轨道交通信号基础设备应用与维护PPT第二章

轨道交通信号基础设备应用与维护XXXX项目二轨道电路的认知与维护项目引入为了判断列车是否占用某部分钢轨线路，美国人鲁宾逊1870年发明了开路式轨道电路，1872年研制成功了闭路式轨道电路，于1873年首次在宾西法尼亚铁路试用，为铁路信号自动开放奠定了基础。我国铁路在建国前采用的轨道电路传输信息少，分布也极不平衡，建国后从50年代中期开始，轨道电路技术在我国有了长足的发展，不仅传输的信息量增加，而且它的使用已遍及全国铁路各线，构成了我国铁路信号技术发展的基础。1924年，我国首先在大连—金州间、沈阳—苏家屯间建成自动闭塞，采用的是交流50

Hz二元三位式相敏轨道电路，这是我国最早采用的轨道电路。早期的轨道电路仅仅具有检查列车是否占用钢轨线路的作用，经过不断的技术探索和改进，频率较高的轨道电路除了具备监督检查的作用外，还可以用于传递行车信息给机车，即具备传递行车信息的功能。相关知识知识点一

轨道电路的基本组成及原理轨道电路是一种以铁路线路的两根钢轨作为导体的电路，其组成除了钢轨外，还包括送电设备、受电设备及用于连接这些设备的各种线缆。此外，在相邻的两段轨道电路之间，还需要设置钢轨绝缘。轨道电路的基本组成如图2.1所示。图2.1轨道电路的基本组成相关知识图2.1轨道电路的基本组成相关知识知识点二

轨道电路的功能及分类一、轨道电路的功能轨道电路的首要功能是监督列车是否占用轨道区段。利用轨道电路监督列车或车列是否占用区间或站内的某个轨道区段，是轨道电路最基本的功能。由轨道电路继电器是否吸起来反映该段线路是否空闲，为开放信号、建立进路或构成闭塞提供依据，还利用轨道电路的被占用关闭信号，把信号显示与轨道电路是否被占用结合起来。轨道电路的第二个功能是传递行车信息。例如，区间移频自动闭塞利用轨道电路中传递不同的频率信号来反映列车运行前方闭塞分区空闲的个数，为列车运行提供行车命令。相关知识二、轨道电路的分类轨道电路的类型有多种，从不同的角度可以有不同的分法。同一种轨道电路从不同的角度分属于不同的类型。（一）按工作方式分类按工作方式分类，轨道电路可分为开路式和闭路式两种。1．开路式轨道电路开路式轨道电路平时呈开路状态，如图2.2所示。它的电路特点：其发送设备和接收设备之间没有相隔一段钢轨线路，而是直接串联后连接到轨道电路的钢轨上。轨道电路无车占用时，不构成回路，其轨道继电器因无电流流过而落下；有车占用时，轨道电路通过车辆轮对构成回路，轨道继电器吸起。相关知识2．闭路式轨道电路闭路式轨道电路平时构成闭合回路，如图2.3所示，其发送设备和接收设备分别装设在钢轨线路的两端。当轨道区段上没有车占用时，轨道继电器吸起；有车占用时，因车辆轮对分路，分走大部分的电流，轨道继电器因电流太小而落下。当发生断轨、断线等故障时，轨道继电器也会落下，其效果等同于有车占用，能够很好地体现故障—安全原则。因此，大部分轨道电路都属于闭路式。相关知识（二）按动作电源分类按动作电源分类，轨道电路可分为直流轨道电路和交流轨道电路。1．直流轨道电路轨道电路电源采用直流，称为直流轨道电路，如图2.3所示。它用于交流电源不可靠的非电力牵引区段。采用蓄电池浮充供电方式，交流有电时，由整流器供电；交流停电时，由蓄电池供电。图1.3继电器的基本结构相关知识

图2.2开路式轨道电路

图2.3直流轨道电路相关知识2．交流轨道电路采用交流供电的轨道电路，称为交流轨道电路。交流轨道电路的种类很多，从不同的角度有不同的分法。（1）从频率角度分类从频率角度分，交流轨道电路大体可分为以下3类。①低频轨道电路频率在300Hz以下的轨道电路，如我国铁路采用过的50Hz交流连续式轨道电路、25Hz相敏轨道电路、75

