郑州大学自考毕业论文

1、 郑州大学毕业设计（论文）题目： ZPW2000A设备应用及维护 指导教师： 职称： 讲师 学生姓名： 学号： 010314101967 专 业： 电子工程 院（系）： 物理工程学院 完成时间： 2015.12.1 2015年 12 月 1 日摘要ZPW-2000A是一种具有国际先进水平的新型自动闭塞，它对于保证行车安全，提高区段通过能力，起着非常显著的作用。ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞是在引进法国UM71无绝缘轨道电路技术、国产化的基础上，结合国情进行的技术再开发。较之UM71、ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统，它在轨道电路传输安全性、传输长度、系统可靠性、可维修性方面都

2、有了很大的提升，不仅克服了UM71系统在传输安全性和传输长度上存在的问题，而且解决了轨道电路全程断轨检查，调谐单元断线检查，拍频干扰防护等技术难题。延长了轨道电路长度。同时，结合国情提高技术性能价格比、降低工程造价方面也有了显著的提高【1】。ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞轨道电路系统主要是由室外部分、室内部分和系统防雷三部分组成。本次设计完成对模拟站乙站3505G 、X1LQG、3579G闭塞分区工程设计图纸。分别有：区间信号平面图、闭塞分区电路图、区间N+1电路图、以及ZPW-2000A无绝缘自动闭塞系统框图，设备主要采用ZPW-2000A无绝缘自动闭塞系统，主要介绍了ZPW-200

3、0A系统的工作原理、设备构成及相关图纸的设计方法。关键词：ZPW-2000A；自动闭塞；移频；35 AbstractZPW - 2000 - a is a new type with the international advanced level of automatic block, it is to ensure safety, improve the section capacity, plays a very significant role.No insulation ZPW - 2000 - a type of frequency shift automatic block is

4、 no insulation on the introduction of France UM71 track circuit technology, localization, on the basis of combining the state of technology development. Than the UM71, no insulation ZPW - 2000 type a frequency shift automatic block system, its on the track circuit transmission security, length, syst

5、em reliability and maintainability have great ascension, not only overcome the UM71 system in the transport security and the existing problems in transmission length, and solved the track circuit to the broken rail inspection, break check tuning unit, beat frequency interference protection and other

6、 technical problems. Extend the length of track circuit. At the same time, combined with national conditions improve technology price performance ratio, reduce the project cost aspect also has improved significantly. No insulation ZPW - 2000 - a type of track circuit frequency-shift automatic block

7、system mainly by the outdoor, indoor part and the lightning protection system of three parts.The design on the simulation of 3505 g - b stand, X1LQG, 3579 g block partition engineering drawings. Respectively are: the signal plan, circuit diagram block partition, interval N + 1 circuit diagram, and a

8、 no insulation ZPW - 2000 automatic block system block diagram, the equipment is mainly adopt ZPW - 2000 - a no insulation automatic block system, mainly introduced the ZPW - 2000 - a systems working principle, design method of equipment and related drawings.key words: ZPW - 2000 - a; Automatic bloc

9、k; Frequency shift. 目录摘要1Abstract2目录31 引言42 ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统概述52.1 ZPW-2000A 概述52.2 ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统特点52.3 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统构成62.3.1 室外部分62.3.2 室内部分82.3.3 系统防雷133 区间通过信号机布置153.1 设计资料153.2区间通过信号机布置原则163.3 闭塞分区编号163.4 载频配置原则174 补偿电容的设置194.1 补偿电容的作用及原理194.1.1 保证轨道电路传输距离194.1.2 保证接收端信号有效信干比20

10、4.1.3 实现了对断轨状态的检查204.1.4 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204.2 补偿电容的布置方法205 闭塞分区电路图225.1 3505G闭塞分区电路分析235.2 X1LQG闭塞分区电路分析255.3 3579G闭塞分区电路分析266 N+1冗余电路图的设计276.1发送盘冗余设计286.1.1 载频及低频编码的故障转换286.1.2 主用发送盘的优先级296.2 接收器的冗余设计30结束语32致谢33参考文献341 引言随着铁路信号技术的发展和应用，铁路信号已成为提高运输效率、实现运输管理自动化和列车运行自动控制以及改善铁路员工劳动条件的重要技术手

