【大学课件】97型25Hz相敏轨道电路原理、调整、测试及常见故障分析

1、一、轨道电路作用及构成 o轨道电路是铁路信号自动控制的根底设备。 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。 o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

2、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 限长度根本上可以满足闭塞分区长度的要求，但本钱 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

3、；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 根据轨道电路的根本要求，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，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

4、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。 五、五、25Hz轨道电路概述轨道电路概述 一、25Hz轨道电路设备的根本组成 1送电端设备构成：送电扼流变压器BE25、轨道变压器BG25、 电阻Rx、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Rs、保险RD1、防雷FB、防护盒FH、25HZ轨道继电器 GJJRJC1-70

5、/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 道分频器和局局部频器给轨道继电器的轨道线圈和局部线圈供 电。 六、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，局部线圈那么由25Hz 局局部频器电源供电。轨道继电器工作时，从轨道电路取得较少的功率 而大局部功率是通过局部线圈取自局部电源，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，是翼

6、片绕轴旋转，带动接 点动作，否那么，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，轨道 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。假设频率、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下所示。 在图中，25Hz电源屏轨道分频器和局局部频 器由室内分别供出25Hz轨道电源和局部电源。轨 道电源由室内供出，通过电缆供给室外，经由送电 端25Hz轨道电源变压器BG25、送电

7、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，当轨道线圈所得电源满 足规定的相位要求时，二元二位继电器JRJC1 70/240吸起，轨道电路处于工作状态，仅之二元二 位继电器JRJC70/240落下，轨道电路处于不工作 状态。 1、 防护盒防护盒 HF2-25型防护盒用于97型25Hz相敏轨道 电路，是由电感线圈和电容组成的L、C串联 谐振电路，线圈电感为，电容为12uF。谐

8、振 频率为50Hz对50Hz呈串联诣振相当于15电 阻，对于干扰电流起着减小轨道线圈上的干 扰电压作用。对25Hz信号电流相当于16uf 电 容，起着减小轨道电路传输衰耗和相移的作 用。 2、 防雷补偿器防雷补偿器 直接并联在防护盒上，其实质是硒堆。硒 堆实际上是两个负极直接串接在一起的二极 管，主要作用是防止不平衡牵引电流在轨道 接收器上形成很大的电压损坏设备，当该电 压到达一定值时迅速导通进行泄流，作用相 当于防雷元件，但它的泄流能力比防雷元件 强得多，并且是可以自动恢复的。 3、 扼流变压器和轨道变压器扼流变压器和轨道变压器 一、扼流变压器 扼流变压器的接线图所示，牵引线圈分为上、下两局

9、部。图中 的3叫中点，当牵引电流分别由1和2流入。由中点流出时， 因为上、下线圈匝数相同，而两线圈电流方向相反，所产生 磁通大相等、方向相反那么信号线圈中不产生50Hz 感应电 流，对25Hz 信号电流来说，是由一根钢轨流向另一根钢轨， 从一个方向流经上、下牵引线圈，与信号线圈共同形成变压 器。 二、轨道变压器 97型25Hz相敏轨道电路的送受电端使用同一类型的变压器， 新型号为BG2-130/25、BG3-130/25。 七、七、25Hz相敏轨道电路的调整和测试相敏轨道电路的调整和测试 1、 调整方法 o多年来现场运用情况说明：25Hz相敏轨道 电路较易做到一次调整。只有少数区段经历 一次雨

10、季，要将轨道继电器端电压调整到不 低于其最低值，并确认励磁吸起，待晴天后 再检查能否确保分路检查，即轨道继电器残 压应小于和前接点别离，如分路良好，即能 实现一次调整。 2、 调整本卷须知 o送电端限流电阻的数值以及受电端中继变压器的变比，应按原 理图的规定加以固定，假设调小限流电阻，将恶化轨道电路的分 路，假设改变中继变压器的变比，会使受电端连接器材的阻抗和 轨道电路的阻抗匹配条件遇到破坏。 o25Hz相敏轨道电路具有相位选择性，在调整供电变压器电压 时应注意不要将同名端接错。 o一送多受的轨道区段，各分支电压应调整至相同或相近电压值。 然后，根据其类型按调整表的相应类型来调整轨道电路的供电

