任务41ZPW2000A室内设备发送器的维护

1、任务 4.1 ZPW2000A 室内设备发送器的维护发送器是用来产生低频信号所控制的移频信号，然后放大送到钢轨上以检测列车的占用情 况。ZPW-2000A型无绝缘轨道电路发送器，在区间适用于非电化和电化 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；在车站用于非电化和电化区段站内移频电码化 的移频信息的发送。具体作用包括：1、产生相应的移频信号； 2、实现十个电平等级调整； 3、功率放大； 4、自检并实现故障报警。 一、 发送器的工作原理 1、原理框图从图中可以看出，该发送器的电路主要包含载频编码条件电路、 低频编码条件电路、 CPU1、 CPU2、 移频发生器、控制与门、

2、滤波电路、放大电路、安全与门、FBJ 等。由此可以看出，该系统发 送器采用了微处理器技术，比 UM71 的发送器要先进的多，而与国产化 ZPWD 型 18 信息移频系 统发送器的基本原理非常相似。 但是 ZPW2000A 型无绝缘轨道电路发送器通过载频编码条件电 路实现了载频选择功能，也就是说，该系统发送器四种载频通用，大大减少了产品种类。下面 根据该电路原理图来分析它的工作过程： 同一载频编码条件、低频编码条件源以原码、反码形式分别送入两套微处理器 CPU1、CPU2 中，其中 CPU1 产生低频控制信号 Fc，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。移频键控信号

3、 FSK 分别返送至 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， 即滤除了 3 次及以上谐波干扰。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使发送报警继电器 FBJ 励磁，并通过其接 点使经过功放的 FSK 信号输出。当发送输出端短路时，经检测使“控制与门”有 10S 关闭状态 （或称为装死或称休眠保护状态）。 2微处理器、可编程逻辑器件及作用： (1) 采用双 CPU、双软件、双套检测电路、闭环检查 (2) CP

4、U采用 80C196，其中 CPU1 控制产生移频信号。CPU1、CPU2 还担负着移频输出 信号的低频、载频及幅度特征的检测等功能； (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。3 3低频和载频编码条件的读取 低频和载频编码条件读取时，为了消除配线干扰采用“功率型”电路。 考虑到“故障安全”原则，应将 24V直流电源变换成交流，呈动态检测方式，并将 外部编码控制电路与 CPU等数字电路有效隔离。该图所示为 CPU对 18 路低频或 8路载频编码条件的读取电路。 依“编码继电器接点”接入“编码条件电源” （+24V） 为消除配线干扰，采用+24V电

5、源及电阻 R 构成“功率型”电路。 考虑故障安全，电路中设置了读取光耦、控制光耦。由 B 点送入方波信号，当+24V 编码条件电源构通时，即可从“读取光耦”受光器 A点获得与 B 点相位相同的方波信号， 送至 CPU，实现编码条件的读取。 “控制光耦”与“读取光耦”的设置，实现了对电路元件故障的动态检查。任一光耦 的发光源，受光器发生短线或击穿等故障时， “读取光耦”A点都得不到动态的交流信号。 以此实现故障安全，电路详细分析略。 另外，采用光电耦合器也实现了外部编码控制电路与CPU数字电路的隔离。 对于 18 路低频选择电路，该电路分别设置，共 18 个。对于载频电路则接四种频率及 1、2

6、型设置，共 6 个。 4移频信号产生 低频、 载频编码条件通过并行 I/O接口分别送到两个 CPU后， 首先判断该条件是否有， 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。 为保证“故障安全”，CPU1、CPU2 及用于“移频发生器”的“可编程逻辑器件” 分别采用各自独立的时钟源。 经检测后，两 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 弦变换器。 方波正弦变换器：该变换器是由可编程低通滤波器

7、260 集成芯片构成其截止频率，同 时满足对 1700Hz、2600Hz三次及以上谐波的有效衰减。 5激励放大器 为满足“故障安全”要求，激励放大器采用射极输出器。 为提高输入阻抗，提高射极输出器信号的直线性，减少波形失真，免 除静态工作点的调整以及电源电压对放大器工作状态的影响。6 采用运算放大器。 该运算放大器采用+5V、-5V电源。如右图。 6功率放大器 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，其简化电路如下 图。FSK 信号经过 B5输入至共集电极乙类推挽放大器，V30、V18 分别对输入信号正负半波进 行放大。实际电路的构成（如图：功率放大器） 在电路设计中，考

