大电ZPW-2000A培训教材

1、ZPW-2000AZPW-2000A型无绝缘型无绝缘 自动闭塞原理及故障处理自动闭塞原理及故障处理 主讲：占自才主讲：占自才 主主 要要 内内 容容 第一章 区段原理图 第二章 设备结构、使用及原理说明 第三章 故障处理 第一章 区段原理图 及设备结构、原理说明 一、一、ZPW2000AZPW2000A主要特点主要特点 1、UM71无绝缘轨道电路的国产化 实现全程断轨检查，小轨死区段小 SPT-P内屏蔽数字电缆 发送N1冗余，接收双机并联 接收器、发送器对4种频率通用 2、是一种移频轨道电路 3、区间通过电气绝缘实现轨道区段隔 离，站内与区间处采用机械绝缘与空芯 线圈隔离 4、区间采用了4显示

2、自动闭塞 ZPW-2000A轨道电路可以理解为一送双 受区段。 主轨受：从轨出1测出主轨道的信号达到 可靠工作值240mv。 小轨受：从XGJ测出有24V电源。 这两条件具备后：接收器送出GJ电压 ， QGJ吸起。 4、区段的划分 调谐区调谐区 电缆电缆 小轨道电路小轨道电路 主轨道电路主轨道电路 补偿电容补偿电容 调谐单调谐单 元元 机械绝机械绝 缘空芯缘空芯 线圈线圈 调谐单调谐单 元元 调谐单调谐单 元元 空芯线空芯线 圈圈 匹配变压器匹配变压器 匹配变压器匹配变压器 匹配变压器匹配变压器 电缆模拟网络盘电缆模拟网络盘 发送器发送器 组合架（红灯转移条件；正、反方向转换；组合架（红灯转移

3、条件；正、反方向转换；+1FS转换）转换） 电缆模拟网络盘电缆模拟网络盘 接收器接收器 衰耗盘衰耗盘 电缆模拟网络盘电缆模拟网络盘 接收器接收器 衰耗盘衰耗盘 GJGJ XG、XGH、 XGJ、XGJH 匹配变 压 器 压 器 匹配变 发送电源 接收电源 发送功出 轨 入 轨出1 轨出2 GJ(Z) GJ(B) GJ XG(Z) XG(B) XG XGJ 压 器 匹配变 接收电源 XG(Z) XGJ XG(B) XG 轨出2 GJ(B) GJ(Z) GJ 轨出1 轨 入 发送功出 发送电源 压 器 接收器 衰耗盘 匹配变 接收电源 压 器 XG(Z) XGJ XG(B) XG 发送器 轨出2

4、GJ(B) GJ(Z) GJ 轨出1 轨 入 发送功出 络 盘 模拟网 发送电源 匹配变 A B 机车运行方向 模拟网 络 盘 接收器 衰耗盘 络 盘 模拟网模拟网 络 盘 发送器 接收器 衰耗盘 络 盘 模拟网 XG,XGH XGJ,XGJHXGJ,XGJH XG,XGH GJGJGJ V1V2 E2E1E2E1 V1V2 室内 电缆电缆 室内 5、电路径路说明（某一个区段为例；“-” 代表“到达”；由于各站设计不同，下面端子 号不确定）： 零层02-17的+24V和02-18的024V-发送 插座板的端子2、4上。零层03-17的+24V和03- 18的024V-接收插座板的端子2、4上。

5、验证后 发送器得到工作电压后，根据外部的载频 编码和低频编码条件，进行验证识别后开始发 送工作，由发送器内部进行D/A转换，经功放 发出轨道移频信号（功放大小有一个电平级调 整工作，常用的是15级电平，发送端电平级 在施工开通一次调好后，一般不易动）。 发送插座板的D7、8为输出的轨道移频信号 -移频柜零层01-2-1、2-组合柜某层侧面08-1、 2入，进行FBJ、DJ、GJ、QZJ、QFJ的继电器 接点组条件的配线后，由01-1、2出-接口柜 零层D6-1、3 -送端防雷模块1、2进后，再由 31、32出 -接口柜零层D1-1、3-经电缆送至 电缆盒-匹配单元E1、E2经9：1变压后送至V