11、电 压，此时，各轨道继电器上的端电压应在调整表给定的允许电压 范围内。 o应检查机车信号的入口电流是否满足机车信号的要求。在电气 化区段钢轨内除信号电流外，还可能会有不平衡牵引电流，这会 影响测试的准确性。因此，最好选在天窗时间内进行该项测试以 确保测试的准确性。可用选频表 3、 调整步骤 1、选定并制作25HZ轨道电路调整表 25HZ轨道电路的设备使用及调整方式， 需要严格按照25HZ相敏轨道电路调整表进 行。所以根据轨道电路结构和制式的不同， 我们需要在维规中查找出对应的表格。 3、 调整步骤 2、测试、调整25HZ轨道电 源屏 电源屏输出电源在外电网波动变 化条件下，轨道电压应控制 在V

12、，局部电压控制在 V，局部电压相位角超 前轨道电压90，方可进 行轨道电路的标调工作。 25HZ轨道电源屏测试可以 在电源屏上直接调阅见以 下图3。 3、 调整步骤 3、选定室外送、受电端变 压器的变比 电码化区段室外变压器(见图5) 变比应固定，轨道接收端 电压由室内BMT-25型轨 道变压器进行调整。非电 码化区段的轨道接收端电 压可以通过调整送电端二 次侧电压调整，送、受电 端室外变压器端子使用要 求见表1。在调整室内外 变压器及更换器材是应注 意不要将同名端接错，否 那么将导致相位角发生偏 离。 3、 调整步骤 4、选定并调整送、受电端的限流电阻RX、Rs 送、受电端的限流电阻应严格根

13、据调整表进行选择并 固定，不得随意调整，否那么会破坏轨道电路整体 特性，特别是分路特性。电阻接线方式见图4。 3、 调整步骤 5、调整轨电供电变压器BMT的电压，使Uj达标，GJ 吸起 对于电码化区段，调整方法为改变室内调整变压器 BMT-25见图6的输出端子, 同时测量轨道继电 器电压Uj 和相位角，使之满足规定的技术指标。 BMT-25型室内调整变压器调整方法参考图6内的表 格，此调整表位于BMT-25型室内调整变压器反面。 对于非电码化区段，按调整参考表数值，改变送电端 变压器BG2130/25二次侧电压UB见图7，同 时测量轨道继电器电压Uj 和相位角，使之满足规定 的技术指标。备注:

14、轨道继电器电压Uj和相位角可 以在轨测盘上测得。 3、 调整步骤 6、调整防护盒的端子，使轨道继电器的相位角达标 25Hz轨道电路相位角偏差大时，可调整防护盒的使用 端子和连接端子的接线，如失调角较大时，可适当 调高Uj测试电压，以使GJ的转矩满足技术指标。 具体调整方法和位置见图8、图9。 4、25HZ相敏轨道电路测试说明 1、轨道变压器I次、II次测试 使用MF-14万用表，表档选择在交流电压档，两根表棒分别接在I、 II次侧使用接线端子上进行测试记录，对于非电码化区段，I次 侧电压为集中供电220V，对于电码化区段，I次侧电压由室内 调整后仅几十伏，因此测试要选择适宜档位使测试更准确。

15、2、不平衡电流长短测试 用CD96-3Z型移频表，选择电流测试档，在有牵引回流通过时， 用电流钳在扼流变两条钢包铜线上同时测试电流并记录。其差 为不平衡电流。由于此项测试有一定危险性，日常不要求测试。 当区段可能因为不平衡电流而产生电特性变化时，应采取相应 平安措施后进行测试分析。 4、25HZ相敏轨道电路测试说明 3、限流电阻电压测试 使用MF-14万用表，表档选择在交流电压档，两根表棒分别接在使 用的电阻接线端子上，读出数据并记录，注意：当轨道电路红 光带故障时，测试该电压与日常值比较，可快速判断轨道电路 电压是开路还是短路故障开路时因回路无电流，该电压未0， 短路时回路电流增大，该电压增