8、虑了以下情况： 鉴于输出功率较大， 直接由 B5 通过功率管推动 B6 需要 B5 有较 大的输出功率，增加了前 级电路负荷。为此，在构成功率放大器过程中，V30（V18）选用达林顿大功率三极管。并由 V25、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。 二极管 V24（V21）用于 V25（V20）反向过压的保护。 V26 （V17）也构成过电流保护。当 V25（V20）Ic过高时，V26（V17）将导通，构成对 后级的“钳位”控制。 V28（V16）用于 V30（V18）输入过流的保护。当过流时，通过 R54、R51（R43、R79） 分压

9、使 V28（V16）导通，使 V29（V19）截止。 为了解决 eb 死区所造成的交越失真，由 R55 和二极管 V23、V22 给定的偏压，使得 V25 （V20）的 eb 结处于放大状态。 发送电平级电压见下表 注：区间常用 15电平级 站内电码化：固定用1级 电平级 连接端子 电压 备注7安全与门电路（如图） 数字电路中，为保证“故障安全” ，往往采用相互独立的两路非“故障安全” 数字电路， 该电路由统一外控条件控制， 每路数字电路对信息执行结果判断符合要求后， 各自送出一组连续方波动态信号。另外，专门设计一个有两个分立元件构成的具有“故 障安全”保证的“安全与门” ，对两组连续方波动态

10、信号进行检查。 “安全与门”在确认两组动态信号同时存在条件下，方可驱动执行继电器，其原理 框图如下图：方波 1、方波 2 分别表示由 CPU1、CPU2 单独送出的方波动态信号。 “光耦 1” 、 “光 耦 2”用于模拟电路与数字电路间的隔离。 变压器 B1 将“方波 1”信号变化读出，经“整流桥 1”整流及电容 C1 滤波，在负 载 R0 上产生一个独立的直流电源 U0。该独立电源反映了方波 1 的存在，并做为执行 电路开关三级管的基级偏置电源。 “方波 2”信号通过“光耦 2”控制开关三级管偏置电路。 在“方波 1” 、 “方波 2”同时存在的条件下，通过变压器 B2， “整流桥 2”整流

11、及 电容滤波使发送报警继电器（FBJ）励磁。 由以上分析可以看出，FBJ反映“方波 1” “方波 2”的同时存在。电路中，R1 用于限流。C1 采用四端头，为检查电容断线，防止独立电源 U0 出现较大的交流纹波。 Rb1 为上偏置电阻，Rb2 做为漏泄电阻，保证无“方波 2”信号时，三级管的可靠关闭。 图 ：安全与门电路7 Re 做为“光耦 2”长期固定导通时的恒流保护，同时做为 FBJ 继电器电压的调整。Ce 为交流旁路电容。采用 B1、B2 变压器耦合提取交流信号、都为了保证电路的“故障 安全” 。 8表示灯设置及故障检测 （1） “工作”表示灯 设在衰耗盘内，与 FBJ 线圈条件相并联，

12、如下图 R 用作限流， “N”为“工作”指示灯，光耦提供发送报警 接点。发送工作正常：工作表示灯亮，报警接点通。 发 送 故 障： 工作表示灯灭， 报警接点切断车站移频报警 继电器 YBJ 电路。 （2）故障表示灯 为便于检修所对复杂数字电路的维修，盒内针对每一套 CPU 设置了一个指导维修人员查找设备故障的“故障表示灯” 。用其闪动状况，表示 它可能出现的故障点，具体情况参如下表： 闪动次数 含 义 可能的故障点注：闪光方式为灯闪N次后，暂停一段时间，然后继续闪动，其中N=17 二、发送器实物图片介绍 1 、结构特征 发送器为带 NS1 底座的 6M 插座型盒体，内部由数字板、功放板两块电路

13、板构成，外部装 有黑色网罩及锁闭杆。 2 、规格型号 型号：ZPW·F8 外形尺寸：220 100 383 重量：约 5.0 kg 3、 安装与使用 发送器安装在继电器室内 ZWP·G2000A 型机柜的U 形槽上，用钥匙将锁闭杆锁紧。 三、 发送器端子使用说明 发送器底座端子见图：五、 发送器的调整 在发送器背面接进行，按照电平等级调整表分十个等级进行相应的连接。 六、 发送器“N+1”冗余运用原理任务 4.2 ZPW2000A 型无绝缘轨道电路接收器的维护 一、 接收器的作用接收器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的调谐区短小 轨道电路的检查条件，动作

14、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。 二、 接收器成对双机并联运用原理（05+05） 大家看图 每个接收器都由 “主机”和 “并机”两部分构成。 ZPW-2000A 系统中 A、B 两轨道电路的两台接收器构成成对双机并联运用，即：12 A 轨输入接至 A 主机，且并联接至 B 并机。 B 轨输入接至 B 主机，且并联接至 A 并机。 A 主机输出与 B 并机输出并联，动作 A主机相应执行对象。

