-2000A系统中A、B两台接收器构成成对双机并联运用，即：
85． A主机输入接至A主机，且并联接至B主机。
86． B主机输入接至B主机，且并联接至A主机。
87． A主机输出与B并机输出并联，动作A主机相应执行对象。88． B主机输出与A并机输出并联，动作B主机相应执行对象。89．（2）接收器原理框图及说明
90．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1~4：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。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，首先确定接收盒的中心频率。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。双CPU再把处理的结果通过串行通信，相互进行比较。如果判决结果一致，就输出3KHz的脉冲驱动安全与门。安全与门接收到两路方波信
号后，将其转换成直流电压带动继电器。如果双CPU的结果不一致，就关掉给安全与门的脉冲，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直流输出，否则就认为安全与门故障，接收器也报警。如果接收盒收到的信号电压过低，就认为是列车分路。91．（3）载频读取电路
92．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（详细分析略）。
93．（4）微处理器电路
94．微处理器电路采用双CPU、双软件。两套软件硬件对信号单独处理，把结果相互较核，实现故障—安全。其原理框图见图。
CPU采用数字信号处理器TMS320C32。
95．1、CPU完成信号的采样、运算判决和控制能力。该CPU每秒钟能完成1千万次加法、减法或乘法运算。
96．2、数据存储器（RAM）：用于存放采集的数据和运算的结果。
数据存储器供电后可以对其运算读写处理，断电后其内部数据就消失不保存。
97．3、程序存储器（EPROM）：是程序的载体，CPU执行的指令和运算需要的常数储存在其中。ROM中的信息通过编程写入，断电后数据仍能保存。如果需要檫除其中的信息。可以通过紫外线照射檫除，可反复使用。
98．4、译码器：完成CPU与EPROM、RAM、A/D及输入输出接口（I/O）等之间的逻辑关系。
99．5、输出电路：根据CPU对输入信号分析的结果，通过通信相互较核后，然后输出动作相应的继电器。
100．6、报警电路：CPU定时对EPROM、RAM和CPU中的存储器进行检查，也对载频电路和安全与门电路进行检查，根据检查的结果和双CPU进行通信相互较核后的结果，决定给出相应警告条件。来自两个CPU的信号，经过一个与非门后，控制报警电
路。如果正常，CPU就输出一个高电平（1），与非门输出一
个低电平（0），这时衰耗盘接收工作表示灯点亮，光耦导
通。给外部提供一个导通的条件，构成总频率报警电路。如果发现故障，CPU就输出低电平（0），与非门输出高电平，工
作表示灯灭，光耦断开，构成报警电路。
101．7、辅助电路：主要有时钟电路、通讯时钟电路等，时钟时CPU工作的动力，其大小也反映了CPU的工作速度、现在CPU
时钟电路采用的时40MHz的晶振。通讯时钟电路是双CPU通讯时的外部时钟，该时钟通过对CPU的输出频率分频后，再提供给CPU通讯用，通讯时钟约200KHz。
102．8、上电复位及“看门狗”的电路：该电路主要是由微处理监督定时器MAX705和与非门组成。刚开机时，CPU需要一个约
几百毫秒的低电位使CPU能进行复位。正常工作后，为了保证程序按照设计的流程循环运行，在程序运行过程中，定时给
MAX705一个信号，使其保持高电平输出。如果程序的运行出
了问题或接收盒出现了“死机”，MAX705没有接收到CPU的
定时信号，就输出一个低电平，使CPU重新复位，使其重新开始运行。
103．（5）安全与门电路
104．安全与门电路有两个，分别带动一个1700Ω继电器。其中小轨道的安全与门可以一个1700Ω的继电器，也可以另一个接
收的安全与门提供一级驱动电源。对数字电路来讲，当发生故障时，一般表现出固定的高电平（1）或固定的低电平（0），为了实现数字电路的故障安全，我们用动态信号作为正常的工
作信号，来带动继电器，如果CPU判决出低频，两CPU就分别产生3KHz的方波信号，安全与门收到两路方波信号后，就输
出一个直流电压。如果任何一方波没有，就没有直流输出，继电器就落下。
105．方波1存在时，光耦3处于开关状态，回路中的电流处于交变状态，通过变压器B1和整流滤波，在光耦4的二次侧产生一
个直流电压，此时，如果方波2也存在，那么光耦4也处于开关状态，使三极管V2也处于开关状态。通过三极管V2的放大动作继电器。通过分析可以看出，任何一路方波信号不存在，都没有直流信号输出，继电器就落下。
106．光耦5是为了检查安全与门而设置的，如果CPU有方波输出，那么安全与门有直流输出，此时光耦5导通，C处于高电平
（1），当安全与门中的变压器、整流桥等元器件故障时，虽
有方波信号输入，但安全与门无直流输出，此时光耦5不导
通，C处于低电平（0）。CPU通过检查C点电位，就可判决出安全与门的好坏，然后报警，实现故障转换，提高系统可靠
性。
107．对于“小轨道安全与门”B1光耦3使用外接24V电源，一般该电源来自“小轨道检查条件”。对于车站离去区段，无“小轨道检查条件”，该电源来自+24V、024V。实际上该安全与门为“光耦3”、“光耦4”、“小轨道检查条件”三个与门条
件
衰耗盘
1 用途
用作对主轨道电路及调谐区小轨道电路的调整（含正、反方向）；给出发送器、接收器用电源电压，发送器功出电压和轨道继电器（含GJ、XGJ）电压测试条件；给出发送器、接收器的故障报警、轨道状态及正反向运行指示灯等。
2．3．2 电路原理图介绍
1、主轨道输入电路
主轨道信号V1、V2自C1、C2变压器B2输入，SB1变压器阻抗约为36~55Ω（1700~2600Hz），以稳定接收器输入阻抗，该阻抗选择较低，利于抗干扰。
变压器SB1其匝比为116：（1~146）。次级通过变压器抽头连接，可构成1~146共146级变化。
2、短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路。故短小轨道电路的调整按正、反两方向进行。正方向电压调整用a11~a23端子，反方向电压调整用c11~C23端子。
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SB2输出至接收器。
3、报警电路
发送工作、接收工作指示灯分别将发送器、接收器的报警电路接入，通过光电耦合器构成报警接点条件（BJ-1、BJ-2、BJ-3）。移
频报警继电器YBJ，由移频架第一位衰耗器YB+引出，逐一串接各衰耗盘BJ-1、BJ-2条件至024。通过N1B受光器导通，使外接YBJ励磁。此外，为了适应微机监测的需要，预留了报警条件接点FBJ+、FBJ-、FBJ+、FBJ-，由机柜内配线引至零层。
4、轨道状态指示电路
根据轨道继电器的状态，通过光电耦合器的开端驱动轨道状态指示灯GJ。GJ亮绿灯，表示轨道空闲；GJ亮红灯，表示轨道占用；GJ 灭灯，表示断电。
5、测试塞孔