Hz轨道电路等。②音频轨道电路频率在300～3

000

Hz的轨道电路，如半自动驼峰编组场就采用音频轨道电路，用于实现测量股道的空闲长度。③高频轨道电路频率在10～40kHz的轨道电路。道口轨道电路的频率一般在14～40kHz之间，因此属于高频轨道电路。相关知识（2）从所传送的电流特性分类从所传送的电流特性分类，交流轨道电路可分为如下几类。①连续式轨道电路该轨道电路传送连续的交流电流。若连续式轨道电路是低频的，则其功能只能局限在监督列车是否占用轨道区段方面，而不能用于传递行车信息。②脉冲轨道电路脉冲轨道电路是一种传送断续电流脉冲的轨道电路。其送电端为发码器，发送脉冲电流至钢轨，受电端通过译码器译码，使轨道继电器吸起。极频轨道电路发送的脉冲如图2.4所示。图2.4极频轨道电路发送的脉冲示意图相关知识图2.4极频轨道电路发送的脉冲示意图图2.4极频轨道电路发送的脉冲示意图图2.5交流计数电码示意图相关知识③交流计数电码轨道电路该轨道电路传送的是断续的电流，即由不同长度脉冲和间隔组合成电码，如图2.5所示。电码由发码器产生，同时只能发一种电码，传到受电端，由译码电路译出，使轨道继电器动作。图2.5交流计数电码示意图相关知识④移频轨道电路移频轨道电路在钢轨上传送的是移频电流，在发送端用低频（几赫兹至几十赫兹）作为行车信息去调制载频（数百赫兹至数千赫兹），使移频频率随低频做周期性变化，如图2.6所示。⑤数字编码式轨道电路该轨道电路也采用调频方式，但它采用的不是单一低频调制频率，而是若干比特的一群调制频率，根据编码去调制载频，编码包含速度码、线路坡度码、闭塞分区长度码、路网码、纠错码等，可以传输更多的信息。图2.6移频轨道电路的移频信息相关知识图2.6移频轨道电路的移频信息相关知识（三）按分割方式分类按分割方式分类，轨道电路可分为有绝缘轨道电路和无绝缘轨道电路。1．有绝缘轨道电路用机械绝缘材料将轨道电路与相邻的轨道电路互相隔离的轨道电路，称为有绝缘轨道电路。钢轨绝缘在车辆运行的冲击力、剪切力作用下很容易破损，轨道电路的故障率较高。绝缘节的安装给无缝线路带来一定的麻烦，有时需锯轨，降低了线路的轨道强度，增加了线路维护的复杂性。相关知识2．无绝缘轨道电路在轨道电路分界处不设钢轨绝缘，而采用不同的方法予以隔离的轨道电路，称为无绝缘轨道电路。（1）电气隔离式无绝缘轨道电路电气隔离式无绝缘轨道电路又称谐振式无绝缘轨道电路。利用谐振槽路，采用不同的信号频率，谐振回路对不同频率呈现不同阻抗，来实现相邻轨道电路间的电气隔离。UM71轨道电路即采用此种方式。（2）自然衰耗式无绝缘轨道电路该轨道电路利用轨道电路的自然衰耗和不同的信号特征（频率、相位等），实现轨道电路的互相隔离，在接收端直接接收或通过电流传感器接收。钢轨中的电流可沿正反两个方向自由传输，基本上靠轨道的自然衰耗作用来衰减信号。道口信号所用的道口控制器就采用这种方式的无绝缘轨道电路。相关知识（3）强制衰耗式无绝缘轨道电路该轨道电路是在自然衰耗式的基础上，吸收了电气隔离式的长处（谐振回路的强制性衰耗）而形成的。它采用电压发送、电流接收的方式，接收端由电流传感器接收信号。它在轨道电路受电端设置陷波器，使信号传输一个轨道电路区段后，被陷波器衰耗掉大部分，使剩余的部分不足以影响相邻区段。ZP·W1-18型无绝缘移频自动闭塞就采用这种方式。相关知识（四）按使用处所分类按是否用在区间或车站的处所分类，轨道电路可分为区间轨道电路和站内轨道电路。1．区间轨道电路区间轨道电路主要用于自动闭塞区段，不仅要监督各闭塞分区是否空闲，而且要传输有关行车信息。