15、B 主机输出与 A 并机输出并联，动作 B主机相应执行对象。 这里 A、B 两台接收器对应的是两个不同轨道区段的接收设备，也就是说 ZPW-2000A 系统运 用中每一台接收器同时接收两个轨道区段的移频信息，然后由微处理器分别加以处理， 与另 一区段的接收器接受处理的信息，并联输出驱动轨道继电器，实现 0.5+0.5 冗余，提高系统 可靠性。关于接收器双机并联运用，或者说接收器的0.5+0.5 冗余方式就介绍到这里，下面 给大家介绍 三、 接收器工作原理 大家看图，图中主轨道 A/D、小轨道 A/D：是模数转换器，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：

16、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。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 互校核，实现故障安全。CPU采用数字信号处理器 TMS320C32。CPU完成信号的采样、 运算判决和控制功能。该 CPU每秒钟能完成1 千万次浮点加法、减法或乘法运算。 安全与门：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。安全与门电路有四个，分别带动主机轨道继电器，并机轨道继电器以及提供主机小轨道 继电器、并机小轨道继电器的执行条件。其电路原理与发送器 FBJ 电路类似。 载频选择电路：根据要求，利用外部的接点，设定主机

17、、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。其电路原理与发送器的载频选择电路类似。 报警电路：CPU定时对 RAM、EPROM 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 进行通信相互校核的结果，决定给出相 应告警条件。（如下图） 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，构成总移频报警电路。如果发现故障，CPU就输出低电平（

18、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。 外部送进来的信号，有来自 A 衰耗隔离器和 B 衰耗隔离器两路，它们分别经过两路主 轨道、小轨道的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，与此同时，安全与门还要受小轨道检查条件控制。安全与 门收到两路方波信号后，并收到正确的小轨道检查条件，将其转换成直流电压以便带动轨道 继电器 GJ。图中右上角安全与门 1输出与来自 B 并机的输出并联，动作 A主机相应的GJ。 其下方的安全与

19、门 2 输出与来自 B 并机的输出并联，形成小轨道检查条件；图中右下角安 全与门 1 输出送至 B 主机；其上方的安全与门 2 输出小轨道检查条件也送至 B 主机，从而 实现接收器成对并联运用，或说 05+05 冗余。如果双 CPU的结果不一致，就关掉给安全与门的脉冲，同时通过故障检查坏节产生故障报警条件。 接收器电路中增加了安全与门的反馈检查，即将每一个安全与门的输出送回给 CPU1、 CPU2 进行检查；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。如果接收盒收到信号电压过低，就认为是列车分路。 故障表示灯 为便于检修所对复杂数字电路的维修

20、，接收盒内针对每一套 CPU 设置了一个指导维修 人员查找设备故障的“故障表示灯” 。用其闪动状况表示它可能出现故障的点，具体情况如 表。 G 闪动次数 （N） 含义可能的故障点以上介绍的是 ZPW2000A 型无绝缘轨道电路的接收器双机并联运用情况及工作原 理，通过学习，大家要注意接收器的主机和并机的含义，这里主机和并机实际上是指同一台 接收器，这一台接收器处理本区段信息时就是主机，处理另一区段信息时就是并机。应用时，两个区段的两台接收器既接收、处理本区段的信息；同时也接收、处理对方区段的信息。所 以图中的 A主机和 A并机是同一个接收器，B主机和 B 并机也是同一个接收器。 四、接收器实物

21、介绍 1 结构特征 接收器为带 NS1 底座的 2M 插座型盒体，内部由数字板、I/O 板、CPU 板三块电路板构成，外部装有黑色网罩及锁闭杆。 2 规格型号 型号：ZPW·J 外形尺寸：220 00 83重量：约 5.0 kg 3 安装与使用 接收器安装在继电器室内 ZWP·G2000A型机柜的U形槽上，用钥匙将锁闭杆锁紧。五、 接收器端子使用接收器底座端子示意如下图：1、端子代号及用途说明见表。2、主轨接收电平等级调整：在衰耗盘背面端子完成； 3、小轨接收电平调整：在衰耗盘背面端子完成；接收器的 0505 冗余。任务 4.3 ZPW2000A型无绝缘轨道电路衰耗盘的维护

22、一、 衰耗盘的作用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），给出发送器、接收器 所用电源电压、发送功出电压、轨道输入输出 GJ，XGJ 测试条件。给出发送、接收故障报 警和轨道占用指示灯等。 二、衰耗盘面板布置图三、电原理说明 1轨道输入电路 主轨道信号V1V2 自C1C2变压器B1输入， B1变压器其阻抗约为3655 （1700 2600Hz），以稳定接收器输入阻抗，该阻抗选择较低，以利于抗干扰。 变压器 B1 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，按调整表调整接收电平。 2小轨道电路输入电路 根据方向电路变化，接收端将接