发送电源、接收电源、发送功出、轨入、轨出1、轨出2、GJ、GJ （Z）、GJ（B）、XGJ、XG、XG（Z）、XG（B）的测试条件由有关端子及电路接通，详情略。
2．4 防雷模拟网络盘
用途
用作对通过传输电缆引入至室内雷电冲击的防护（横向、纵向）。通过、、1、2、2、2×2km，以便于轨道电路的调整和构成改变列车运行方向。
2．4．2 电路原理介绍
横向压敏电阻采用V20-C/1 280V 20KA（OBO）或275V 20KA （DEHNguard），用于对室外通过传输电缆引入的雷电冲击信号的防护。
低转移系数防雷变压器用于对雷电冲击信号的纵向防护，特别在目前钢轨线路旁没有设置贯通地线的条件下，该防雷变压器对雷电防护有显着作用。
电缆模拟网络按、、1、2、2、2×2km六节设置，以便串接构成0-10km，按间隔任意设置补偿模拟电缆值。
模拟电缆网络值基本按以下数值设置：R：Ω/km；L：km；C：
29Nf/km。
R、L按共模电路设计，考虑故障安全，C采用四头引线。
2．5 电气绝缘节及调谐单元
第一章已作较详细的分析，在这里就不再阐述。
2．6 空心线圈
2．6．1 用途
逐段平衡两钢轨的牵引电流回流，实现上下行线路间的等位连接，改善电气绝缘节的Q值，保证工作稳定性。
2．6．2 电路原理简要说明
该线圈用19×电磁线绕制，其截面积为35mm，电感约为33μH，直流电阻Ω。中间点引出现作等电位连接。
空心线圈设置在29m长调谐区的两个调谐单元中间，由于它对
50Hz牵引电流呈现很小的交流阻抗（约10mΩ），即可起到平衡牵引电流的作用。
设I1、I2有100A不平衡电流，可近似将空心线圈视为短路，则有I3=I4=（I1+I2）/2=450A。由于空心线圈对牵引电流的平衡作用，
减少了工频谐波干扰对轨道电路的影响。对于上、下行线路间的两个空心线圈中心线可等电位连接，一方面平衡线路间牵引电流，一方面保证维修人员安全。
2．7 匹配变压器
2．7．1 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。2．7．2 电路分析
1、V1、V2经调谐单元端子接至轨道，E1、E2接至SPT电缆。
2、考虑到Ωkm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。
3、钢轨侧电路中，串联接入二个16V，4700μF电解电容（C1、C2）该二电容按相反极性串联，构成无极性串联，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。
4、F为带劣化显示的防雷单元。
该压敏电阻选择75V防护等级。
该压敏电阻典型型号及特性如下表：
表2-3 压敏电阻型号及特征表
V20-C/1
75
DEHNguard
75
标称放电电流In 15KA 10KA
最大连续工作电压Uc
75VAC
75VAC
限制电压U1 ≤400V ≤450V
[注]：国外手册
In：代号为Isn，又译作“标称通流容量”
Uc：又译作“最大持续运行电压”、“最大持续持续操作电压”U1：代号为Up，又译作“电压保护水平”、“电压保护级别”
5、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Ω）。
该电感由设在同一线圈骨架两个槽上的单独线圈组成，以便在两条电缆线的每一条线上表现出同样的阻抗。
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。2．8 机械绝缘节空心线圈
机械节空心线圈（SVA’）用在车站与区间衔接的机械绝缘处。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常数和传输长度，根据29m调谐区四种载频的综合阻抗值，设计SVA’。
该机械节空心线圈分四种频率，与相应频率调谐单元相并联，可获得与电气绝缘节阻抗相同的效果。根据计算和室内外试验，SVA’标称数值如下：
表2-4 SVA’标称数值
载频（Hz）L（μH）R（mΩ）
1700
2000
2300
2600
[注]：钢包铜引接线数值已减除。
2．9 补偿电容
2．9．1 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；
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性能。
2．9．2 原理
由于60km重1435mm轨距的钢轨电感为μH/m，同时每米约有几个pf电容。对于1700~2300Hz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，
在补偿段入口端（A、B）取得一个趋于电阻性负载R，并在出口端（C、D）取得一个较高的输出电平。
一般认为补偿电容容量与载频频率、道碴电阻低端数值、电容设置方式、设置密度、轨道电路传输作用要求等有关。
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等份，其步长△=L/N。轨道电路两端按半步长（△/2），中间按全步长（△）设置电容，以获得最佳传输效果。
Z PW-2000R型无绝缘移频自动闭塞 系统说明 第一章移频自动闭塞基本知识 第一节自动闭塞概述 一、自动闭塞的基本概念 铁路信号的概念：铁路信号是在列车运行时及调车工作中对列车乘务人员及其它有关行车人员发出的命令，有关行车人中必须按信号指示办事，以保证行车安全并准确的组织列车运行及调车工作。为发出这些命令，铁路信号又分为固定信号、移动信号、手信号、信号表示器、信号标志及听觉信号等。它在铁路运输中对保证行车、提高运输效率和改善行车工作人员劳动条件等，均发挥着十分重要的作用。 目前，我们铁路采用的行车闭塞方法主要有半自动闭塞和自动闭塞两种。 闭塞的概念：为使列车安全运行，在一个区间，同一时间内，只允许一个列车运行，保证列车按这种空间间隔运行的技术方法称为闭塞。 区间的划分：为了保证列车运行的安全的提高运输效率，铁路线路以车间、线路所及自动闭塞的通过色灯信号机为分界点划分为若干区间。 区间分为三种： 1、站间区间――车站与车站间构成的区间。 2、所间区间――两线中所间或线中所与车站间构成的区间。 3、闭塞分区――自动闭塞区间的两个同方向相邻的通过色灯信号机间或进站（站界标）信号机 与通过信号机间。 自动闭塞的概念：是实现列车运行自动化的基础设备，它对保证列车行车安全、提高区间通过能力起着重要的作用。所谓自动闭塞，就是办理闭塞的过程全部实现自动化而不需要人工操纵。这种闭塞制式，是通过色灯信号机把区间分成若干个小区段，称为闭塞分区。在每个闭塞分区内装设轨道电路，用于检查闭塞分区是否有车占用，这样色灯信号机可随着列车运行而改变显示，以指示追踪列车的运行。根据列车运行及有关闭塞分区状态，自动变换通过信号机显示的闭塞方法称为自动闭塞。 自动闭塞的优点：