11、段。铁路信号系统按其应用场所可分为车站信号控制系统、编组站调车控制系统、区间信号控制系统、铁路行车指挥控制系统及列车运行自动控制系统等【2】。自铁路开始运营，就产生了如何控制列车运行间隔以确保列车运行安全及运输效率的问题。由于高速铁路的发展，列车运行自动控制设备水平也在不断提高，由列车超速防护提高到列车自动限速和列车自动运行等新技术。机车信号和列车超速防护系统的行车命令目前还是来自地面自动闭塞的轨道中传递的信息。随着数字化、无线传输技术、漏泄电缆及卫星定位技术的发展，依靠这些技术实现列车和地面控制中心、列车和列车之间的信息传输，就不需要将区间划分为固定的若干分区，来调整列车之间的追踪间隔。而是

12、两个列车通过数据传输，自动的计算出实时的列车追踪安全间隔，使两列车之间的间隔最小，从而提高了行车密度和区间通过能力。这种列车运行间隔自动调整又可称为移动自动闭塞，这种设备代表了区间闭塞技术的发展方向【3】。由于列车在线路上运行，不能以相互避让的方法避免迎面相撞。加之列车速度快、质量大，从开始制动到停车需要行走较长的距离，这就产生了后续列车追撞前行列车的可能。于是闭塞的概念出现了。闭塞设备是保证列车在区间运行安全的设备。铁路线路以车站（线路所）为分界点划分为若干区间，区间的界限在单线上以两个车站的进站信号机柱的中心线为车站与区间的分界线，在双线或多线上，分别以各线路的进站信号机柱或站界标的中心线

13、为车站与区间的分界线。为了提高线路通过能力，在自动闭塞区段又将一个区间划分为若干个闭塞分区，以同方向两架通过信号机作为闭塞分区的分界线。为了保证列车在区间内的运行安全，列车由车站向区间发车时必须确认区间（分区）内没有列车并须遵循一定的规律组织行车，以免发生列车正面冲突或追尾等事故。这种按照一定规律组织列车在区间内运行的方法一般叫做行车闭塞法简称闭塞。为了实现我国铁路向高速、重载、高密度方向的发展，大量的新技术、新设备在铁路信号系统尤其是区间信号系统中得到广泛的应用，使铁路信号设备的技术水平得到了很大的提高。像以数字信号处理技术为基础的通用式机车信号系统，引进的法国高速铁路所使用的U-T系统，以

14、及我国自行研制的新型移频自动闭塞系统，如ZPW-2000A，都已被广泛的应用【4】。2 ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统概述2.1 ZPW-2000A 概述ZPW2000A型无绝缘移频轨道电路系统自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，客车脱轨的严重事故，该系统提出了解决“全程断轨检查”等四项提高无绝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。该系统与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。

15、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。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。2.2 ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统特点该系统的特点体现在以下几方面：1.在解

16、决调谐区断轨检查后，实现了对轨道电路全程断轨的检查，大幅度减少了凋谐区死区长度（20m减小到5m以内），实现了对调谐单元的断线检查，大大提高了传输的安全性；2.利用新开发的轨道电路计算软件实现了轨道电路参数的优化，大大提高了轨道电路的传输长度，将1.0km道床电阻的轨道电路传输长度提高了66%（从900m提高到1500m）,将电气-机械绝缘节的轨道电路长度提高了87.5%（从800m提高到1500m ）,改善了低道床电阻轨道电路工作的适应性；3.用SPT国产铁路信号数字电缆取代法国的ZCO3型电缆，线径由1.13mm降至1.0mm,减少了备用芯组，加大了传输距离（从7.5km提高到10km）,

17、使系统的性能价格比大幅提高，显著降低了工程造价。调谐区设备的70mm2铜引 接线用钢包铜线取代，方便了维修；4.用单片微机和数字信号处理芯片代替晶体管分立元件和小规模集成电路，提高了发送移频信号频率的精度和接受移频信号的抗干扰能力；5. 系统中发送器采用“n+1”冗余，接受器采用成对双机并联运用，提高了系统可靠性，大幅度提高了单一电子设备故障不影响系统正常工作的“系统无故障工作时间”【2】。2.3 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统构成系统构成如图2-1所示。设备分为室内部分和室外部分。 图2-1 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统2.3.1 室外部分1. 机械绝缘节由“机械绝缘节空芯