23、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 A11A23 端子，反方向调整用 C11C23 端子， 负载阻抗为 3.3k。 注： 发送工作灯：绿色 接收工作灯：绿色 轨道占用灯：红色3表示灯电路（1）“发送工作”灯通过发送器输入 FBJ1、FBJ2 条件构成，并通过“光耦 1”接 通发送报警条件（BJ1、BJ2）。 （2）“接收工作”灯通过输入接收器JB+、JB-条件构成，并通过“光耦 2”接通接收报 警条件（BJ2、BJ3）。 （3）“轨道占用”灯通过输入接收器 G、GH 条件构成，轨道占用时，通过“光耦 4” 的受光器关闭，使“轨道站用灯”点灯。 4测

24、试端子 SK1：“发送电源”接 FS+24V、024V SK2：“发送功出”接发送器功出 SK3： “接收电源”接JS+24V、024V SK4： “接收输入” SK5： “主轨道输出”经 B1变压器电平调整后输出至主轨道主机、并机。 SK6： “小轨道输出”经调整电阻调整后，通过 B2 变压器送至小轨道主机、并机。 SK7： “GJ”主轨道，GJ 电压 SK8： “XG”小轨道执行条件电压。5移频总报警继电器（YBJ） YBJ 控制电路仅在移频柜第一位置设置。 在衰耗盘设“光耦 5” 。FS+24 电流通过对本段轨道电路发送故障条件（BJ1、BJ 2）、接收故障条件（BJ2、BJ3）以及其它

25、段轨道电路有关检查条件串联检查，系统设备均正常时，使“光耦5”受光器导通控制三级管 V7 导通，并使 YBJ 励磁。电容 C1 起到缓放作用，防止各报警条件瞬间中断，造成 YBJ 跳动。在站内电码化及“+1 发送”只有发送没有接收设备时仅接入 BJ1、BJ2 条件。在车站接收设置总数为奇数，单独设置并机备用时，仅接入 BJ2、BJ3 条件。 四、衰耗盘端子用途说明 任务 4.4 站防雷电缆模拟网络盘的维护一、 作用用做对通过传输电缆引入室内雷电冲击的防护（横向、纵向）。通过0.5、0.5、1、2、2、 2*2km 六节电缆模拟网络，补偿实际 SPT 数字信号电缆，使补偿电缆和实际电缆总距离为

26、10km，以便于轨道电路的调整和构成改变列车运行方向电路。 二、原理 在其上有室外电缆带来的雷电冲击信号，为保护模拟网络及室内发送、接收设备，采用 横向与纵向雷电防护。 1 横向雷电防护： 采用280V左右防护等级压敏电阻。 从维修上考虑，压敏电阻应具有模块化、阻燃、有劣化指示、可带电插拔及可靠性 较高的特点。 其典型型号为：V20C/1 280 DEHNguard 275 2 纵向雷电防护： 对于线对地间的纵向雷电信号可采用以下三方式： （1）加三极放电管保护 0.5 km。SF A B 纵向雷电信号通过压敏电阻 R1、R2 及三极放电管 SF 接入大地。当雷电冲击信号 达到防护值时，依 R

27、1、R2及 SF 限幅，R1、R2 亦用以切断续流。 该方式使用元件简单，但当 R1 与 SF 或 R2 与 SF 产生永久性击穿故障时，将造 成电缆芯线接地，使电缆四线组失去平衡，大幅度增加电缆线对间的干扰电平，甚至 造成接收设备的错误动作。因此，该方式已不再被采用。 （2）加低转移系数防雷变压器防护 采用低转移系数防雷变压器，其原理图如下： 1：结构 2：室外侧 A与室内侧 C为相互“环抱”缠绕，中间有加厚隔离层 B，以减 少线圈间耦合电容 CB，线圈C被非封口的金属铂 D 包裹，工艺中加大之间的耦合电容CD，并将 D接至地线E。以此达到较好的纵向防雷的效果。1 在工艺上易于获得低转移系数

28、，但是，该结构漏磁大，效率低，产品性能 离散性大。结构在工艺上难以获得较低的转移系数，但是，该结构漏磁小，效率高，产品 性能一致性好，工作稳定。在转移系数满足实用要求的条件下，一般采取此结构。 应该强调，目前钢轨线路旁没有设置贯通地线条件下，该防雷变压器对纵向雷电 防护有显著作用。 由于该变压器原理是尽量减小轨道侧与室内侧线圈间耦合电容的数值， 所以在模拟网络 设备内部以及外部，对轨道侧“线对”与室内侧“线对”间要尽量远离。 （3）室外加站间贯通地线防护 室外采用贯通地线做为钢轨对地不平衡的良好泄流线，如下图：在复线区段上下行线路为完全横向连接时，可将 SVA 中心线直接接地，简单横向连接时，