原理说明 1．系统原理 ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路系统，与UM71无绝缘轨 道电路一样采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。 电气绝缘节长度改进为29m，由空心线圈、29m长钢轨和调谐 单元构成。调谐区对于本区段频率呈现极阻抗，利于本区段信 号的传输及接收；对于相邻区段频率信号呈现零阻抗，可靠地 短路相邻区段信号，防止了越区传输，这样便实现了相邻区段 信号的电气绝缘。同时为了解决全程断轨检查，在调谐区内增 加了小轨道电路。 ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路将轨道电路分为主轨道 电路和调谐区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”。 主轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示不同含义的低 频调制的移频信号，该信号经电缆通道（实际电缆和模拟电缆）传给匹配变压器及调谐单元，因为钢轨是无绝缘的，该信号既 向主轨道传送，也向小轨道传送。主轨道信号经钢轨送到轨道 电路受电端，然后经调谐单元、匹配变压器、电缆通道，将信 号传至本区段接收器。 调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将 处理结果形成小轨道电路轨道继电器执行条件通过（XG、 XGH）送至本轨道电路接收器，做为轨道继电器（GJ）励磁的
必要检查条件之一。本区段接收器同时接收到主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件，判决无误后驱动轨道电路继电器吸起，并由此来判断区段的空闲与占用情况。主轨道和调谐区小轨道检查原理示意图见图2-1。 该系统“电气—电气”和“电气—机械”两种绝缘节结构电气性能相同。 2．电路工作原理及冗余设计 2．1 发送器 2．1．1 用途 ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路发送器在区间适用于非电码化和电码化区段18信息无绝缘移频自动闭塞，供自动闭塞、机车信号和超速防护使用。在车站可适用于非电码化和电码化区段站内移频电码化发送，并可作站内移频轨道电路使用。2．1．2 原理框图及电路原理简要说明 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CPU中，其中CPU1产生包括低频控制信号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进行功出电压检测。两CPU
湖南铁路科技职业技术学院 毕业论文 课题：ZPW-2000A型轨道电路的原理和技术 专业：城市轨道交通控制 班级：城市轨道交通控制312-3班 学生姓名：李魁 指导单位：广铁（集团）公司 指导教师：霍芳 二零一五年四月十九日
摘要 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路，是在法国UM71无绝缘轨道电路技术引进及国产化基础上，结合国情进行提高系统安全性、系统传输性能及系统可靠性的技术再开发。它克服了UM71在传输安全性和传输长度上存在的问题。在轨道电路传输安全上，解决了轨道电路全路断轨检查、调谐区死区长度、调谐单元断线检查、拍频干扰防护等技术难题。延长了轨道电路的传输长度。采用单片微机和数字信号处理技术，提高了抗干扰能力。 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统，与UM71无绝缘轨道电路一样采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。电气绝缘节长度改进为29m，电气绝缘节由空芯线圈、29m长钢轨和调谐单元构成。 调谐区对于本区段频率呈现极阻抗，利于本区段信号的传输及接收，对于相邻区段频率信号呈现零阻抗，可靠地短路相邻区段信号，防止了越区传输，实现了相邻区段信号的电气绝缘。同时为了解决全程断轨检查，在调谐区内增加了小轨道电路。 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨道电路两部分，小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。 主轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号，该信号经电缆通道（实际电缆和模拟电缆）传给匹配变压器及调谐单元，因为钢轨是无绝缘的，该信号既向主轨道传送，也向调谐区小轨道传送，主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端，然后经调谐单元、匹配单元、电缆通道，将信号传至本区段接收器。调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成小轨道电路继电器执行条件送至本区段接收器，本区段接收器同时接收到主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件，判决无误后驱动轨道电路继电器吸起，并由此来判断区段的空闲与占用情况。 关键词：无绝缘轨道电路电气绝缘节
轨道电路 概述 车站是列车交会和避让的场所，因此在车站内铺设有道岔。列车在站内运行的径路叫进路，进路由道岔位置决定。为了防护进路，在进路的入口处设置有信号机。 现场设备主要由三种：一是信号机，包括进站、出站和调车信号机；二是道岔；三是进路，它由轨道电路和道岔组成。 第一部分轨道电路 为了监督铁路线路是否空闲，自动地和连续地将列车的运行和信号设备连续起来，以便保证列车的运行，在线路上安设轨道电路。 第一节轨道电路的组成原理与种类 轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，（目前所采用的类型，多以轨道绝缘在两端作为分界），并用引接线连接信号电源和接收设备所构成的电气回路。它是由钢轨、轨道绝缘、轨端接续线（减少两条钢轨接头处的电阻而增设的连线）、引接线（将设备接向钢轨所需的连线）、送电设备及受电设备等主要元件所组成。 2 1 4 2-钢轨绝缘；3-送电端；4-限流器；5-受电端）图中一端为送电端，设置送电设备。送电设备有轨道电源和防止过载电流
的限流装置。另一端为受电设备，受电设备主要是轨道继电器。一般轨道电路是由三个主要部分组成的 ①送电端：主要有电源设备，限流装置和引接线 ②线路：主要为钢轨，轨端接续线和轨道绝缘； ③受电端：主要有引接线和轨道继电器。 轨道电路的基本工作原理： 平时，列车未进入轨道电路，即线路空闲时，电流通过轨道继电器线圈，使它保持在吸起状态，接通信号机的绿灯电路。 GB 当列车进入轨道电路时，即线路被占用时，电流同时通过轮对和轨道继电器，由于轮对电阻比轨道继电器线圈电阻小得多，形成很大的分流作用，并使电源输出电流显着加大，限流电阻上的压降随之增加，送向两根钢轨间的电压降低，因而流经轨道继电器的电流减少到它的落下值，使轨道继电器释放衔铁，用继电器的后接点接通信号机的红灯电路。信号机红灯显示向续行列车发出停车信号，以保证列车在轨道电路区段内运行的安全。 由此可知，轨道继电器GJ监督着轨道电路的工作状态，继电器的接点又控制着信号机的显示，信号又指示着列车的运行，列车的运行又改变着轨道电路的工作状态，反复循环，从而实现信号自动控制。 由此可见，轨道电路能否正常工作，直接关系到行车安全和行车效率。 有闭路式和开路式轨道电路