18、线圈”（SVA）与调谐单元（BA）并接而成，其特性与电气绝缘节相同。2. 匹配变压器实现轨道电路与SPT传输电缆的匹配连接。一般条件下，按0.251.0km道碴电阻设计。在本设计中道碴电阻按照1.0km计算，并且兼顾低道碴电阻道床，该变压器比优选为9：1。特别需要指出的是在钢轨侧电路中，串联接入两个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。以确保该设备在直流电力牵引区段运用中，不致因为直流成分造成匹配变压器磁路饱和。3. 调谐区按29m设计，调谐区包括调谐单元（BA）和空芯线圈（SVA），实现两相邻轨道电路电气隔绝。调谐单元分F1、 F

19、2两种类型。F1的频率为1700Hz和2000Hz，由L1（37.145H）和C1（128.91f）串联组成；F2的频率为2300Hz和2600Hz，由L2（97.387H）、C2(90f)、C3(236.604f)经L2、C2串联后再并联C3组成。本设计中的3579G选择的调谐单元类型为F1型，而X1LQG和3505G选择的调谐单元类型为F2型。4. 补偿电容根据通道参数兼顾低道碴电阻道床传输，考虑容量，使传输通道趋于阻性，保证轨道电路良好传输性能。在考虑道碴电阻按照1.0km计算后，经过查证，本设计中的3579G（载频1700-1）的补偿电容量应为55F，而3505G（载频2300-2）和

20、X1LQG（载频2300-1）的补偿电容量应为46F。补偿电容的设置方法对于改善轨道电路的传输，加大轨道电路传输长度有极其重要的作用。一般采用“等间距法”，即将无绝缘轨道电路两端BA间两端的距离L按补偿电容总量N等分，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。详细情况见第四章。5. 调谐区设备引接线采用3600 mm、1600mm钢包铜引接线构成。用于BA、SVA、SVA等设备与钢轨间的连接。 6. 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12.5km、15km考虑。本设计

21、中电缆长度按照10km考虑 2.3.2 室内部分1. 发送器发送器采用载频通用型，“n+1”冗余方式，故障时，通过FBJ接点转至“+1”FS设备。（1）发送器的作用：用来产生高精度、高稳定性的移频信号。有18种低频，低频频率同UM71自动闭塞，载频频率有8种。产生足够功率的输出信号，额定输出功率70W(400负载)，最大输出功率150W。调整轨道电路，可根据轨道电路的具体情况，通过输出端子的不同连接，获得10种不同的发送电平。对移频信号进行自检测，故障时给出报警及“n+1”冗余运用的转换条件。（2）发送器的基本原理 发送器的原理框图如下图2-2所示： 图2-2 发送器的原理框图 同一载频编码条

22、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的移频键控信号FSK。移频信号分别送至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”使移频信号送至滤波环节，实现方波-正弦波变换。功放输出的移频信号，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，打开安全与门，使发送报警继电器FBJ励磁，并使经过功放的移频信号输出至轨道。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）。 发送器外连线联接示意图如图2-3示。发送器端

23、子代号及用途说明如2-1。发送器“N+1”冗余系统原理及接线图将在第六部分进行详细阐述。图2-3发送器外线连接示意图序号代号用途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-1 FBJ-2外接FBJ（发送报警继电器端子）表2

24、-1发送器端子代号及用途说明2. 接收器ZPW-2000A型无绝缘轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区短小轨道电路两部分，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”。接收器的作用有：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） 接收器接受端及输出端均按双机并联运用设计与另一台接收器构成热机并联运用系统，保证接收系统的高可靠运用。4） 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

25、查。在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；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）。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，作为轨道继电器（GJ）励磁的必要检查条件（XGJ、XGJH）之一，见图2-4。图2-4 主轨道和调谐区小轨道检查原理图在本设计中由于X1LQG和3579G分别位于离去区段和站间分界点处，故此处小轨道电路有所不同，对于X1LQG是经过XG

26、J、XGJH条件直接让其JS接通+24V和024V电源，由于3579G位于分界点处，所以其接收与X1LQG的不同之处是在XG、XGH之间驱动XGJ，而这里的XGJ、XGJH都取自相邻车站。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。接收器外线连接示意图如图2-5所示。图2-5 接收器外线连接示意图 接收器端子代号及用途如表2-2所示。表2-2 接收器端子代号及用途序号代号用途1D地线22424V电源3（2

