25HZ相敏轨道电路原理

1、一、25HZ 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 。第 1 页 共 18 页二、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：交流J局部线圈电阻 轨道线圈电阻 设计序号 插入式用途：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

2、位选择性。11112323132212343414第 2 页 共 18 页2 HF2-25 型和 HF-25 型防护盒用途：对 50HZ 成分进行滤波，减小轨道继电器上50HZ 牵引电流的干扰电压。对 25HZ 信号频率的无功分量进行补偿。减少 25HZ 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 50HZ 呈串联谐振，相当于 20 欧姆的电阻，将 50HZ 干扰电流旁路掉； 对 25HZ信号电流相当于 16F 电容，以减少 25HZ干扰信号在传型号：两种，一种是 FB-1 型，内设两

3、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 。第 3 页 共 18 页第 4 页 共 18 页三、极性交叉的判断1不同频率信号的流向。2各部电压的关系，即极性交叉判断式的讲解。3无扼流变压器极性交叉的判定。 （基本无 50HZ 信号）4极性交叉分析的条件：实际轨条与地间的绝缘电阻不可能 无穷大，从而相邻轨道电路区段间才会有电位差V1 V6。带扼流变压器绝缘处各点电压示意图 几点说明： 虚线为 50HZ 信号电流；实线箭头 为 25HZ 信号电流；此图中电流的流向为极性交叉情 形。 极性交叉的判定： V1V5；V1V6；V4V5；V

4、4 V 6有一个成立即可。 2V1V2；2V1V2；2V4V2； 2V4V3 有一个成立即可。第 5 页 共 18 页四、绝缘破损的判定1关于自耦变压器的原理及同普通变压器的区别。2一组绝缘破损为什么影响轨道电路的正常工作？钢轨绝缘破损示意图C ED说明：1设电源由左面向右面供给， B 为中点， AD 间 绝缘破损：VABVBC1/2VAC ; V AB =V DB2扼流变压器可看成一个自耦变压器：VDE =2V DB =2V AB =V AC第 6 页 共 18 页五、25H Z 轨道电路电气特性测试项目和标准等 1继电器轨道线圈电压，按调整表调整，下限不低于18V 。2分路残压， 旧型 7

5、V；97 型 7.4V ；电子接收器轨道接收 端 10V ，输出为 0V。3入口电流，按机车信号标准。4实际相位角，轨道电压滞后局部电压的相位角：旧型888、电子型 908； 97 型 878。5测试的分析时限：继电器电压变化超过2V 时，一送多受轨道区段各分支轨道继电器电压偏差超过 0.5V 时。6轨道继电器调整电压的测试周期：每周一次，雨天每天一 次。7分路残压和实际相位角的测试周期为每季一次。8微机监测每日两次。六、关于轨道电路的调整和仪表的使用 1一般情况不作相位的调整，主要是供电电压的调整。 2仪表的使用主要的平时对于 1 个月充电的规定要执行，保 证仪表经常处于良好状态；对频率的选

6、择和电流量程的选择；电 池电量的测试。七、混线故障的查找1室内混线故障 故障原因：硒片击穿短路、防护盒混线、继电器线圈混线、 分线盘或侧面端子有异物（螺丝、焊锡等金属物） 。第 7 页 共 18 页查找方法：一般甩开回楼电缆测量电压判定是室内故障后，再逐步甩开硒片、防护盒、电容等（包括继电器） 。当甩开哪个元 件有电压时就可确定哪个元件短路造成的混线故障，更换元件后 故障即可排除。2室外混线故障 故障原因：绝缘破损、轨缝绝缘内有铁屑、电缆盒进水、扼 流变压器引入线与中线接地板封连等。查找方法：混线故障相当于在回路中短接一个较小的电阻， 回路中电流增大，送电端限流电阻压降增大，轨面电压就相应减

7、小了。当发生混线故障时测送电端电阻，电压值比平时升高。可 查找扼流箱、变压器、钢轨绝缘、扼流箱引入线等。处理故障时 应甩线从受电端到送电端逐步查找，当甩线后量到电压时即可判 定此处混线故障。第 8 页 共 18 页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

8、 ”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

9、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

10、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、微电子交流计数轨道电路和移频轨道电路（有4 信息、 8 信息、 18 信息和 UM71 、 ZPW2000）。四、轨道电路的工作状态 根据轨道电路的基本要求，在设计、计算和研究时，应分析以下三个状态：1 调整状态是轨道电路空闲、线路完整，受电端正常工作时的轨道电路状态；其最不利条件是参 数的变化是通过轨道继电器的电流最小，即电源电压最小