6、1、 V2，并接在BA铜板端子上-经过BA铜板端子 上的钢丝绳送至钢轨（信号在钢轨传送过程中， 由补偿电容降低钢轨对信号的部分消耗）。 接收端室外部分与发送室外相反-回到室内后， 接在接口柜零层D1-2、4-受端防雷模块31、32进 后，由1、2出-接口柜零层D6-2、4-组合柜某层 侧面01-3、4入-继电器接点组条件的配线-由02- 11、12出-移频柜零层01-3-1、2-SH插座板端子C- 1、2 -主轨、小轨调整后，由SH端子C-5、6、7 和B-5、6、7出-接收器主机端子13、14、15入和 另一接收器备机端子30、31、32入-发送器对主 轨移频信号、相邻轨送来XGJ检查条件进

7、行处理- 接收器端子16、17轨道继电器输出线-SH的b16、 17-SH的a30、c30-移频柜零层01-3-7、8-组合 柜某层05-10、使11QGJ吸起-GJ吸起。 二、设备构成：二、设备构成： 1、室内设备 发送器 ZPWF 接收器 ZPWJ 衰耗盘 ZPWPS1 电缆模拟网络盘 ZPWPML1 综合柜(网络接口柜) ZPWGL-2000A 无绝缘移频自动闭塞机柜 ZPWG- 2000A 无绝缘移频自动闭塞组合柜 2、室外设备 匹配变压器 ZPWBP1 调谐单元 ZWT1 空心线圈 ZWXK1 机械绝缘空心线圈 ZPWXKJ 空芯线圈防雷单元 ZPWULG 补偿电容 CBG1/CBG

8、2 钢轨引接线 SPT数字电缆 3 3、原理介绍、原理介绍 ZPW-2000A ZPW-2000A型型无绝缘轨道电路系统，采用电气绝采用电气绝 缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。电气绝缘节长缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。电气绝缘节长 度为度为29m29m，电气绝缘节由空芯线圈、，电气绝缘节由空芯线圈、29m29m长钢轨和调长钢轨和调 谐单元构成。谐单元构成。调谐区对于本区段频率呈现极阻抗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相邻区段频率信号 呈现零阻抗呈现零阻抗，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。同时为了解为了解 决全

9、程断轨检查，在调谐区内增加了小轨道电路决全程断轨检查，在调谐区内增加了小轨道电路。 ZPW-2000AZPW-2000A型型无绝缘轨道电路分为主轨道电主轨道电 路和调谐区小轨道电路两部分路和调谐区小轨道电路两部分，小轨道电路小轨道电路 视为列车运行前方主轨道电路的所属视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续延续 段段”。主轨道电路的发送器由编码条件控制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，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，也向调谐该信号既向主轨道传送，也向调谐

10、 区小轨道传送，主轨道信号经钢轨送到轨道区小轨道传送，主轨道信号经钢轨送到轨道 电路受电端，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。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。现按“电气机械”结构进行系统原理 介绍（见下一页图）。 一、调谐区（电气绝缘节）一、调谐区（电气绝缘节） 电气绝缘

11、节由空芯线圈、电气绝缘节由空芯线圈、2929米长钢轨及调谐单元组米长钢轨及调谐单元组 成，实现相邻两轨道电路的电气隔离。成，实现相邻两轨道电路的电气隔离。 电气绝缘节原理图电气绝缘节原理图 第二章设备结构、使用及原理说明第二章设备结构、使用及原理说明 电气绝缘节原理图 电气绝缘节原理介绍电气绝缘节原理介绍 1 1、调谐单元、调谐单元 调谐单元内、外部图片 安装在轨道旁的 基础桩上。采用 钢包铜引接线与 钢轨连接。 工作原理 电气绝缘节长29m，在两端各设一 个调谐单元，对于较低频率轨道电路 （1700Hz、2000Hz）端，设置L1、C1 两元件F1型调谐单元；对于较高频率轨 道电路（2300

12、Hz、2600Hz）端，设置 L2、C2、C3三元件的F2型调谐单元。 f1（f2）端调谐单元的L1C1（L2C2）对f2（f1） 端的频率为串联谐振，呈现较低阻抗,称“零阻 抗”,相当于短路,阻止了相邻区段信号进入本区 段。 f1（f2）端调谐单元对本区段的频率呈现电 容性，并与调谐区的钢轨、空心线圈的综合电感 构成并联谐振，呈现高阻抗，称“极阻抗”，相 当于开路，减少了对本区段信号的衰耗。 调谐单元与空心线圈、29m钢轨电感等参数 配合，实现了两个相邻轨道电路信号的隔离，即 完成“电气绝缘节”功能。 调谐单元工作原理： f 1 f 2 Ls L1 C 1 L2 C 2 C 3 （ a） L