29、可通过防雷元件接地，室内电缆模拟网络不再考虑纵向防护。该方式防雷效果最佳，特别在山区， 地线电阻难以达到标准的地区。在有条件的情况下，该方式为设计首选方式。电路构成及端子分布：电缆模拟网络按 0.5、0.5、1、2、2、2*2km六节对称型网络，以便串接构成 0-10km 按 0.5km间隔任意设置补偿模拟电缆值。 模拟电缆网络值按以下数值设置： R:23.5/km L:0.75mH/km C:29nF/km R、L按共模电路设计，考虑故障安全,C 采用四端引线。 三、防雷电缆模拟网络盘结构特征 防雷电缆模拟网络盘是盒体结构，盒内装有两块模拟电缆印制板及防雷变压器，盒体正 面有测试塞孔，可以测

30、量电缆侧的电压，也可以测量设备侧的电压。盒体是通过 35 线插头 与电缆模拟网络组匣相连接，通过调整组匣 35线插座的端子进行电缆长度的调整。规格型号型号：ZPW·PML 外形尺寸：248×76×178 重量：约3kg 安装与使用 将网络盘插入所对应的网络组匣内，按5规定，调整组匣上的 35 线插座端子，实现模拟电缆长度和实际电缆长度之和 为 10 。 四、模拟网络盘调整 通过在 35 线连接器上封线进行模拟电缆的补偿调整。调整表如下：电气绝缘节由调谐单元、空芯线圈及 29m 钢轨组成。 二、 电气绝缘节作用 用于实现两相邻轨道电路间的电气隔离，即完成电气绝缘节的

31、作用。电气绝缘节长 29 米，在两端各设一个调谐单元（下称 BA），对于较低频率轨道电路（1700、2000Hz）端，设 置 L1、C1 两元件的 F1 型调谐单元；对于较高频率轨道电路（2300、2600Hz）端，设置 L2、 C2、C3 三元件的 F2型调谐单元。 三、 电气绝缘节简要工作原理分析 “f1” （f2）端 BA的 L1C1（L2C2）对“f2”（f1）端的频率为串联谐振，呈现较低阻抗（约数十毫欧姆），称“零阻抗”相当于短路，阻止了相邻区段信号进入本轨道电路区段， 见图（C）左端（图（b）右端）。“f1”（f2）端的 BA 对本区段的频率呈现电容性，并与调谐区钢轨、SVA的综合

32、电感构 成并联谐振，呈现较高阻抗，称“极阻抗”（约2 欧），相当于开路。以此减少了对本区段信 号的衰耗。 在电气绝缘节的两端，从钢轨通过引接线向 BA，对应于相邻区段的频率呈现为“零阻 抗”，约数十毫欧。由于引接线具有一定的电感，所以 BA 呈一定的容性，进行补偿。以保证 钢轨两端的“零阻抗” 四、 调谐单元的种类、结构和安装 1、种类、类型、频率、使用场合五、 关于空心线圈 1、作用 (1)SVA 设置在 29 米长调谐区两个调谐单元的中 间，由于它对于 50Hz 牵引电 流呈现甚小的交流阻 抗（约 10m），故能起到对不平衡牵引电流电动势的 短路作用，见下图 设 I1、I2 有 100 安

33、不平衡电流，可近似视为短路，则 有由于SVA对牵引电流的平衡作用，减小了工频谐波 对轨道电路设备的影响。 （2） 对于上、下行线路间的两个 SVA中心线可做等电位连接。一方面平衡线路间牵引电流，一方面可保证维修人员安全。 （3）作抗流变压器见下图 如在道岔斜股绝缘两侧各装一台 SVA，二中心线连接。 应该指出，SVA作抗流变压器时，其总电流200安（长时间通电） （4）SVA对 1700Hz 感抗值仅有0.35，对 2600Hz也只有 0.54。在调谐区中，不能把它 简单作为一个低阻值分路电抗进行分析，而应将其作为并联谐振槽路的组成部分。SVA 参 数的适当选择，可为谐振槽路提供一个较为合适的

34、Q值，保证调谐区工作的稳定性。 2、结构SVA 由直径 1.53mm、19 股电磁线绕制，截面为 35mm 2 。在 20时，以 1592Hz 信号测试， 电感量为：L33±H，电阻值为 25mR14m。直流电阻为 R04.5±0.5m。 铜线敷有耐高温的玻璃丝包。 SVA 设有中心线，每半个线圈可通过 100 安培电流。即在 100 安不平衡电流或 200 安 中点流出牵引电流情况下可以长期工作。在 500 安 4 分钟的不平衡电流下（或中心点通过 1000 安平衡电流下），SVA均可正常工作。 3、机械绝缘节空芯线圈 对于进站和出站口均设有机械绝缘节。为使机械绝缘节轨道