27、4）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（

28、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36XG

29、H（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. 衰耗用于实现主轨道电路、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、发送供出电压、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。 本设计中所用到的电缆模拟网络组合见下表2-3：表2-3 本设计中所用到的电缆模拟网络组合例如3579GFS所对应的电缆模拟网络单元连接如下图2-6所示： 图

30、2-6 3579GFS所对应的电缆模拟网络单元连接2.3.3 系统防雷系统防雷可分为室内、室外两部分：1. 室外：（1） 一般防护从钢轨引入雷电信号，含横向、纵向。横向：限制电压在75KV、10KA以上纵向： 根据设计，一般可通过空芯线圈中心线直接接地进行纵向雷电防护。 在不能直接接地时，应通过空心线圈中心线与地间加装横纵向防雷元件。电化牵引区段考虑牵引回流不畅条件下，出现的纵向不平衡电压峰值，限制电压选在500V、5KA以上。非电化区段则只考虑50Hz220V电流影响, 纵向限制电压选在280V(或275V)、10KA以上。（2） 防雷地线电阻要严格控制在10以下。对于采取局部土壤取样不能真

31、实代表地电阻的石质地带，必须加装长的铜质地线，具体长度需视现场情况定。（3） 对于多雷及其以上地区，特别对于石质地层的地区，有条件应加装贯通地线。2. 室内：防护由电缆引入的雷电信号。横向：限制电压在280V、10KVA以上。纵向：利用低转移系数防雷变压器进行防护。3 区间通过信号机布置自动闭塞区段的区间划分成若干闭塞分区，每个闭塞分区的分界处设立通过信号机，站内和区间均装设轨道电路。当闭塞分区由列车占用或线路断轨故障时，通过轨道电路的传输和信号机的显示，将闭塞分区的占用状态自动的通知追踪列车，实现区间自动闭塞。采用这种设备的区间，两站之间同时同方向可以运行两列或两列以上的列车，因而提高了区间

32、通过能力，为了确保行车安全，铁路技术管理规程第63条规定：“通过信号机应设在闭塞分区或所间区间的分界处。自动闭塞区段的通过信号机，不应设在停车后可能脱钩的处所，并尽可能不设在起动困难的地点。”“当采用8min及以下列车追踪运行间隔时间，在满足列车制动距离及自动停车装置动作过程中列车走行距离的条件时，可小于1200m,但不可小于1000m。”等等。可以看出，通过信号机的设置位置与机车牵引重量、运行速度、时间、线路条件及制动距离等因素关系极为密切。牵引计算的主要内容就是以力学为基础，研究列车运行中加减速力与列车运行加减速度的相互关系。通过牵引计算解决排列区间通过信号及位置有关的各种问题。这里不做论

33、述。为了合理地布置区间通过信号机，在正式开始设计之前，应进行必要的现场勘测调查和搜集资料，通过分析研究，比较全面的、详细的掌握设计区段的情况、对列车追踪间隔进行可行性研究，提出论证，作为设计依据【5】。3.1 设计资料布置区间通过信号机需要的资料主要包括：1. 线路平面、纵断面详图；2. 客、货机车类型（包括补机），牵引特性曲线及基本阻力；客、货列车牵引重量、列车计长、车辆平均总重（自重加载重）、车辆单位基本阻力及每百吨闸瓦压力、动力制动力；3. 现行运行图资料。3.2 区间通过信号机布置原则1. 区间通过信号机在以货运为主的线路上，应按货物列车运行速度曲线及时间点布置，但闭塞分区长度应满足高

34、速旅客列车的制动距离要求；在以客运为主的线路上，应按旅客列车运行速度曲线及时间点布置；2. 区间通过信号机应在车站进站、出站信号机位置确定后开始布置；3. 为了节省投资及维修方便，上、下行方向的通过信号机，在不影响行车效率和司机了望的情况下，尽可能并列布置；4. 在利用动能闯坡和在列车停车后可能脱钩的处所，不宜设置信号机。在起动困难的坡道上，也应尽量避免设置信号机，如必须设置时，应装设容许信号。但进站信号机前方第一架通过信号机不得装设容许信号，并应涂三条黑斜线，进站信号机前方第二架通过信号机应涂一条黑斜线，以与其它通过信号机相区别；5. 通过信号机在正常情况下应设在便于司机了望的直线上，在不利