11、，钢轨阻抗最大而道渣电阻最小。2 分路状态是两条钢轨间被列车车轮对或其他导体连接，使轨道电路受电端设备能反映轨道被占 用的轨道电路状态；其最不利条件是参数的变化是通过轨道继电器的电流最大，即电源电压最大， 钢轨阻抗最小而道渣电阻最大。3 断轨状态是轨道电路的钢轨被折断时，轨道电路受电端设备能反映钢轨断轨的轨道电路状态； 其最不利条件是参数的变化是通过轨道继电器的电流最大，除了与电源电压最大，钢轨阻抗最小有 关系外，还与断轨地点和道渣电阻大小有关。第二章 25Hz 轨道电路第 9 页 共 18 页 第一节 25Hz 轨道电路概述一、25Hz 轨道电路设备的基本组成。1送电端设备构成：送电扼流变压

12、器 BE25 、轨道变压器 BG25 、电阻 R0、保险 RD1、保险 RD2 。 2受电端设备构成：受电扼流变压器BE25 、轨道变压器 BG25 、电阻 R0、保险 RD1 、防雷 FB、防护盒 FH、25HZ 轨道继电器 GJ( JRJC1-70/240)。另外 25HZ 轨道电路的轨道电源和局部电源分别由独立的轨道分频器和局部分频器给轨道继电器的 轨道线圈和局部线圈供电。二、25HZ 轨道电路的特点。1) 相敏 25Hz 轨道电路由于采用了二元二位继电器，其具有可靠的相位选择性和频率选择性，因而 对贵端绝缘破损和外界牵引电流或其他频率电流的干扰能可靠的进行防护2) 25Hz 轨道电路采

13、用 25Hz 频率后，与其它工频连续式轨道电路比较，在相同条件下，受道渣电阻 变化影响小。3) 25Hz 电源是运用分频的原理构成的，由于 50Hz 工频稳定，所以它也有频率稳定的特性，其频率 衡定在 50Hz 的一半。4) 由于 25Hz 分频器的固定特性，当两个分频器的输入端反向连接时，则其输出电压相差90 ，易于做成局部电源电压恒定超前轨道源电电压90，因而可以采用其中调相方式。5) 25Hz 分频器具有不可逆性，虽然 50Hz 不平衡牵引电流通过扼流变、轨道变压器流入轨道分频器 的输出回路， 但在其输入端不可能有 100Hz 电 流。同时室内轨道继电器的局部线圈是由局部电源单 独供电，

14、 他不与钢轨或轨道分频器的输出相连， 又不经过室外电缆线路， 不受接触网电流产生的 50Hz 干扰电 压的影响。6) “田 ”字型分频器的两线圈呈 90位置放置， 输入线圈的交流产生的刺痛不与谐振线圈完全相交，因而原则上排除了在输入线圈间有局部断路时输入线圈 50Hz 电流向分频器输出电路的变化， 大大降低 25Hz 输出回路中 50Hz 成分。7) 分频器具有稳定特性， 当输入的 50Hz 电源电压在 220V( +33，-44)，负载由空载至满载的范围变 化时，分频器的输出电压在 220( +6.6， -6.6)V 范围变化，因而提高了轨道电路工作的稳定性。8) 25Hz 轨道电路由于采用

15、了连续方式， 从而较为方便的找出其工作的最不利条件和肌线指标， 更便 于通过计算和实验手段加以验证。三、25Hz 轨道电路工作原理25Hz 轨道电路的信号电源是由铁磁分频器供给 25Hz 交流电， 以区分 50Hz 牵引电流， 接受器采用 二元二位轨道继电器，该继电器的轨道线圈由送电端 25Hz 轨道电源经轨道传输后供电，局部线圈 则由 25Hz 局部分频器电源供电。 轨道继电器工作时， 从轨道电路取得较少的功率而大部分功率是通 过局部线圈曲 子局部电源，因而轨道电路的控制距离可以延长，且只有轨道继电器上的轨道线圈电 压 Ug 和局部线圈电压 Uj 之间的相位角接近或等于 90时，转矩最大，是

16、翼 片绕轴旋转，带动接点 动作，否则，翼片不能旋转，不能带动接点动作。所以， 25Hz 轨道电路既有对频率的选择性(区别 开电力牵引电流)又有相位的选择性。 当轨道线圈和局部线圈电源电压满足规定的相位要求时， GJ 吸起，过道电路处于调整状态，即表示轨道电路空闲。当列车占用时，轨道电路被分路， GJ 落下。 若 频率、相位不对时， GJ 也落下。因而，其抗干扰性能较强，广泛应用于交流电力牵引区段。 25Hz 相敏轨道电路的原理图如 11 所示：第 10 页 共 18 页在图 11中，25Hz 电源屏（轨道分频器和局部分频器）由室内分别供给出25Hz 轨道电源和局部电源。轨道电源由室内供出，通过