13、/4 f 1 L2C2对 f1串 联 谐 振 得 到 低 阻 抗 （ b） 11 2 1 1 1 CL C C C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） 2 2 2 23 1 C LL C 3 C3与 以 左 电 感 并 联 谐 振 得 到 高 阻 抗 2 2、空芯线圈、空芯线圈 空芯线圈内、外部图片 空芯线圈安装在调 谐区轨道边的基础 桩上, 空芯线圈两端 采用钢包铜引接线 与钢轨连接。 3 3、机械绝缘节空芯线圈、机械绝缘节空芯线圈 用在车站与区间衔接的机械绝缘处，结构 特征与空芯线圈一致，按频率分为四种，

14、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。 匹配变压器外形、内部图片 二、匹配变压器二、匹配变压器 ZPWBP1ZPWBP1 安装在轨道旁 的基础桩上。 V1-V2端子接 轨道侧。E1-E2 接电缆侧。 按0.3-1.0Km道碴电阻设计，匹 配变压器用于钢轨对SPT电缆的匹配连 接，变压器变比为1：9，L1用作对电缆 容性的补偿，并作为送端列车分路的限 流阻抗。 1 1、匹配变压器用途、匹配变压器用途 匹配变压器原理图 2 2、匹配变压器原理介绍、匹配变压器原理介绍 C1、C2电解电容按同极性串接， 形成无极性，在直流电力牵引中用于 隔离直流（如地下铁道）。V1、V2接

15、至钢轨，E1、E2接至SPT电缆。F为带 劣化指示的防雷单元. 三、补偿电容三、补偿电容 补偿电容补偿电容 补偿电容的安装 方法，是按照等 间距设置补偿电 容的方法。具体 安装见后图： 1、补偿电容用途： 为抵消钢轨电感对移频信号传输的影响，采 取在轨道电路中，分段加装补偿电容的方法，使 钢轨对移频信号的传输趋于阻性，接收端能够获 得较大的信号能量。另外，加装补偿电容能够实 现钢轨断轨检查。在钢轨两端对地不平衡条件下， 能够保证列车分路。 在ZPW-2000AZPW-2000A系统中，补偿电容容量、数 量均按轨道电路具体参数及传输要求确定。 补偿电容安装位置示意图 2、安装与使用说明 安装与使

16、用说明 表示等间距长度；轨道电路两端调谐单元与第 一个电容距离为2，安装允许误差0.5。 计算公式：L/ Nc， 其中，：轨道电路两端调谐单元的距离 （并非轨道电路长） Nc：根据优选设计确定的补偿电容数量 补偿电容的配置，其容量根据轨道电路频率的其容量根据轨道电路频率的 不同而不同，频率越高容量越小，其数量按照不同而不同，频率越高容量越小，其数量按照 轨道电路的长度来确定，而轨道电路长度是由轨道电路的长度来确定，而轨道电路长度是由 道碴电阻来决定的。道碴电阻来决定的。 四、钢轨引接线四、钢轨引接线 为加大调谐区设备与钢轨间的距离，便于工 务维修等原因，加长了引接线长度。其材质为多 股钢包铜注

17、油线，满足耐酸、碱，耐冻，耐磨， 耐高温性能。其长度为2000mm，3700mm各两 根并联运用。一个电气绝缘节3套6根。 五、五、SPTSPT数字电缆数字电缆 使用原则： 两个频率相同的发送与接收不能采用同一根电缆。 两个频率相同的发送不能设置在同一屏蔽四线组内。 两个频率相同的接收不能设置在同一屏蔽四线组内。 电缆中有两个及其以上的相同频率的发送（接收）， 该电缆采用内屏蔽型。 电缆中各发送、各接收频率均不相同时，可采用非内 屏蔽SPT电缆，但线对必须按四线组对角线成对使用。 （3 3）、工程设计注意事项：）、工程设计注意事项： 掌握电缆使用原则，合理地对电缆网络图进行设计，有利 于减少工