35、的条件下，信号机显示距离应不小于200m；6. 乘降所前后的通过信号机设置地点，应会同铁路局有关单位共同研究确定，但不得影响通过能力；7.信号机位置确定后，应进行编号，号码以信号机坐标公里数和百米数组成，下行编奇数，上行编偶数。根据以上原则，布置区间通过信号机【6】。3.3 闭塞分区编号闭塞分区编号按运行方向分为A、B、C、D4部分，以车站为中心，下行接车方向为A端，上行发车为B端，上行接车方向为C端，下行发车为D端，编号均以车站中心由近及远顺序编号，如图3-1所示。如闭塞分区较长，需加设分割点，及由两段轨道电路组成。每段轨道电路各有其发送器和接收器，它们的载频顺序配置。闭塞分区编号用两位数表

36、示，列如D5G有分割点，则按运行方向顺序编号为D5G、D5G1。 图3-1 闭塞分区编号示意图3.4 载频配置原则下行：1700、2300Hz（分1、2两型）上行：2000、2600Hz（分1、2两型）每种载频分1、2型，其作用为：（1）直接用做站内轨道电路，实现绝缘破损的防护；（2）区间实现全程断轨检查；（3）实现站内、区间轨道电路频率交错设置。（4）区间载频设置如图3-2下行按17001，23002，17002，23002，17001顺序设置方式，一般进站接近区段设置为23001（或23002）。上行按20001、26001、20002、26002、20001顺序设置方式，一般进站接近区段

37、设置为26001（或26002）站内侧线股道电码化，载频下行为1700Hz，上行为2000Hz，均为1型。本设计中载频配置如下: 3505G载频：2300-2 X1LQG 载频：2300-1 3579G 载频：1700-1 图3-2 载频配置示意图4 补偿电容的设置4.1 补偿电容的作用及原理4.1.1 保证轨道电路传输距离由于60kg重1435m轨距的钢轨电感为1.3H/m。同时每米约有几个pf点容。对于17002300Hz的移频信号，钢轨呈较高的感抗值。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

38、轨L与电容C视为串联谐振，见图4-1所示。以此在补偿段入口端（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。过去为使“补偿”工作简化，曾采取每100米补偿一次，根据1.5km道碴电阻、兼顾17002600Hz载频，选取补偿电容容量为33f，轨道电路两端电容设置采用“半截距法”。以上方式对保证UM71无绝缘轨道电路传输长度有一定的效果。结合国情，我国轨道电路道碴电阻标准已改为1.0km，而且南方隧道及特殊线路都存在低道碴电阻的情况，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5。图4-1 L与C补偿抵消钢轨电

39、感的等效电路一般载频频率低，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，补偿电容容量大。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，减小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。 4.1.2 保证接收端信号有效信干比由于轨道电路加补偿电容后趋于阻性，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

40、信号的工作。4.1.3 实现了对断轨状态的检查4.1.4 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【7】。4.2 补偿电容的布置方法补偿电容的设置方法在区间宜采用“等间距法”先确定本区段轨道电路补偿长度L补，L补为无绝缘轨道电路两端调谐单元间的距离，即电气绝缘中空芯线圈中心到另一电气绝缘节中空芯线圈中心的距离，或者从机械绝缘节到电气绝缘节中空芯线圈的距离，并非轨道电路的长度。L补=L（轨道电路长度）-29m（电气绝缘节到电气绝缘节），或L补=L（轨道电路长度）-14.5m（电气绝缘节到机械绝缘节）。然

41、后按根据优选设计确定的补偿电容总量N等分，其步长（等间距长度）=L补/N。轨道电路两端按半步长（/2），中间按全步长（）设置电容，安装允许误差0.5 m.补偿电容的配置，其容量根据轨道电路频率的不同而不同，其数量按照轨道电路的长度来确定，以获得最佳传输效果。电容容量:1700Hz 55f2.75f 2000Hz 50f2.5f 2300Hz 46f2.3f 2600Hz 40f2f经查表计算：本设计中各轨道区段所对应的步长为： 3505G（2300-2） =51.96m X1LQG（2300-1） =93.79m 3579G（1700-1） =71.17m 5 闭塞分区电路图闭塞分区电路图主要