一般来说，区间要求轨道电路传输距离较长，要满足闭塞分区长度的要求，轨道电路的构成也比较复杂。2．站内轨道电路站内轨道电路用于站内各区段，一般只有监督本区段是否空闲的功能，不能发送其他信息。为了使机车信号在站内能连续显示，要对站内轨道电路实现电码化，即在列车占用本区段或占用前一区段时用切换方式或叠加方式转为能发码的轨道电路。站内轨道电路除了股道外，一般传输距离不长。相关知识按轨道电路内有无道岔分类，站内轨道电路又分为无岔区段轨道电路和道岔区段轨道电路。（1）无岔区段轨道电路该类型的轨道电路区段内钢轨线路无分支，构成较简单，一般用于股道、尽头调车信号机前方接近区段、进站信号机内方、两差置调车信号机之间。（2）道岔区段轨道电路在道岔区段，钢轨线路有分支，道岔区段的轨道电路又称为分支轨道电路或分歧轨道电路。在道岔区段，道岔处的钢轨和杆件要增加绝缘，还要增加道岔连接线和跳线。当分支超过一定长度时，还必须设多个受电端。相关知识（五）按适用区段分类按是否适用在电气化区段分类，轨道电路可分为非电气化区段轨道电路和电气化区段轨道电路。1．非电气化区段轨道电路非电气化区段轨道电路用于非电气化区段的轨道电路，没有抵抗电化干扰的特殊要求。通常所说的轨道电路即指非电气化区段轨道电路。2．电气化区段轨道电路电气化区段轨道电路用于电气化区段的轨道电路，既要抗电化干扰，又要保证牵引回流的畅通无阻。因钢轨中已流有50Hz的牵引电流，轨道电路就不能采用50Hz，而必须采用50Hz以外的频率。对于有绝缘的轨道电路，必须安装扼流变压器，使牵引回流能顺利越过绝缘节。目前，我国电气化铁路站内多采用25Hz相敏轨道电路，区间多采用无绝缘或有绝缘移频轨道电路。相关知识（六）按利用线路的钢轨条数分类按轨道电路利用钢轨作为通道的方式，轨道电路可分为双轨条轨道电路和单轨条轨道电路。1．双轨条轨道电路多数轨道电路均利用同一线路的两根钢轨作为传输通道。一般的轨道电路均为双轨条轨道电路。2．单轨条轨道电路该轨道电路是利用线路的一条钢轨作为传输通道，另一通道由电缆构成。例如，驼峰用的移频机车信号，地面发送设备即采用单轨条移频轨道电路。相关知识三、轨道电路的基本工作状态轨道电路的基本工作状态分为调整状态、分路状态和断轨状态3种。轨道电路在各种工作状态下，要受到许多外界因素的影响，其中受道部电阻、钢轨阻抗和电源电压的影响最大。这3个参数对各种工作状态造成的影响又各不相同。（一）轨道电路的调整状态轨道电路的调整状态，就是轨道电路完整和空闲、接收设备（如轨道继电器）正常工作时的状态。在调整状态，对轨道继电器来说，它从钢轨上接收到的电流越大，它的工作就越可靠。但这个电流值将随着道砟电阻、钢轨阻抗、发送电压的变化而变化。调整状态的最不利条件：发送电压最低、钢轨阻抗最大、道砟电阻最小，同时轨道电路长度为极限长度。在最不利的条件下，轨道电路接收设备应能可靠工作，能反映轨道电路的空闲状态。相关知识（二）轨道电路的分路状态轨道电路的分路状态，就是当轨道电路区段有车占用时，接收设备（如轨道继电器）被分路而停止工作的状态。当列车占用轨道时，它的轮对在两钢轨之间形成的电阻，按一般电路的分析，可看成是短路作用；但轨道电路是低电阻电路，所以列车占用时，只能看成两钢轨间跨接了一个分路电阻，故称为分路状态。分路状态的最不利条件：发送电压最高、钢轨阻抗最小、道砟电阻最大、列车分路电阻也最大（车轻、轮对少、车轮与钢轨接触面不洁）。在分路状态的最不利条件下，轨道电路接收设备应能可靠地停止工作，反映轨道电路区段有车占用。相关知识知识点三