（轨道电路的基本原理） 以铁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。（轨道电路的作用） 1.监督列车的占用 2.传递行车信息 （轨道电路主要用于区间和站内） （工频交流轨道电路的构成） 送电端、受电端、钢轨绝缘、钢轨引接线、钢轨接续线、钢轨 （工频交流轨道电路工作原理） 1.当轨道电路完整且无车占用时，交流电源由送电端经钢轨传输至受电端，轨道继电器吸起，表示本轨道电路空闲。 2.当车占用轨道电路时，轨道电路被车辆轮对分路，使轨道继电器端电压低于其工作值，轨道继电器落下，表示本轨道呗占用。 （电气化牵引区段的轨道电路的要求） 1.必须采用非工频制式的轨道电路 2.必须采用双轨条式轨道电路 3.交叉渡线上两根直股都通过牵引电流时应赠加绝缘节 4.钢轨接续线截面加大 5.道岔跳线和钢轨引接线截面加大，引接线等阻。 （电气化轨道电路均采用25HZ相敏轨道电路） （扼流变压器：为保证牵引电流顺利流过绝缘节） （25HZ轨道电路原理） 25HZ电源屏分别供出25HZ轨道电源和局部电源。轨道电源由室内供出，通过电缆供向室外，经送电端25HZ轨道电源变压器（BG25）、送电端限流电阻（RX）、送电端25HZ扼流变压器（BE25）、受电端25HZ扼流变压器（BE25）、受电端25HZ轨道中继变压器（BG25）、电缆线路、送回室内、经过防雷补偿器（Z）、25HZ防护盒（HF）给二元二位轨道继电器（GJ）的轨道线圈供电。局部线圈的25HZ电流由室内供出。当轨道线圈和局部线圈电源满足规定的相位和频率要求时，GJ吸起，轨道电路处于调整状态，表示轨道电路空闲。列车占用时，轨道电源被分路，GJ落下。若频率、相位不符合要求时，GJ也落下。这样，25HZ相敏轨道电路就具有相位鉴别能力，即相敏特性，抗干扰性能较高。 （25HZ部件：防护盒、防雷补偿器、25HZ轨道变压器） （97型25HZ相敏轨道电路的改进） 1.提高绝缘破损防护能力 2.取消不设扼流变压器的送、受电端的单扼流轨道电路 3.改变扼流变压器的连接方式 4.优化电源屏的匹配 5.改进交流二元继电器 6.增加扼流变压器的类型 7.改善移频电码化发送条件 8.极限长度延长 9.提高了系统的抗干扰能力 （97型25HZ相敏轨道电路的电气特性） 调整状态时，轨道继电器轨道线圈上的有效电压应不小于18V，即高于轨道继电器工作值（15V）的20%，以保证继电器可靠吸起。用0.06Ω标准分路电阻线在轨道电路送、受电端轨面任一处分路时，轨道继电器端电压（分路残压）应不大于7.4V，而轨道继电器的释放值是8.6V，留有一定余量，以保证前接点可靠断开。 （25HZ相敏轨道电路的的种类） 按送、受电端分：送、受电端均设扼流变压器和送、受电端均不设扼流变压器 根据受电端设置情况：一送一受、一送两受和一送三受轨道电路。 （对驼峰电路的技术要求） 应变速度快、分路灵敏度高、对高阻轮对及瞬间失去分路效应的车辆应予以防护等。 （驼峰电路的特点） 1.轨道长度较短，一半小于50M 2.为适应轻车分路电阻大的情况，分路灵敏度要高（规定为0.05），轨道继电器应可靠落下，释放时间要短。从车辆分路开始至前接点离开时止，其时
WXJ-50型微电子相敏轨道电路 一、WXJ-50型微电子相敏轨道电路应符合下列要求： 1.钢轨引接线采用截面不小于15mm2(19×1.2mm)钢绞线，长度为1620mm和3600mm两种：引接线塞钉 孔距固定鱼尾板临近固定螺钉孔竖向中心线的距离，不得小于150mm。塞钉打入深度露出钢轨1～4mm，不得打弯。塞钉与塞孔接触紧密。引接线沿轨枕平直敷设，距钢轨底面不得小于30mm。变压器箱至钢轨引接线的配线应符合双线轨道电路图的极性要求。 2.车场的横向连接线，应采用两根截面不小于95mm2(37×7×0.68mm)多股铜芯电缆，严禁无故断开通路 或阻塞畅通。 3.WXJ-50型微电子相敏轨道电路，具有两重选择性，即可靠的频率选择性和相位选择牲。 4.轨道电路室外箱盒必须具有防雨、防尘、防潮的设施；电路还应具有过电流防护及防雷措施。 5.轨道电路的标准分路电阻为0.15Ω。 6.轨道电路的极限设计长度为300m。 7.在钢轨阻抗为0.8∠60°Ω/Km道渣电阻大于1.5Ω/Km.50HZ电源为220V±3％时，轨道电路应满足调 整和分路检查的要求。 8.微电子轨道电路接收器的返还系数不小于85％。电路电源24VDC±15％交流分量≤1V轨道电路应可靠 工作。 二、 三、WXJ-50型微电子相敏轨道电路室外调试测试标准： 1.送电端电缆允许压降不大于60V，即≥154V。 2.送电端限流电阻和受电端防护电阻的数值不小于1.6Ω。 3.BG5-B二次侧电压：6.3V-10.7V(此项指标参考调整表调整)。 四、WXJ-50型微电子相敏轨道电路室内调试测试标准： 1.轨道电源电压：220V±6Vac 2.局部电源电压：110Vac 3.WXJ电源电压：24V±3.6Vdc 4. WXJ电源杂音：≤1Vac 5.WXJ输入电压：13.5-16Vac 6.轨道信号失调角：≤30° 7.轨道分路时WXJ输入残压.≤10V.轨道电路有效区域内任意分路。
ZPW-2000A技术标准 一.技术条件 1. 发送器 （1）低频频率：10.3+n×1.1Hz ，n=0～17 即：10.3 Hz.11.4 Hz.12.5 Hz.13.6 Hz.14.7Hz.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 Hz。 （2）载频频率 下行：1700-1 1701.4 Hz 上行：2000－1 2001.4 Hz 1700-2 1698.7Hz 2000－2 1998.7Hz 2300-1 2301.4Hz 2600－1 601.4Hz 23002 2298.7 Hz 2600－2 2598.7 Hz （3）频偏：±11 Hz （4）输出功率：不小于70W 2.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（1700Ω负载，无并机接入状态下）;小轨道接收电压不小于33mV;小轨道继电器或执行条件电压不小于20V（1700Ω负载，无并机接入状态下）。 3.工作电源 （1）直流电源电压范围：23.5V～24.5V；
（2）设备耗电情况：发送器在正常工作时负载为400Ω，功出为1电平得情况下，耗电为5.55A；当功出短路时耗电小于10.5A；（3）接收器正常工作时耗电小于500mA。 4. 轨道电路 （1）分路灵敏度为0.15Ω，分路残压小于140mv（带内）。（2）主轨道无分路死区；调谐区分路死区不大于5m； （3）有分离式断轨检查性能；轨道电路全程断轨，轨道继电器可靠落下。 二.补偿电容规格及技术指标 1700Hz：55μF±5%（轨道电路长度250～1450m） 2000Hz：50μF±5%（轨道电路长度250～1400m） 2300Hz：46μF±5%（轨道电路长度250～1350m） 2600Hz：40μF±5%（轨道电路长度250～1350m） 三.ZPW-2000A设备测试 1.在衰耗盘测试：（测试周期：季） 衰耗盘上共有5个指示灯，12个测试孔。 5个指示灯分别就是： 发送工作灯 O-----绿灯（正常） 接收工作灯 O-----绿灯（正常） 轨道 O-----绿灯（正常） 正向 O-----黄灯（正常） 反向 O------反向运行时点亮
广州铁路（集团）公司 电务系统岗位作业指导书 （测试轨道电路绝缘） 广铁集团公司电务处 2016年6