42、包括编码电路、点灯电路和系统防雷网络等，其系统原理原理框图如图5-1所示。本设计设计了三个闭塞分区，分别是3505G、X1LQG和3579G。由于这三个闭塞分区所对应三种不同情况，所以其闭塞分区电路图在发送与接受方面各有差异 。图5-1 ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统框图说明：一、设计依据：ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统工程设计说明。二、设计范围：一个站管辖的区间，3个闭塞分区。三、举例设计路线为复线双方向运行，正方向运行采用四显示自动闭塞满足列车最高运行速度160km/h技术要求；反方向采用自动站间闭塞，满足列车运行最高速度120km/h技术要求；四、采用ZPW-200

43、0A型无绝缘移频自动闭塞设备；五、本设计满足“铁路信号设计规范TB10007-2006”，“铁路自动闭塞技术条件TB/T24” 和“铁建设2004151号”的技术要求；六、机车信号信息定义及分配按照“TB/T3060-2002”部频标准执行。闭塞分区编码示意图如下图5-2所示：图5-2 闭塞分区编码示意图 5.1 3505G闭塞分区电路分析此电路包括3505G的轨道电路设备连接、通过信号机3505的点灯电路等几部分。3505G轨道电路的主发送器3FS的低频编码条件由QZJ1、1GJ1、2GJ1和3GJ1构成。发送报警继电器FBJ接于3FS的端子FBJ-1及FBJ-2上。正常情况下，FBJ。正方

44、向运行时，QZJ、QFJ。经过低频编码条件控制产生的移频信号从3FS的端子S1引出，经过FBJ4QZJ5QFJ5，再经3505G的站防雷与电缆模拟络ZPW.PMD，到匹配变压器ZPW.BP的L1端子，并从V1端子送至电气绝缘节的调谐单元BA。回线从BA另一端引出，经ZPW.BPZPW.PMDQFJ63519GGJ4/DJF1QZJ6FBJ1接至3FS 的S2端子上。若3FS出现故障，FBJ,则+1FS被接入电路，以替代发生故障的3FS。+1FS同样由QZJ1、1GJ1、2GJ1和3GJ1构成低频编码条件。与3FS不同的是，+1FS低频编码条件是由FBJF1接入+1FS的。经过低频编码条件控制产

45、生的移频信号从+1FS的端子S1引出，经过FBJ6FBJ4QZJ5QFJ5，再经过站防雷与电缆模拟络ZPW.PMD，到匹配变压器ZPW.BP的L1端子，并从V1端子送至电气绝缘节的调谐单元BA。回线从BA另一端引出，经ZPW.BPZPW.PMDQFJ63519GGJ4/DJF1QZJ6FBJ3FBJ5,接至+1FS 的S2端子上。从轨道电路接收端的BA两端接收到的信号，经ZPW.BPZPW.PMDQFJQZJ,送至衰耗盘SH，SH由端子C5、C7和b5、b7分别将主轨道信号和小轨道信号送入3JS主机部分的端子ZIN(Z)、XIN(Z)和4JS并机部分的ZIN(B)、XIN(B) 。同时，自35

46、19GJS引来的XG、XGH经QFJF分别接至3JS主机部分和4JS并机部分的XGJ(Z)、XGJH(Z)和XGJ(B)、XGJH(B)。3JS主机部分和4JS并机部分收到3519GJS的XG、XGH和SH从ZIN送入的本轨道主轨道信号后，对其进行处理，形成对QGJ的控制信号。分别由3JS主机部分的G(Z)、GH(Z)和4JS并机部分G(B)GH(B)送至SH。同时，3JS主机部分和4JS并机部分将由SH送来的3491GXGJ、XGJH进行处理，若为反向运行，则轨道电路发送端和接收端换位，即原来的发送端变为接收端，而原来的接收端变为发送端。这是由QZJ和QFJ的第5、6、7、8组接点来实现的。

47、此时， 3JS主机部分和4JS并机部分分别将从SH接收的主轨道信号和从3491GJS传来的XG、XGH信息进行处理，形成对QGJ的控制信号，分别由3接收主机部分G（）、GH（）和4JS并机部分的G（）、GH（）送至SH，从而控制接与SH的端子a30、c30。3505绿L信号点点灯电路原理如下：反方向运行时，QZJQZJF通过信号机3505灭灯。正方向运行时，QZJQZJF。若3505G轨道占用，则GJGJF则3505H灯亮。若3505G空闲，则GJGJF。此时若3519G空闲，3519GGJ3519GGJF,且3519的灯丝完好，DJDJF则有1GJ。若此时3533G空闲，3533GGJ353