16、大。 4、轨面电压测试 使用MF-14万用表，表档选择在交流电压档，两根表棒分别接在轨 面，读出数据并记录，对于闭环电码化区段，要使用CD96-3Z 型移频表选择25HZ电压档测试，否那么读数不准确。 4、25HZ相敏轨道电路测试说明 5、二元二位继电器或微电子接收器端压测试 使用MF-14万用表，选择在交流电压档，在二元二位继电器3、4 端子进行测试，对于JXW-25微电子接收器，使用交流电压档 测试其73、83端子。轨道测试盘也可以直接读出数据见以下 图 4、25HZ相敏轨道电路测试说明 6、JXW-25输出直流电压 使用MF-14万用表，选择直流电压档在JXW-25相敏 接收器的32、4

17、2端子进行测试。 7、分路残压测试 用欧姆标准分路线进路分路生锈钢轨应打磨良好， 同时使用CD96-3Z型移频表选择阻抗测试档，测 试该分路线短路电阻约为60毫欧，同时在室内 使用轨道测试盘或万用表在分线盘进行测试。 4、25HZ相敏轨道电路测试说明 8、极性交叉检查 【方法一】用选频电压表在轨端绝缘处轨面测得。在电化有扼流变压器区 段，两轨端绝缘处电压V1+V4之和约等于两轨面电压V2+V3之和， 或轨端绝缘处电压V1、V4大于交叉电压V5、V6时，有相位交叉对 于相邻两区段轨面电压相差较大时，该方法不易判断，应采用方法 二。或用CT268A型轨道电路极性交叉检查仪测量直读邻接区段是 否极性

18、交叉。 4、25HZ相敏轨道电路测试说明 8、极性交叉检查 【方法二】使用用CD96-3型表选择25周电压相位差档，将四根 表笔按红黑对应插入四个测试孔，测试方法如以下图所示， 注意:红、黑表棒应分别在钢轨同一侧，且输入仪表的两路信 号分别对应两个区段轨面电压，读取数据在180度左右为极 性交叉，数值在0或者360度左右为不交叉。 4、25HZ相敏轨道电路测试说明 o9、轨道绝缘检查测试 o用选频电压表如下图接轨面，用短路线短路a绝缘， 假设电压表指针有变化，说明b绝缘不良，假设电 压表指针不变动，说明b绝缘良好。初步确定后还 需用万用表电阻档具体判断。a绝缘测试方法相同。 a b V a b

19、 V a b V GJGJGJ 双受一送一受双送 4、25HZ相敏轨道电路测试说明 10、扼流变压器、次线圈间绝缘检查 断电时，用M表的两个表棒分别接、次端子摇绝缘。 11、入口电流测试调整 测试：顺着列车运行方向，在列车最先进入该区段的一端，用标准分路 线短路轨面，分路线卡在CD96-3型表的电流钳内，所显示电流值即 为入口电流。应选在“天窗时间内进行该项测试，以防止不平衡牵 引电流干扰。站内电码化需在发码条件下测试，不同的发码设备要选 用相应的频段。 4、25HZ相敏轨道电路测试说明 调整：25Hz相敏轨道电路预叠加ZPW2000电码化的发送局 部框图如图。 MFT1U匹配防雷调整组合两个