35、电路与电气绝缘节轨道电路 有相同的传输参数和传输长度。根据 29m 调谐区四种载频的综合阻抗值，设计 SVA 。并将该SVA与 BA 并联，即可获得预期效果。根据计算和室内外试验，SVA标称数值如下 载频（Hz） L（H） R（m）任务 4.5 匹配变压器和补偿电容 一、匹配变压器 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. 电路分析 (1) V1V2 经调谐单元端子接至轨道，L1L2经 SPT 电缆接至室内。见下图L 1 L 2 L 1 T 1 C 1 C 2 1:7 F V 1 V 2 自轨道 (2) 考虑到 1.0 ·km道碴电阻，并兼顾低道碴

36、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，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。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 为匹配变压器的雷电横向防护元件。 该压敏电阻选择75V 防护等级。 该压敏电阻典型型号及特性为 型号 特性 项目 V20-C/1 75 DEHNguard 75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” 、 “最大持续操作电压” U1：代号为Up，又译作“电压保护水平” 、 “电压保

37、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 106.8）。 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。 二、补偿电容作用及原理 作用： 1 、保证轨道电路传输距离由于60kg重1435mm 轨距的钢轨电感为 1.3H/m。同时每米约有几个 pf 电容。对于17002300Hz的移频信号，钢轨呈现较高的感

38、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，见图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 1.5·km 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 1.0·km，而且南

39、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。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

40、的距离L按补偿电容总量N等分，其步长 ，中间按全步长（）设置电容，以获得最佳传输效果。综上，根据载频频率、最低道碴电阻数值、轨道电路传输状态的要求、电容容量、数量、设置方法得当，将大大改善轨道电路的传输，加大轨道电路传输长度。 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 收器和机车信号的工作。 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 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

41、的有效和必要的措施。该移频架含10套 ZPW-2000A 型轨道电路设备。每套设备含有发送、接收、衰耗各一台及相应零层端子板、熔断器板、按组合方 式配备，每架五个组合。四柱电源端子板用于外电源电缆与架内设备联结。 （2）移频架纵向设置有 5 条合金铝导轨，用于安装发送、接收设备。 （3）接收设备按 1、2，3、4，5、6，7、8，9、10 五对形成双机并联运用的结构。双 机并用不由工程设计完成，在机柜内自行构成。 （4）为减少柜内配线： YBJ 引出接线，固定设置在位置 1 衰耗盘，1SH线条引至 01 端子板。 （5）站内正线电码化发送及+1FS 均设置在移频组合内。 2 、端子占用分配表

42、1） 电源端子二、网络接口组匣 可设在防雷柜，亦可设在组合架上。其容量为每组合含 8 个站防雷及电缆模拟网络。 从设计上要求设 01、02 两引线端子板。其中 01 端子板用于引入室内配线，02 端子板 用于引入室外配线，两组配线在网络盘及组合内、外都要严格分开走线与绑扎，以发挥低转 移系数防雷变压器的作用。 三、综合柜任务 4.6 ZPW2000A 系统电气特性测试 一、 系统主要技术特点 1 、ZPW2000A 型无绝缘轨道电路的第一个技术特点是充分肯定、保持法国 UM71 无绝 缘轨道电路整体结构上的优势。这些优势包括以下几个方面： 1）具有界限分明的电气绝缘节； “电气机械”绝缘节，如

43、图所示：由于采用电气谐振式的 电气绝缘节，两相邻轨道电路具有极高的转移系数指标，因而两相邻轨道电路界限分明,可 有效地防止越区传输；电气绝缘节由调谐单元 F1、F2、空心线圈以及一段钢轨组成，UM71 系统钢轨长度为 26 米，ZPW2000A 系统这段钢轨长度为 29 米。F1 型调谐单元由两元件 L1、C1 组成，用于低端频率 1700HZ 或 2000HZ；F2 型调谐单元由三元件 L2、C2、C3 组 成，用于高端频率2300HZ或 2600HZ；假设本区段频率为 f1，其相邻区段频率为 f2，调谐 区对于本区段频率 f1 呈现极阻抗，以利于本区段信号的传输及接收，对于相邻区段频率信