18、程投资。 按正方向运行，复线区段上下行发送采用同一根电缆。 按正方向运行，复线区段上下行接收采用同一根电缆。 为节省电缆投资，一般宜采用A型电缆，A型电缆为部分内 屏蔽四线组、部分非内屏蔽四线组电缆，可节省投资。 信号点灯线可与发送或接收线对同缆使用。同缆 时，宜按上、下行信号机分开，该方式可节省区间信 号机灯丝断丝报警芯线数量。 电缆网络图布置时，一般从区间最远端向站内方 向布置。 必要时，干线电缆采用内屏蔽型电缆（SPTP）， 一般分支短电缆，因为没有同频信号问题均可采用 SPT型电缆。 六、发送器 ZPWF 发送器外形及底座图片 安装在机械安装在机械 室内机柜的室内机柜的U U 型槽上，

19、用钥型槽上，用钥 匙将锁杆锁紧匙将锁杆锁紧 1 1、工作发送频率、工作发送频率 低频频率：10.3+n1.1Hz ，n=017即： 10.3 Hz、11.4 Hz（绿）、12.5 Hz、13.6 Hz（绿黄）、 14.7 Hz 、15.8 Hz、16.9 Hz （黄） 、18 Hz （双 黄） 、19.1 Hz 、20.2 Hz 、21.3 Hz、22.4 Hz、23.5 Hz、24.6 Hz 、25.7 Hz、26.8 Hz （红黄） 、27.9 Hz、29 Hz 载频频率载频频率 下行：1700-1 1701.4 Hz 1700-2 1698.7Hz 2300-1 2301.4Hz 230

20、0-2 2298.7Hz 上行：2000-1 2001.4 Hz 2000-2 1998.7Hz 2600-1 2601.4Hz 2600-2 2598.7 Hz 频偏：11 Hz 输出功率：不小于70W 2 2、发送器用途：、发送器用途： 产生高精度、高稳定、一定功率的移频 信号。在区间适用于非电化和电化区段18信 息无绝缘轨道电路区段，供自动闭塞、机车 信号和超速防护使用。在车站适用于非电化 和电化区段站内移频电码化发送。用于系统 采用发送N+1冗余方式。故障时，通过FBJ接 点转至“1”FS。 3 3、发送器电路原理介绍、发送器电路原理介绍 载 载 频频 编编 码码 条条 件件 低 低

21、频频 编编 码码 条条 件件 CPU1 CPU2 移 移 频频 发发 生生 器器 控制与门 控制与门 滤波器 滤波器 功率放大功率放大 安全与门安全与门 FBJFBJ 24V24V FBJFBJ 至至1 1发送发送 至轨道至轨道 发送器电路原理图 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。 电路原理介绍电路原理介绍 功放输出FSK信号，送至

22、2CPU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使发送报警继电器励磁， 并使经过功放的FSK信号输出。当发送输出短 路时，经检测使“控制与门”有10S的关闭（装 死或休眠保护）。 图 3-5 发 送 器 底 座 示 意 图 七、接收器 ZPWJ 安装在机械安装在机械 室内机柜的室内机柜的U U 型槽上，用钥型槽上，用钥 匙将锁杆锁紧匙将锁杆锁紧 接收器外形及底座图片 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33mV;小轨道继电器 或执行条件电压不小于20V

23、（1700负载， 无并机接入状态下）。 1 1、主轨道、小轨道接收电压、主轨道、小轨道接收电压 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。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。 2、接收器的用途接收器的用途 XG、XGH GJ GJ XGJ XGJH G、GH G、GH XG、XGH 调谐区短小 轨道 本轨道电路邻轨道电路 主轨道 JSJS FS

24、FS CPU2 CPU1 JSJS CPU2 CPU1 主轨道和小轨道检查原理图 3 3、主轨道和小轨道检查原理、主轨道和小轨道检查原理 接收器底座示意图 八、衰耗盘ZPW.PS 放置在机柜上, 使 用时将衰耗盘插入 机柜上所对应的外 框内，然后根据该 轨道电路的实际情 况按照轨道电路调 整表进行调整。 衰耗盘外形及底座96芯图片 用做对主轨道电路及调谐区短小轨道电路的 调整（含正反向），用于实现主轨道电路、小轨 道电路的调整。给出发送、接收用电源电压、发 送功出电压、轨道输入输出、GJ、 XG、XGJ测 试条件。给出发送、接收故障报警和轨道占用指 示、方向指示灯。 1 1、衰耗盘用途、衰耗盘