测试轨道电路绝缘作业指导书 工序 作业项目 作业内容、标准及图示 预测预判 通过微机监测等手段，检查轨道电路电压有无波动情况，对绝缘破损部位做出基本判断。 碰头会 明确测试作业负责人、室内联络员、室外防护员、作业时间、地点、检修分工及要求等 工器具 材料准备 按照作业项目准备工器具，照明灯、锤子、锉刀、万用表、兆欧表等。 检修 准备 联络防护 联络员登记运统46，作业人员佩戴防护用品，未取得联络员同意不得上道作业。 未设专职防护员，天窗未给点，严禁上道检修作业。 一看绝缘外观 1．看轨缝应保持在6―10mm，两钢轨头部应在同一平面，高低相差不大于2mm； 2.看钢轨、槽形绝缘、鱼尾板吻合，轨端绝缘与钢轨接头保持平直，绝缘处钢轨、 鱼尾板应无肥边、无毛刺； 3.看绝缘接头处是否存在肥边、压溃或掉块；是否拉开或挤死，夹板与钢轨的粘 接是否脱离。 测试绝缘尽量使用测量电压的方法。 二测试轨端绝缘 测量前先在接头夹板和各螺栓上制造一个亮点（露出金属光泽），便于表笔接触、测试，用凿、锯、锉的方法均可。 1．将万用表一端表笔搭在钢轨左股，另一端表笔搭在右股钢轨绝缘夹板c 上。用万用表2.5V 档测试电压;如果测得的电压为零，则右股钢轨与绝缘夹板c 绝缘良好。如果测得电压为轨道电压（0.5-0.8）V 时，则右股钢轨与绝缘夹板c 绝缘破损； 2.将万用表一端表笔搭在钢轨左股，另一端表笔搭在右股钢轨绝缘夹板d 上。用万用表2.5V 档测试电压;如果测得的电压为零，则右股钢轨与绝缘夹板d 绝缘良好。如果测得电压为轨道电压（0.5-0.8）V 时，则右股钢轨与绝缘夹板d 绝缘破损，右股测试方法同左股。 测试前应与室内联络员联系确认线路上无列车接近或通过，将牵引电流对测试的影响减小到最小，尽量排除干扰。 检修作业 三测试轨距 杆、地锚拉杆绝缘 1.目测、手扳动、锤轻击的方法检查轨距杆、地锚拉杆正常与否； 2.万用表测试轨距保持杆、地锚拉杆与轨面之间应无电压； 3.测试轨距杆、地锚拉杆与轨面电阻有较大阻抗，阻抗值＞20MΩ为良好。
一、25H Z相敏轨道电路原理(一送一受双扼流) (1)与传统的交流连续式轨道电路的比较 (2)传输信号的不同。 (3)电气化区段抗干扰性选择。 (4)电码化的优势。 GJZ220 GJF220 简单了解25HZ相敏轨道电路制式： 1．通号公司研制的97型。 2．铁科研研制的微电子型。 3．北方交大研制的适配器型。
二、几种器材介绍： 1．JRJC1-70/24型二元二位继电器 JRJC1-70/24型号的含义： 用途：可靠工作反映轨道电路或空闲，可靠不工作反映轨道电路占用。 类型：交流感应式继电器。 特点：频率选择性和相位选择性。 J R J C 1—70 / 240 继电器 二元 交流 插入式 设计序号 轨道线圈电阻 局部线圈电阻
2．HF2-25型和HF-25型防护盒 用途：对50H Z成分进行滤波，减小轨道继电器上50H Z牵引电流的干扰电压。 对25H Z信号频率的无功分量进行补偿。 减少25H Z信号在传输中的衰耗和相移，使轨道线圈电压和局部线圈电压产生正相移，保证轨道继电器正常工作。 原理： 防护盒1、3号端子并接在轨道继电器的轨道线圈上，对50H Z 呈串联谐振，相当于20欧姆的电阻，将50H Z干扰电流旁路掉；对25H Z信号电流相当于16μF电容，以减少25H Z干扰信号在传输中的衰耗和相移，并对25H Z信号频率的无功分量进行补偿。 3．室内防雷补偿器 型号：两种，一种是FB-1型，内设两套补偿单元，另一种是FB-2型，内设一套补偿单元。 参数特性：局部耐压250V，接收工作电压为90V。
71 C1 Z1 C2 Z2 81 51 61 31 41 11 21 FB-1型防雷补偿防护盒原理图 C1 Z1 31 41 21 11 FB-2型防雷补偿防护盒原理图
非工频轨道电路：采用同工业电流频率不同的交流电源供电的轨道电路。这种电路，抗干扰能力强，但需要专用的电源设备。因此，一般在交流电力牵引区段的车站采用，如75赫交流轨道电路，25赫相敏轨道电路，移频轨道电路和亚音频轨道电路均属这种类型。 工频轨道电路：采用工业电流频率作为轨道电路的电流频率。这种电路可由工业电网供电，广泛应用在蒸汽、内燃和直流电力牵引区段。中国铁路车站轨道电路主要采用工频轨道电路，如整流式轨道电路和50赫二元型相敏轨道电路均属这种类型。 交流轨道电路：采用交流电作为电源的轨道电路。这种轨道电路的特点是电源波动的调整性能好，能在各种不同和复杂的条件下工作，应用广泛。交流轨道电路按轨道电流的频率可分为工频轨道电路和非工频轨道电路。 直流轨道电路：采用一次电池或蓄电池作为电源的轨道电路。这种轨道电路的特点是电源可靠，电路和元件结构简单，但电源维护工作量大，抗迷流干扰的能力差，受轨道电路电容性蓄电效应的影响时分流感受不好。因此，应用较少。 脉冲轨道电路：向钢轨中发送按规定频率和编码的断续电流，接收端只有在收到这种规定的脉冲电流时，轨道继电器才动作的电路。这种
轨道电路具有长度大、分路灵敏度高和能防止迷流干扰等优点。编码的脉冲轨道电路又称电码轨道电路。 一送一受轨道电路：在车站内有分支的钢轨线路上，只设有一个接收设备。其基本结构同交流轨道电路基本相同。 一送多受轨道电路：在车站内，钢轨有分支的线路上，钢轨线路的每个分支端都设有接收设备。这种电路同一送一受轨道电路比较，在线路的分支端有较高的分路灵敏度。由于使用的设备较多，一般只在衔接到发线的道岔区段轨道电路采用。
轨道电路标准化检查 一、绝缘检查 ①绝缘轨缝6?10mm两钢轨头部应在同一平面，高低相差不大于2mm ②钢轨，槽型绝缘，鱼尾板相吻合，轨端绝缘安装与钢轨接头保持平直。 ③绝缘完整无破损，轨头无肥边，扣件、螺栓无封连。 ④绝缘处无可能造成圭寸连的铁屑等金属物。
二、引接线、钢轨接续线、道岔跳线、横向连接线、牵引回流吸 上线检查 ①连接牢固、固定良好、无锈蚀、断股不超过1/5，防混、防腐措施良好，无掩埋； ②小水泥枕固定良好，无破损，达到平、靠、齐； ③钢轨接续线密贴鱼尾板，达到平。紧、直； ④穿越钢轨处，距轨底不小于30mm不得与可能造成短路的金属件接触； ⑤跳线，引接线和横向连接线处不得有防爬器，轨距杆等 物； ⑥塞钉式接续线无脱焊，塞钉打入深度最少与轨腰平，露 出不超过5mm塞钉与塞钉全面紧密接触，漆封良好； ⑦引接线与箱盒连接处绝缘完整无破损，不与箱盒，中心 连接板等金属物接触。 三、箱盒、扼流变压器。中心连接板检查 ①箱盒外观良好，无锈蚀，无破损，安装牢固，加锁良好， 标示清晰完整； ②基础稳固，不倾斜，无破损裂纹； ③中心连接板（线）固定牢固，无锈蚀，无变形，各部螺丝紧固，弹垫作用良好，焊接处不开焊。开口销齐全标准，劈开角度大于60°，两臂劈开角度应基本一致。 四、轨距杆及护轮轨绝缘检查
①外观良好，齐全，无破损； ②护轮轨与基本轨间以及两护轮轨之间不得有封连隐患； ③护轮轨超过200m时每根护轮轨间隔200m应加装一组钢轨绝缘。 五、补偿电容检查 ①连接牢固，固定良好，无损伤，无掩埋； ②塞钉无脱焊，打入深度最少与轨腰平，露出不超过5mm 塞钉与塞钉孔全面紧密接触，漆封良好。 六、电缆、配线检查 ①箱盒部清洁无尘，无潮气，无异物；盘根，二次防尘及通风措施完整，作用良好； ②瓷端子住固定牢固，不破裂，标识完整清晰； ③配线、电缆绑扎良好，整洁美观，留有余量，防护措施 良好，无损伤，各部接线端子螺母无松脱，虚接和滑扣； ④线环大小适当不反上，无伤痕，垫片不压绝缘皮； ⑤每两个线环之间用垫片隔开，接线端子应双螺母紧固； ⑥熔断器座固定良好，接点片清洁，压力适当； ⑦熔断器，断路器容量符合规定标准，熔断器六面接触良 好，熔丝不变色，不变形； ⑧弓I线孔，电缆引入口封堵良好； ⑨地线连接线与电缆钢带，铝护套连接紧固，不虚接，不脱