44、号 f2 呈现零阻抗，保证可靠地短路相邻区段信号，从而防止了越区传输，这样便实现了相 邻区段信号的电气绝缘。第二个优势是 2）具有较高的载频，载频选择为 1700HZ、2000、2300、2600HZ，远离了 50HZ 及其谐波 的干扰； 如图所示， 下行线路用 1700HZ和 2300HZ交替布置； 上行线路用2000HZ和2600HZ 交替布置； 第三个优势是 3）ZPW2000A系统和 UM71 系统频偏均为±11HZ，较小，所以调制系数小，使信号能量 集中在中心频率附近，抗干扰性能好； 4）能充分满足 1000A牵引电流、10%不平衡条件下正常工作的要求； （1000-900

45、）/1000=10% 10%不平衡 5）可实现电气分离式断轨检查；轨道电路全程（含主轨及小轨）断轨时，有关轨道继电器 可靠失磁。 6）和系统的设计很方便于实现双方向运行，不需另外增加设 备便可实现正-反方向区间自动闭塞方式。而目前国内研制的无绝缘轨道电路需增加一套室 外接收端设备（包括一对传感器，一个接收网络盒及一对电缆），方可实现反方向站间闭塞方式； 7）可实现轨道电路的一次性调整（晴，雨天不用调整） 根据不同情况下的轨道电路的调整需求，发送器可提供 10 种不同输出电平，接收器可 提供 73 种不同电平，从而能准确地实现轨道电路的一次性调整，其调整精度高于国内其它 移频制式； 8）能够给机

46、车信号提供连续，可靠的信息，为机车信号作为主体信号创造了条件; ZPW2000 型无绝缘轨道电路保留了以上 UM71 无绝缘轨道电路所具有的这些优势， 这是它的第一个技术特点，以下特点是 2、结合国情而改进的一些特点，包括以下几个方面： 1）解决了调谐区断轨检查，实现轨道电路全程断轨检查。ZPW2000 型无绝缘轨道电路将 调谐区由 26 米改为 29 米，并将 29 米调谐区做为一段仅 29 米长的短小轨道电路，通过该 29 米长的短小轨道电路实现调谐区断轨检查； 29 米 29米 ZPW2000 型无绝缘轨道电路改进的第二个特点是 2）设置短小轨道电路的条件下， 减少了调谐区的分路死区，

47、使其不大于 5 米。 如图所示 （仍 用上图），分路死区一般在 2126 米处；第三个特点是 3） 实现了对调谐单元 BA断线故障的检查。如图所示 调谐区轨道电路工作较为稳定，调谐单元 BA 断线对本区段频率信号绝缘节阻抗将降低， 对相邻区段频率信号绝缘节阻抗将升高，（图中指示时配文字）利用调谐区轨道电路接收器 工作门限值的变化即可实现对 BA断线的检测。第四个特点是 4） 实现了对拍频干扰的防护。如图所示， 因采用了 DSP 数字处理技术，必须三根谱线同 时存在时才识别为某低频信号，如，也就是说，差了任何一个边频信号，该系统的 接受设备通过数字处理技术都能识别出来，并判为错，所以说实现了对拍

48、频干扰的防护。5） 通过系统参数优化，比如补偿电容，可以提高轨道电路传输长度，某些条件下甚至能达 到 1500 米长。 6） 提高了机械绝缘节轨道电路传输长度，能实现与电气绝缘节轨道电路等长传输。 7） 轨道电路调整按固定轨道电路长度与允许最小道碴电阻方式进行。既满足了 1?km 标 准道碴电阻、低道碴电阻传输长度要求，又提高了一般长度的轨道电路工作稳定性。 8） 用 SPT 国产铁路信号数字电缆取代法国ZCO3 电缆，减小了铜芯线径，减少了备用芯组， 加大了传输距离，提高了系统技术性能价格比，降低了工程造价。 9） 采用长钢包铜引接线取代75mm2的铜引接线，利于维修。 10） 发送、接收设

49、备四种载频频率通用，由于载频通用，使器材种类减少，可降低总的工 程造价； 11） 发送器和接收器均有较完善的检测功能，发送器可实现“N+1”冗余，接收器可实现双 机互为冗余。 12）下面将 ZPW2000A 与 UM71 设备在传输长度、安全性、可靠性、 抗干扰性等方面进行对比， 如下表所示： 序号 轨道电 路 类型 传输长度 10Km 安全性 可靠性 工程设计 综合造价 万元/Km 抗干扰 （信干 比）以上介绍的是 ZPW2000A 型无绝缘移频轨道电路的技术特点，下面介绍 二、 系统主要技术条件 1、 环境条件 ZPW2000A 型无绝缘移频轨道电路设备在下列环境下应可靠工作： （1） 周