48、3GGJF，并且3533的灯丝完好，DJDJF则有2GJ。由于3505G为一接近区段，所以当进站信号机亮灯时DJDJF则有3GJ。满足1GJ、2GJ、3GJ条件后3505开放显示绿灯。若1GJ、2GJ、3GJ（3533G被占用，3533GGJ3519GJF），此时3505显示LU灯；1GJ、2GJ、3GJ，3505显示U灯；1GJ、2GJ、3GJ，3505显示H灯。当3505前方的3519出现灯丝断丝的情况时，3505将降级显示，其显示灯位同未断丝时3519显示灯位。电路中还有一部分，是用来将内方闭塞分区的状态由远及进向本区段传递的。通过传递来的信息，构成本轨道电路发送器的低频编码条件，控制产

49、生相应的移频信息【8】。5.2 X1LQG闭塞分区电路分析此电路包括X1LQG的轨道电路设备连接、通过信号机X1LQ的点灯电路等几部分。X1LQG轨道电路的主发送器9FS的低频编码条件由QZJ、1GJ、2GJ、3GJ、LXJ2F、YXJF、ZXJF、TXJF以及进路信号机构成。发送报警继电器FBJ接于9FS的端子FBJ-1及FBJ-2上。正常情况下，FBJ。正方向运行时，QZJ、QFJ。经过低频编码条件控制产生的移频信号从9FS的端子S1引出，经过FBJ4QZJ5QFJ5，再经X1LQG的站防雷与电缆模拟络ZPW.PML，到匹配变压器ZPW.BP的L1端子，并从V1端子送至电气绝缘节的调谐单元

50、BA。回线从BA另一端引出，经ZPW.BPZPW.PMDQFJ63579GGJ4/DJF1QZJ6FBJ1接至1FS 的S2端子上。若9FS出现故障，FBJ,则+1FS被接入电路，以替代发生故障的9FS。+1FS同样由QZJ、1GJ、2GJ、3GJ、LXJ2F、YXJF、ZXJF、TXJF以及进路信号机构成低频编码条件。与9FS不同的是，+1FS低频编码条件是由FBJF1接入+1FS的。经过低频编码条件控制产生的移频信号从+1FS的端子S1引出，经过FBJ6FBJ4QZJ5QFJ5，再经过站防雷与电缆模拟络ZPW.PML，到匹配变压器ZPW.BP的L1端子，并从V1端子送至电气绝缘节的调谐单元

51、BA。回线从BA另一端引出，经ZPW.BPZPW.PMDQFJ63579GGJ4/DJF1QZJ6FBJ3FBJ5,接至+1FS 的S2端子上。从轨道电路接收端的BA两端接收到的信号，经ZPW.BPZPW.PMLQFJQZJ,送至衰耗盘SH，SH由端子C5、C7和b5、b7分别将主轨道信号和小轨道信号送入9JS主机部分的端子ZIN(Z)、XIN(Z)和10JS并机部分的ZIN(B)、XIN(B).同时，自3579G JS引来的XG、XGH经QFJF分别接至9JS主机部分和10JS并机部分的XGJ(Z)、XGJH(Z)和XGJ(B)、XGJH(B)。9JS主机部分和10JS并机部分收到3579G

52、JS的XG、XGH和SH从ZIN送入的本轨道主轨道信号后，对其进行处理，形成对QGJ的控制信号。分别由9JS主机部分的G(Z)、GH(Z)和10JS并机部分G(B)GH(B)送至SH。若为反向运行，则轨道电路发送端和接收端换位，即原来的发送端变为接收端，而原来的接收端变为发送端。这是由QZJ和QFJ的第5、6、7、8组接点来实现的。同时，9JS主机部分和10JS并机部分将由SH送来的3579G小轨道信号进行处理，并将处理结果形成小轨道电路继电器执行条件(XG、XGH)送到3579G的接收器。作为其轨道继电器(QGJ)励磁的必要检查条件（XGJ、XGJH）之一。电路中还有一部分，是用来将内方闭塞分区的状态由远及进向本区段传递的。通过传递来的信息，构成本轨道电路发送器的低频编码条件，控制产生相应的移频信息。5.3 3579G闭塞分区电路分析此电路包括3579G的轨道