17、电缆供何室外，经由送电 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）钢轨线路 .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， 经过防雷硒堆 （Z），25Hz 防护盒（HF） 给二元二位继电器盒局部 （ GJ）的轨道线圈供电。局部线圈的 25Hz 电源由室内供出，当轨道线圈 盒局部线圈所得电源满足规定的相位盒频率要求时，二元二位继电器JRJC170/240 吸起，轨道电路处于工作状态，仅之二元二位继电器JRJC 70/240 落下，轨道电路处于不工

18、作状态。第二节 二元二位继电器.动作原理25Hz 相敏轨道电路的接收器采用二元二位继电器，属于交流感应式继电器，是据电磁所建立的交变 磁场与金属转子中感应电流之间相互作用的原理而动作的。JRJC72/240 型继电器由带轴翼板、 局部线圈、轨道线圈和接点组四大部分组成，安装在铸铝合金支架内，活动部分来用滚珠轴承双重防 护，可靠性更 高，便翼板转动灵活，耐久。当通以规定颇率的电流，且局部线图电压超前轨道线圈电压的角度0 V3 或 V1 V4 或 V2 V3 或 V2V4 的立时，有相位交叉。2、 若 2VV5 或 2V1 V6 或 2V2 V5 或 2V2 V6 成立时，有盯痊交叉。第六章 现场

19、使用中的一些问题 一、车现场使用中，发现轨道电路导接线如果接触不良就会导致设备故障，相对于移频轨道电路来说 25Hz 相敏轨道电路对钢轨导接线要求更高必须保证其接触良 好，车更换导接线时，应在无车的 情况下，否则有可能造成轨道电路红光带影响行车。因此，在日常维护中必须特别加强对导接线的 检查维护。二、防雷补偿器现实际应用中，发生过石堆短路造成故障。现均有的单位已把石堆拆除。车工务更 换钢轨时，曾发生把防雷补偿器烧坏，造成故障。拨掉防雷补偿器 后，恢复正常，而室外轨道 箱 中的断路器并没有断开，而造成烧坏防雷补偿器。因此存在一是缺陷，如果能在室内加装 1A 保险， 做到提示一做防护，就能解决这一

20、问题。第七章 工程设计和现场维护为提高 97 型 25Hz 相敏轨道电路抗干扰能力将有牵引电流回归的轨道区段原来不设扼流变压器的送 受端一律取消，全部采用带扼流类型。除将扼流变压器牵引引接线改为焊接外，还将连向钢轨的一 长一短引接线设计成等阻线。将牵引引接线改用焊接方式接向钢轨，以克服应接触电阻，增大而造成绝缘破损防护性能的失效。 采用固定抽头型取代原来滑线变阻器，以利于现场轨道电路的调试和维护， 400A 扼流供侧线区段使 用， 600A扼流供正线区段使用， 800A 扼流供牵引变电所区段使用。第一节 有交叉渡线的轨道电路 设有交叉渡线的轨道电路如图所示第 16 页 共 18 页 在电气化区

21、段应设有扼流变压器，相邻两段轨道电路扼流变压器的中点相连，使 A.B 两段轨道电路 的另一根轨条通过一定的迂回阻抗相连，造成了轨道电路工作不稳定。一 轨道电路的本身问题1 调整这两个区段时，改变任一区段供电电压，影响另一区段轨道继电器的电压。2 改变任一区段供电电压极性时，另一区段的继电器电压变化很大。3 任一区段分路时， 另一区段继电器电压也降低，甚至不能保持吸起。二 牵引电流引起的问题1 当有稳定的 50Hz 牵引电流流过时，这两个区段的熔断器有可能熔断。2 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瞬间落下 0.3 妙左右。三

22、 解决的根本办法 解决的根本办法是将两处相连，改为只有一处相连。而电气化区段要求牵引电流回归是畅通的，也 就是将 be间的联系切断，在渡线处加装两处绝缘，使ab 两段轨道电路完全隔开加以解决。但目前的道岔结构， 在一般情况下， 按现有轨缝加装绝缘， 使区段的长度往往超出不大于 5m 的规定， 为解决此问题，可采用胶接钢轨绝缘接头或玻璃钢包的岔型绝缘组件。再有当死区段内有车辆时，仍有可能出现单轨条流通牵引电流的现象。但在道岔区段不许停留车辆， 能构成此现象的机率很少，如果死区段的长度能符合规定，则将不易出现单轨条问题。四 电缆线路的使用1 干线供电时电缆的使用轨道电路一般均采用干线供电方式， 有 25Hz 电源屏输出经电缆线束向各送电端供给 25Hz220V 电源 允许在电缆上的压降为 30V 。当分频器的输出电压为 30波动时经电缆传输后轨道电路供电变压 器的一次输入允许输入最低电压为180V 。每段轨