50、围空气温度：室外：-30+70；室内：-5+40 （2） 周围空气相对湿度：不大于 95%（温度 30） （3） 大气压力：74.8kPa106kPa（相对于海拔高度 2500m 以下） （4） 周围没有腐蚀和引起爆炸危险的有害气体。下面介绍 2 、发送器 的各项技术条件（1）发送器能产生18 种低频频率：即10.3+n×1.1Hz,n=017，也即 10.3 Hz、11.4 Hz、 12.5 Hz、13.6 Hz、14.7 Hz、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 H

51、z、26.8 Hz、27.9 Hz、29 Hz。 （2）发送器采用的载频频率有 8 种，载频布置如下图所示下行 1700-1、2300-1、1700-2、2300-2 依次类推，交叉配置；上行 2000-1、2600-1、 2000-2、2600-2 依次类推，交叉配置； 下行：1700-1 1701.4 Hz 1700-2 1698.7 Hz 2300-1 2301.4 Hz 2300-2 2298.7 Hz 上行: 2000-1 2001.4 Hz 2000-2 1998.7 Hz 2600-1 2061.4 Hz 2600-2 2598.7 Hz （3）频偏:±11 Hz （4

52、）输出功率为:70W(400 负载) 以上介绍的是 ZPW2000A 型无绝缘轨道电路发送器 的技术条件，下面给大家介绍 3 、接收器 的技术条件 轨道电路在调整状态下: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)。下面介绍 4、 直流电源电压范围 （1）直流电源电压范围： 23.5V24.5V； （2）设备耗电情况：发送器在正常工作时负载为 400，功出为1电平的情况下，耗电 为 5.55A；当功出短路时耗电小于 10.5A

53、；接收器正常工作时耗电小于 500mA。5 、轨道电路 的技术条件 （1） 分路灵敏度为 0.15，分路残压小于 140mV(带内)。 （2） 轨道电路传输长度见下表所示。 从图中可以看出道碴电阻有 1·Km、06·Km、05·Km、04·Km、03·Km， 载频有 1700、2000、2300、2600 四种，不同载频、不同道碴电阻情况下轨道电路的传输 长度不同，比如说道碴电阻为 1·Km、载频四种情况下轨道电路的传输长度均为 1500 米，但道碴电阻为 06·Km、前两种低端载频情况下轨道电路的传输长度均为 824 米，

54、 后两种高端载频情况下轨道电路的传输长度均为774米，其它情况见表所示，这里就不再 一一列举。 大家请注意：轨道电路有三种情况，规定如下： 电气绝缘节电气绝缘节：轨道电路传输长度由空芯线圈空芯线圈组成； 电气绝缘节机械绝缘节：轨道电路传输长度由空芯线圈机械绝缘节空芯线圈组成； 机械绝缘节机械绝缘节： 轨道电路传输长度由机械绝缘节空芯线圈机械绝缘节空芯 线圈组成。这三种轨道电路的传输长度是一致的。轨道电路的第三个技术条件 （3） 主轨道无分路死区；调谐区分路死区不大于 5m。 （4） 有分离式断轨检查性能；轨道电路全程（含主轨及小轨）断轨时，有关轨道继电 器可靠失磁。 6 、系统冗余方式 发送器

55、采用 N+1 冗余，实行故障检测转换。接收器采用成对双机并联运用。 三、室内外设备技术指标 （一） 发送器 1技术指标 （1）区间发送器 技术指标如下表 序号 项 目 指标范围 备 注1 主 吸起门限 200mv210mV 电源电压：24V2测试项目及方法 接收器采用了双机热备的设计方法，测试时只需对单机分别进行测试，即可检验设 备的技术性能。测试选择一个独立的信号发生器做为信号输入源，通常选用 HP 8904A， 产生移频信号。测试分为两部分：1）主轨道部分测试：小轨道输入 XGJ，XGJH 给定 一 24V电源；2）小轨道部分测试：直接对小轨道输出 XG，XGH 进行监视。 （1）测试接线

56、及说明 如下图 吸起落下电压测试主轨道载频确定后，小轨道自动形成为该方向另一载频频率，但型号由 X1(Z)、X2(Z)、X1(B)、X2(B)接点送24V电源进行选择。 信号源的连接 如上图所示，对主轨道部分测试时连接图中的实线部分。对小轨道部分测试 时连接图中的虚线部分。 （2）测试用仪表（见下表）表 序号名称规格数量 用 途测试步骤及方法 通过接线端子，选择所需载频。 开启电源开关，经过约 5S 的延迟，接收“工作”表示灯亮，表示接收盒工作 正常。 接收吸起落下值测试： 由 8904 频率合成器（或移频信号源）送出与接收盘相对应的移频信号，电压幅 度以 0 开始逐渐增大，直至相应继电器励磁，此时，测量的电压值，为“吸起 值” 。继电器吸起后，