20、100 调整电阻R1出厂时一般 调整在中间位置，现场一般不需调整，当发现ZPW2000电 码化发送盒输出电流超出规定值时，可适当调整，使发送盒供 出电流小于等于600 mA。 室内MGLUF、MGLUR送、受电端室内隔离组合300 调整 电阻R2出厂时一般调整在150 ，现场根据出、入口电流的大 小再进行调整到满足要求为止。 入口电流调整一般不影响25周轨道电路电特性指标，但调整后应 复测25周轨道电路的继电器电压电压、相位角，并确认保持不 变。 八、八、25Hz相敏轨道电路常见的故障相敏轨道电路常见的故障 1、 判断故障范围 o轨道电路出现故障后，首先应判断故障的范围即是 室内故障还是室外故

21、障。在室内轨道测试盘上测试 故障区段的继电器端压：假设57V左右可判断为 室外半短路故障；假设20V左右可判断为室内断路； 假设0或很低，应进一步判断，即在分线盘上甩掉 一根故障区段的回线，然后测试室外送回的电压， 假设仍为0那么为室外短路或断路，假设20V左右 那么室内短路或断路。 2、故障性质的判断方法 o 由于25HZ相敏轨道电路送至钢轨的轨面电压一般在1V左右,电压较低,当发生开路或短路故障时轨面电压很可能降至零值。因此，对故障的处理： o第一，必须区分是开路还是短路故障。而测试送电端限流电阻上的电压时迅速准确判断轨道电路时开路还是短路故障最有效的方法。当测得的数值比正常值低 或为零，

22、那么为断线故障；当测得数值比正常值高或与送电端轨道变压器二次侧电压大致相等时可以判断为短路故障。 o第二，假设25HZ相敏轨道电路开路，开路点前的电压升高，开路点后电压降低或为零，而此时轨面电压那么是区分是送电端、受电端还是通道开路故障的关 键。假设测得送电端轨面为零，那么为送电端及其电源线开路故障；假设比正常值高，可再测受电端处轨面电压，假设还高，那么可判断受电端局部及其电缆 线开路，假设电压很低或为零那么为通道局部开路，此时可分段查找。 2、故障性质的判断方法 第三，假设25HZ相敏轨道电路短路，轨面电 压会大幅度下降甚至为零值，而送电端限 流电阻电压会显著上升。此时，可用 25HZ故障测

23、试仪测量轨面有无电流：有 电流，那么可判断送电端局部良好，为通 道及受电端局部短路；无电流，可判断为 送电局部有开路故障。对于通道短路，应 着重测量检查钢轨绝缘、道岔安装装置、 轨距杆绝缘、极性线等有无异物短路。通 道局部正常时，可依次查找受电端设备， 直至查出故障点。 3、故障案例 1、某站17DG红光带 室内测试盘上测试17DG继电器端压为0，在分线盘上甩掉1 7DG一根回线，测试送回电压为19V，说明室外设备良好，故 障在室内。更换继电器后，设备恢复正常，经检查测试发现二 元二位继电器轨道线圈66短路。 2、某站5DG红光带 室内测试盘上测试5DG继电器端压为，说明室外有半短路现象。在

24、5DG送端测轨面电压为，从送端向受端逐段测试轨面电压均无 明显变化，检查受端发现抗流线用开口胶管包着的开口向下， 抗流线外露局部和回流板短接，将胶管开口向上重新包住， 5DG恢复正常。 3、故障案例 o3、某站IIAG、21-23DG车出清后留红，室外送回电压正常。工区更换了防 护盒，设备恢复，在过车后又留红。后检查、测试IIAG、2-23DG防护盒工 作电压万科端子11-12只有8V，由于工作电压低标准电压12V，不 能使IIAG、2-23DG防护盒正常工作，将二元二位继电器局部电压切断临 时处理将防护盒万科端子13-14封连，直接给二元二位继电器供局部电压。 后来再检查、测试供防护盒电源的变压器I次侧只有80V，二次侧9V，而变压 器I次侧电源来源于轨道屏局部电源；检查、测试轨道屏局部电源电压只有 80V左右轨道屏型号PMZ2综合智能电源屏D屏，检查屏内元器件发现C1 电容器70f/7