铁路信号基础设备课程设计 班级电1302-1 学号 20132742 姓名 zy
题目：ZPW-2000A轨道电路及发送器仿真设计 一、设计目的 本课题制作的主要目的是掌握ZPW2000A的工作原理，深入了解发送器、接收器的工作原理和冗余设计方式，掌握发送器工作过程。 二、设计要求 1、熟悉绘图软件CAD； 2、绘制工作原理图； 3、利用仿真软件实现发送器调频功能，产生18种低频种载频的高精度、高稳定的移频信号； 4、撰写课程设计报告。 三、设计说明 1、系统原理 PW-2000A型无绝缘移频轨道电路系统，与UM71无绝缘轨道电路一样采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。电气绝缘节长度改进为29m，由空心线圈、29m长钢轨和调谐单元构成。调谐区对于本区段频率呈现极阻抗，利于本区段信号的传输及接收；对于相邻区段频率信号呈现零阻抗，可靠地短路相邻区段信号，防止了越区传输，这样便实现了相邻区段信号的电气绝缘。同时为了解决全程断轨检查，在调谐区内增加了小轨道电路。 ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区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”。 主轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号，该信号经电缆通道（实际电缆和模拟电缆）传给匹配变压器及调谐单元，因为钢轨是无绝缘的，该信号既向主轨道传送，也向小轨道传送。主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端，然后经调谐单元、匹配变压器、电缆通道，将信号传至本区段接收器。 调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成小轨道电路
25Hz相敏轨道电路的原理及应用 前言 截止到2005年底，中国铁路总营业里程已达到7.5万公里，复线达到2.5万公里，电气化达到2万公里，并且还将修建更多铁路。目前在电气化铁路上有90％的车站采用25Hz相敏轨道电路，因此该制式成为电气化铁路站内轨道电路的首选。 1997年经铁道部鉴定，决定用“97型25Hz相敏轨道电路”替代原“25Hz 相敏轨道电路”在全路推广使用。97行25Hz相敏轨道电路具有工作稳定可靠，维修简单和故障率低的优点，具有很高的抗干扰能力，并延长了轨道电路的极限长度（可达1500m），深受现场欢迎。 第一章轨道电路概述 一、轨道电路作用及构成 轨道电路是铁路信号自动控制的基础设备。利用轨道电路可以自动检测列车、车辆的位置，控制信号机的显示；通过轨道电路可以将地面信号传递给机车，从而可以控制列车运行。 轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，两端加以电气绝缘或电气分割，并接上送电和受电设备构成的电路。 二、轨道电路的原理 当两根钢轨完整，且无车占用，即轨道电路空闲时，电流通过两根钢轨和轨道继电器，使轨道继电器吸起，前接点闭合，信号开放。当列车占用轨道电路时，电流通过机车车辆轮对，轨道电路被分路。由于轮对电阻比轨道继电器电阻小得多，使电源输出电流显著加大，限流电阻上的压降随之增加，两根钢轨间的电压降低，流经轨道继电器的电流减少到它的落下值，使轨道继电器落下，后接点闭合，信号关闭。同时，当轨道电路发生断轨、断线时，同样会使轨道继电器落下。 三、轨道电路分类 1、按轨道电路的工作方式分为开路式和闭路式轨道电路。闭路式轨道电路能够检查轨道电路的完整性，所以目前信号设备中多采用闭路式轨道电路。 2、按牵引电流通过方式分为单轨调和双轨条轨道电路。双轨条轨道电路工作比单轨条轨道电路稳定可靠，极限长度基本上可以满足闭塞分区长度的要求，但成本高。电气化区段多采用双轨条轨道电路。 3、按相邻钢轨线路的分割方法分绝缘节式和无绝缘节式轨道电路。 4、按信号电流性质分直流、和交流；连续式和脉冲式供电等几种。我国目前应用的有：50Hz轨道电路、25Hz相敏轨道电路、微电子交流计
ZPW—2000A无绝缘轨道电路模拟实验方法的分析 洛阳电务段————丁福顺 ZPW—2000A型无绝缘自动闭塞在郑州—洛阳段投入使用以来、因其设备稳定可靠、方便调整等优点深受现场维修单位的欢迎。该制式还要在全路大力推广，因此掌握ZPW—2000A无绝缘轨道电路模拟实验方法对该设备的维修及今后的施工均具有一定的指导意义。 一、ZPW—2000A无绝缘轨道电路的设置原理 ZPW—2000A无绝缘轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨道电路两部分。小轨道电路是主轨道电路的延续段，延续段的信号由运行前方相临轨道电路的接收器处理并将处理结果以24V电压的形式送至本轨道接收器。如：6811G接收器接收主轨道1700-2信号，还检查运行前方6825G接收器输出的24V电源条件，此时反映6811G空闲的QGJ才会吸起。而6825G接收器24V小轨输出的条件是接收到电压幅度符合要求的1700-2的小轨信号（即6811G频率信号）。如下图： 二、ZPW—2000A无绝缘轨道电路主轨道电路模拟实验方法（以6811G为例） 1、6811G区段的发送器电平暂时调为9级，功出电压38V（S1 、S2） 2、6811G区段送、受端电缆模拟网络的输出端封连贯通即D1-1——D1-2；D1-3——D1-4 3、由于室外设备没有连接6825G的接收器无小轨24V输出，因此6811G的接收器的小轨输入端（XGJ，XGJH）需要人为提供24V条件。 4、6811G的发送电码电路检查6825信号机灯丝条件（DJF）或6825G区段的轨道条件（GJF），因此需暂时封连DJF或GJF的第一组前接点，满足以上4种条件，且主轨道接收的信号电压大于240mv，室内通道正常，则6811G区段的QGJ吸起。衰耗盘上轨道占用表示灯由红灯变为绿灯，说明主轨道电路逻辑关系正确。 5、编码电路实验 模拟不同的编码条件，在衰耗盘轨入测试孔分别测量有不同的低频信号输出。测试数据如下
轨道绝缘在线测试应用 轨道电路是列车运行安全控制的重要基础设备。它是以钢轨为导体，以钢轨绝缘分界，并用电缆连接发送和接收设备构成轨道电路，用以检查有无列车占用及向列车传递地面状态信息的电路。它的工作可靠与否将直接影响列车运行状态与效率，直接影响运输生产的安全。 电务系统发生的行车故障中大部份是由道岔和轨道电路故障引起，而轨道电路故障又大部份由绝缘破损引起。由于轨道绝缘破损的原因较复杂，这些绝缘包括钢轨轨端绝缘、道岔安装装置绝缘、轨距杆绝缘等各种轨道绝缘查找较困难，因此轨道电路绝缘故障检测是铁路电务维修部门迫切需要解决的问题。 目前主要通过拆除轨道绝缘两端的轨道电路设备和轨道绝缘本身（可能拆掉后绝缘并没破损，拆除后就不能再用，造成损失浪费），用万用表或绝缘摇表进行测量并估计绝缘破损情况，工作量大并且测试结果不准确，因此在线测量判断绝缘性能是否良好是一个非常重要的问题。 一、轨道绝缘在线测试仪原理 通过在被测轨道绝缘两端加入高频脉动信号，并采集该信号信号，通过测试仪内部的DSP电路处理变换分析，滤除牵引电流回流及轨道各种频率信号（如25Hz～3KHz等），分离出能够表征绝缘电阻变化的信号分量来，测试其信号在轨道绝缘上产生的阻抗，并自动计算出绝缘电阻值。 二、测试用高频信号对轨道电路影响的研究和试验