25、用途 2 2、衰耗盘原理介绍、衰耗盘原理介绍 12 主轨道输入电路 主轨道信号V1、V2自C1、C2变压器B2输入， B2变压器阻抗约为3655（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B2其匝比为 116：（1146）。次级通过变压器抽头连接， 可构成1146共146级变化。 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A11 A23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

26、器B4输出至接收器。 九、机柜九、机柜 ZPWG -2000AZPWG -2000A型型机柜安 装在机械室内，配线从顶 端出线；使用时将发送器 、接收器、衰耗盘按照施 工图装入对应位置。 机柜外形图片 ZPW-2000A机柜布置示意图 用于安装室 内发送器、 接收器、衰 耗盘等设备， 每台机柜可 放置10套轨 道电路的设 备。 机柜配线说明（一个区段为例）： 24V直流电源屏 外部配线 D1 01-1-118：为18种低频信息； 01-2-12：为发送功出； 01-2-34：发送报警； 01-2-56：接收并机接FJ处； 01-2-1718：JS工作电源； 01-3-12：主轨道信号电压； 0

27、1-3-34：小轨道信号电压； 01-3-56：接收主机接FJ处； 01-3-78：接收的主机的主轨道继电器G、GH，并机的主轨道继电器G、GH； 01-3-910：接收的主机的XG继电器XG、XGH，并机的XG继电器XG、XGH； 01-3-1112：接收的主机的XG继电器XG、XGJH，并机的XG继电器XG、XGJH； 01-3-1316：报警检查、环线； 01-3-1718：FS工作电源； 24V 024V FS熔断10A 01217 JS熔断5A 01317 FS 01218 JS 01318 零层 十、防雷模拟网络盘ZPW.PML1 安装的两种方式： 1、安装网络接口柜内： 2、安装

28、在网络组匣内； 模拟电缆的调整是通过 35线插座端子来实现 （查对照表）。 防雷模拟网络盘 1 1、 防雷模拟网络盘用途防雷模拟网络盘用途 用作对通过传输电缆引入室内雷电冲击的 横向、纵向防护。通过0.5、0.5、1、2、2 、22km六节电缆模拟网络，补偿SPT数字 信号电缆，使补偿电缆和实际电缆总长度为 10km，以便于轨道电路的调整和构成改变 列车运行方向。 防雷地线 25 26 2X2 21 22 18 2 2 2 9 17 14 4 10 13 3 1 5 6 28 27 27 28 23 24 20 防雷器 19 16 15 12 29 30 7 8 11 31 32 1 35 8

29、 7 0.5Km 6 525 26 2 2Km 2 防雷模拟网络盘原理框图 横向采用压敏电阻采用V20-C/1 280V 20KA(OBO)或275V 20KA（OBO），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 雷电防护有显著作用。 电缆模拟网络按0.5、0.5、1、2、2、 22km六节设置，以便串接构成0-10km,按 0.5km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:23.5/km；L:0.75mH/km；C:29nF/km。 R

30、、L按共模电路设计，考虑故障安全,C采 用四头引线 电缆模拟网络主要参数测试说明电缆模拟网络主要参数测试说明 测试位置测试位置-在电缆模拟网络盘面板上。在电缆模拟网络盘面板上。 “设备”：“防雷”=1：1.02-1.06 “电缆”塞孔-与电缆连接侧电压，应 考虑电缆模拟网络衰减； 十一、轨道电路需要调整的内容十一、轨道电路需要调整的内容 ： 发送电平(按照轨道电路调整表在发送器后进 行调整) 接收电平（按照轨道电路调整表在衰耗盘进行 调整) 模拟电缆补偿（按照电缆补偿长度调整表在电 缆模拟网络盘后部进行调整） 小轨道电路的调整（在开通要点后根据轨入的 小轨道信号的大小按照小轨道调整表在衰耗盘后部 进行调整） 1、 2、主轨道电路的调整 主轨道电路的调整是按照接收电平 调整表在衰耗盘后的96芯插座上进行 跨线实现的。 3、小轨道电路的调整 首先用CD96-3专用选频表在衰耗盘面 板输入塞孔上测出小轨道的输入信号， 然后按照下表在衰耗盘后的96芯插座上 进行跨线。