测试仪相对被测轨道电路设备为高阻。发出信号为数百千赫以上高频脉动信号，不会对轨道电路设备、移频设备及移频信号产生影响。 实际测试中监测轨道电路（轨面电压、相位角）无变化，移频信号（载频、低频）无变化 三、轨道电路绝缘状态分析 轨道电路绝缘除了本身的特性外，外部环境（钢轨结构、道床电阻、列车占用情况）影响。呈现其整体阻抗特性。经过计算分析及现场对电化和非电化区段测试得到以下结论 （1）正常状态下，各绝缘节呈原阻抗，且短路一个绝缘节不影响另一个绝缘节阻抗测试。 （2）一个区段分路，绝缘节阻抗低于原阻抗，短路一个绝缘节，影响另一个绝缘节阻抗。 （3）两个区段分路，绝缘节阻抗低于1/2原阻抗，且不得短路另一个绝缘节。 四、测试方法及标准 用测试仪表笔直接测量轨道绝缘两端显示数值为该绝缘在线阻抗测量值。 根据铁道部2007-484号文件关于印发“工电”联合整治道岔项目及“标准”的通知中规定。 1、轨道绝缘大于20欧姆为良好。 2、当同一处绝缘中两组绝缘值虽然都大于20欧姆而两数值相差较大时，应引起注意。 3、绝缘值低于或等于10欧姆将会影响轨道电路正常工作。 4、绝缘值低于或等于5欧姆应立即更换或处理绝缘。
原理说明系统原理 ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路系统，与UM71无绝缘轨道电路一样采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。电气绝缘节长度改进为29m，由空心线圈、29m长钢轨和调谐单元构成。调谐区对于本区段频率呈现极阻抗，利于本区段信号的传输及接收；对于相邻区段频率信号呈现零阻抗，可靠地短路相邻区段信号，防止了越区传输，这样便实现了相邻区段信号的电气绝缘。同时为了解决全程断轨检查，在调谐区内增加了小轨道电路。 ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区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”。 主轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号，该信号经电缆通道（实际电缆和模拟电缆）传给匹配变压器及调谐单元，因为钢轨是无绝缘的，该信号既向主轨道传送，也向小轨道传送。主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端，然后经调谐单元、匹配变压器、电缆通道，将信号传至本区段接收器。 调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成小轨道电路轨道继电器执行条件通过（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之一。本区段接收器同时接收到主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件，判决无误后驱动轨道电路继电器吸起，并由此来判断区段的空闲与占用情况。主轨道和调谐区小轨道检查原理示意图见图2-1。 该系统“电气—电气”和“电气—机械”两种绝缘节结构电气性能相同。 2．电路工作原理及冗余设计 2．1 发送器 2．1．1 用途 ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路发送器在区间适用于非电码化和电码化区段18信息无绝缘移频自动闭塞，供自动闭塞、机车信号和超速防护使用。在车站可适用于非电码化和电码化区段站内移频电码化发送，并可作站内移频轨道电路使用。2．1．2 原理框图及电路原理简要说明 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CPU中，其中CPU1产生包括低频控制信号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。
轨道电路各种绝缘测试检查轨道电路绝缘包括新式轨距杆、次新式轨距杆、旧式轨距杆、道岔连接杆、电动转辙机基础角钢、S700K转辙机钢枕（槽钢）、尖轨尖端杆以及轨端绝缘、钢轨引接线与箱合间绝缘等。现将轨道电路各种带绝缘部件在轨道电路调整状态下的测试方法叙述如下： 1、新式轨距杆（粘接式）绝缘测试 在轨距杆绝缘节头处凿出一亮面，用交流2.5V（10V档）电压档分别测试亮面与两轨面间测出的实际是轨面电压，这样就测不出绝缘好坏，需要用移频表钳型卡测电流（移频表档位打在25或50周电流档），有电流说明绝缘有问题。 2、次新式轨距杆（粘接式）绝缘测试 测试时先在杆身上中间突起处（中间夹有绝缘层）用锤或钢锯开出一个亮面，万用表置交流2.5V档（10V档），一表棒接杆身亮面，另一表棒依次与两轨面相接，电压表均不应有读数，如出现读数，说明杆与另一轨之间的绝缘已破损；读数的大小由绝缘破损程度而定。绝缘完全破损时，电压读数为轨面电压值。 3、旧式轨距杆、道岔连接杆绝缘测试 绝缘设在中间、上下铁夹板与杆之间设绝缘片、杆身与固定螺栓间均套绝缘管、夹板与螺栓相通，但它们与杆身之间不通，两杆分别与各自的轨底相连，使两轨的极性一直延伸到中间绝缘两端为止。测量旧式轨距杆与两轨间的绝缘时，在铁夹板上凿出亮面，万用表置交流2.5V档（10V档），一表棒与亮面相接，另一表棒与连接杆（轨面）相接，绝缘良好时，在轨面与铁夹板之间不应量出电压，否则为绝缘破损。
4、电动转辙机基础角钢绝缘测试 使用电压法测量基础角钢与两轨间的绝缘时，在基础角钢的边角上凿出一小点亮面，万用表置交流2.5V档（10V档），电表两棒分别与亮面和轨面相接，测不出电压为绝缘良好，否则为另一轨的螺栓与基础角钢之间绝缘破损。 5、S700K型转辙机钢枕（槽钢）绝缘测试 使用电压法测量钢枕（槽钢、垫板）与两轨间的绝缘时，在钢枕（槽钢、垫板）上凿出一小点亮面，万用表置交流2.5V档（10V档），电表两棒分别与亮面和轨面相接，测不出电压为绝缘良好，否则为另一轨的螺栓与钢枕（槽钢、垫板）之间绝缘破损。 6、轨端绝缘测试（普通绝缘） 在夹板凿出亮面，用交流2.5V档（10V档）测试亮面与绝缘断面两边轨面间的电压，若无电压，说明绝缘良好；若能测出电压，说明绝缘有问题，应对绝缘进行分解检查。绝缘螺栓（一边轨头三个）测试，一表棒分别搭螺栓上，另一表棒对另一轨头测试，哪个螺栓带电，就要对哪个螺栓进行分解检查。 7、钢轨引接线与箱盒间绝缘检查 引接线螺栓所附绝缘的组成比较简单，安装到变压器箱或电缆盒上之后，直接观察检查，就能看出其是否破损，如有问题就必须分解检查。 8、胶接式绝缘测试 在夹板凿出亮面，用交流2.5V档（10V档）测试亮面与绝缘断面两边轨面间的电压，若无电压，说明绝缘良好；若能测出电压，应对绝缘再用测电阻方法测试确认，在天窗点内或无车时测（以防牵引回流断开
Z P W A型无绝缘轨道电路原理说明书 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
原理说明 1．系统原理 2．ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路系统，与UM71无绝缘轨道电路一样采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。电气绝缘节长度改进为29m，由空心线圈、29m长钢轨和调谐单 元构成。调谐区对于本区段频率呈现极阻抗，利于本区段信号的传输及接收；对于相邻区段频率信号呈现零阻抗，可靠地短路相邻区段信号，防止了越区传输，这样便实现了相邻区段信号的电气绝缘。同时为了解决全程断轨检查，在调谐区内增加了小轨道电路。 3． ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区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”。 4．主轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号，该信号经电缆通道（实际电缆和模拟电缆）传给匹配变压器及调谐单元，因为钢轨是无绝缘的，该信号既向主轨道传送，也向小轨道传送。主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端，然后经调谐单元、匹配变压器、电缆通道，将信号传至本区段接收器。 5．调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成小轨道电路轨道继电器执行条件通过（XG、 XGH）送至本轨道电路接收器，做为轨道继电器（GJ）励磁的
必要检查条件之一。本区段接收器同时接收到主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件，判决无误后驱动轨道电路继电器吸起，并由此来判断区段的空闲与占用情况。主轨道和调谐区小轨道检查原理示意图见图2-1。 6．该系统“电气—电气”和“电气—机械”两种绝缘节结构电气性能相同。 7．2．电路工作原理及冗余设计 8．2．1 发送器 9．2．1．1 用途 10． 11．ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路发送器在区间适用于非电码化和电码化区段18信息无绝缘移频自动闭塞，供自动闭塞、 机车信号和超速防护使用。在车站可适用于非电码化和电码化区段站内移频电码化发送，并可作站内移频轨道电路使用。12．2．1．2 原理框图及电路原理简要说明 13． 14．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CPU中，其中CPU1产生包括低频控制信号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进行功出电压检测。两
习题五 一.填空： 1.无绝缘轨道电路可以分成（自然衰耗式）和（电气隔离式）两类。 2.UM71的载频有（四）种，下行采用（1700Hz）和（2300Hz），上行采用（2000Hz）和（2600Hz）。 3.UM71系统由（发送器）、（接收器）、（空心线圈）、（调谐单元）、（匹配变压器）、（补偿电容）和（ZCO3电缆）组成。 4.UM71系统为了延长轨道电路的传输长度所以在轨道电路上增设有（补偿电容）。 5.京郑线四显示自动闭塞区间通过信号机双断丝时，向前方第一架信号机转移（黄）灯。 6.京郑线四显示自动闭塞当列车正向运行时区间通过信号机按规定进行显示，当列车逆向运行时区间通过信号机处于（灭灯）状态。 7.四显示移频自动闭塞预告信号机的点灯电路中接有（ZFJ）和（NFJ）的接点，为了使列车逆方向运行时切断电源，使信号机灭灯。 8.四显示移频自动闭塞进站信号机灭灯时，预告信号点亮（红灯）。 9.四显示移频自动闭塞进站信号机点亮一黄灯时，预告信号点亮（黄灯）。 二.判断： 1.UM71的低频频率为11.3～29Hz，每隔1.1Hz递增。（×） 2.UM71系统的发送器能够产生18种低频信号和4种移频信号。（√） 3.UM71系统的空心线圈能够起到平衡牵引电流的作用。（√） 4.UM71系统匹配变压器的变比为7：1。（×） 5.UM71系统的补偿电容每隔100m设置一个。（√） 6.京郑线四显示自动闭塞正向进站信号机红灯双断丝向预告信号机转移黄灯。（×） 7.京郑线四显示自动闭塞设有红灯保护区。（√） 8.UM71发送器主振荡器的频率为低频控制信息的27倍。（√） 9.京郑线四显示自动闭塞区间信号机双断丝向前一架通过信号机转移黄灯。（√） 10.四显示移频自动闭塞进站信号机灭灯时，预告信号点亮红灯。（√） 三.名词解释 1.自然衰耗式 答：利用轨道电路信号电流的能量，在钢轨传输中自然衰减的特性和两种不同的频率，实现相邻轨道电路的分离。 2.电气隔离式
轨道电路概述 一、轨道电路的基本原理 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）节、送电和受电设备构成的电路。 轨道电路的送电设备设在送电端，由轨道电源E和限流电阻Rx 组成，限流电阻的作角是保护电源不致因过负荷而损坏，同时保证列车占用轨道电路时，轨道继电器可靠落下。接收设备设在受电端，一般采用继电器，称为轨道继电器，由它来接收轨道电路的信号电流。 送、受电设备一般放在轨道旁的变压器箱或电缆盒内，轨道继电器设在信号楼内。姗送、受电设备由引接线（钢丝绳）直接接向钢轨或通过电缆过轨后由引接线接向钢轨。 钢轨是轨道电路的导体，为减小钢轨接头的接触电阻，增设了轨端接续线。 钢轨绝缘是为分隔相邻轨道电路而装设的。 两绝缘节之间的钢轨线路，称为轨道电路的长度。 当轨道电路内钢轨完整，且没有列车占用时，轨道继电器吸起，表示轨道电路空闲。轨道电路被列车占用时，它被列车轮对分路，轮对电阻远小于轨道继电器线圈电阻，流经轨道继电器的电流大大减小，轨道继电器落下，表示轨道电路被占用。 二、轨道电路的作用 轨道电路的第一个作用是监督列车的占用。利用轨道电路监
督列车在区间或列车和调车车列在站内的占用，是最常用的方法。由轨道电路反映该段线路是否空闲，为开放信号、建立进路或构成闭塞提供依据，还利用轨道电路的被占用关闭信号，把信号显示与轨道电路是否被占用结合起来。 轨道电路的第二个作用是传递行车信息。例如数字编码式音频轨道电路中传送的行车信息，为ATC系统直接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有关信息，以决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。对于ATC系统来说，带有编码信息的轨道电路是其车地之间传输信息的通道之一。 三、轨道电路的分类 轨道电路有较多种类，也有多种分类方法。 1.按所传送的电流特性分类 轨道电路可分为工频连续式轨道电路和音频轨道电路，音频轨道电路又分为模拟式和数字编码式。 工频连续式轨道电路中传送连续的交流电流。这种轨道电路的唯一功能是监督轨道的占用与否，不能传送更多信息。 模拟式音频轨道电路采用调幅或调频方式，用低频调制载频，除监督轨道的占用外，可以传输较多信息，主要传输列车运行前方三个或四个闭塞分区的占用与否的信息。 数字编码式音频轨道电路采用数字调频方式，但它采用的不是单一低频调制频率，而是一个若干比特的一群调制频率，根据