轨道电路的应用、划分与命名一、轨道电路的应用轨道电路主要用于区间和站内。区间的轨道电路通常是与自动闭塞制式相一致的轨道电路，按照自动闭塞通过信号机的设置划分闭塞分区，每个闭塞分区就有其轨道电路。在半自动闭塞区段，区间一般不设轨道电路，只有在进站信号机的外方设有接近区段的轨道电路，以通知列车的接近以及构成接近锁闭。在半自动闭塞区段，为了监督区间是否空闲，也装设长轨道电路。位于区间的道口，其接近区段必须装设轨道电路。相关知识站内轨道电路应用更为广泛。对于电气集中联锁来说，列车进路和调车进路都必须安装轨道电路，牵出线、机待线、出库线、专用线及其他用途的尽头线入口处和调车信号机前方，虽不在进路之内，也应装设一段长度不小于25

m的轨道电路，用来保证信号开放后机车车辆接近时完成接近锁闭，及时了解上述线路是否有车接近或占用。对于电锁器联锁的车站，正线及到发线接车道路的股道上，必须设轨道电路，进站信号机内方还设有为半自动闭塞通知出发或到达用的轨道电路。在驼峰调车场，除推送进路设有轨道电路外，峰下每组分路道岔、警冲标处均设有轨道电路。对于机车信号来说，各种制式的区间轨道电路和站内电码化以后的轨道电路，就是其地面发送设备，也就是信息来源。对于列车运行超速防护来说，带有编码信息的轨道电路是其车与地之间传输信息的通道之一。相关知识二、轨道电路的划分与命名（一）站内轨道电路的划分轨道电路之间采用钢轨绝缘把两个轨道电路隔离成互不干扰的独立的电路单元。每个轨道电路单元称为轨道电路区段。轨道电路要划分为许多区段，以保证轨道电路可靠工作、排列平行进路的需要和便于车站作业。轨道电路划分的原则如下所述。（1）信号机的内、外方应划分为不同的区段。（2）凡是能平行运行的进路，应用钢轨绝缘将它们隔开，形成不同的轨道电路区段。（3）在一个轨道电路区段内，单动道岔最多不超过3组，复式交分道岔不得超过2组；否则，道岔组数过多，轨道电路难以调整。（4）有时为了提高咽喉使用效率，把轨道电路区段适当划短，使道岔能及时解锁，立即排列别的进路。但列车提速以后，为了保证机车信号的连续显示，又不希望轨道电路区段过短。相关知识（二）轨道电路区段的命名道岔区段和无岔区段采用不同的命名方式。道岔区段轨道电路是根据道岔编号来命名的。在图2.7所示站场中，只包含一组道岔的，用其所包含的道岔编号来命名，如1DG、3DG；包含两组道岔的，用两组道岔编号连缀来命名，如7—9DG、13—19DG；若包含三组道岔，则以两端的道岔编号连缀来命名，如11—27DG，包含了11、23、27号三组道岔。图2.7轨道电路命名相关知识图2.7轨道电路命名相关知识知识点四

站内常用轨道电路一、工频交流连续式轨道电路工频交流连续式轨道电路采用工频50

Hz交流电源，以JZXC-480型继电器为轨道继电器，故又称JZXC-480型交流轨道电路。这种轨道电路实质上是交直流轨道电路，电源是交流电，钢轨中传输的是交流电，而轨道继电器为整流式。与交流轨道电路相比，无需调整相位角。工频交流连续式轨道电路因结构筒单，是目前我国铁路站内轨道电路运用最为广泛的制式。但该轨道电路存在诸多缺点，例如，道砟电阻变化适应范围小，极限传输长度短，分路灵敏度低，防雷性能差，形成雨天“红光带和分路不良”等影响行车的情况。所以，必须逐渐用相敏轨道电路等制式代替。图2.8工频交流连续式轨道电路相关知识（一）工频交流轨道电路的组成工频交流轨道电路的构成如图2.8所示。它由送电端、受电端、钢轨绝缘、钢轨引接线、钢轨接续线以及钢轨组成。图2.8工频交流连续式轨道电路相关知识（二）工额交流轨道电路的工作原理当轨道电路完整，且无车占用时，交流电源由送电端经钢轨传输至受电端，轨道继电器吸起，表示本轨道电路空闲。此时轨道继电器的交流端电压应为10.5～16

V，即高于轨道继电器工作值（9.2V）的15%，有此安全系数，以保证轨道继电器可靠励磁。较长和道床电阻较低的轨道电路，应参照调整表调整其轨道变压器输出电压。当车占用轨道电路时，轨道电路被车辆轮对分路，使轨道继电器端电压低于其工作值，轨道继电器落下，表示本轨道电路被占用。分路时，轨道继电器的交流残压值不得大于2.7

V，即轨道继电器释放值（4.6V）的60%，以低于释放值40%的安全系数保证轨道继电器可靠释放。相关知识二、道岔区段轨道电路道岔区段轨道电路与无岔区段轨道电路不同之处在于钢轨线路被分开产生分支，为此需增加道岔绝缘和道岔跳线，还有一送多受的问题。（一）道岔绝缘和道岔跳线道岔绝缘和道岔跳线的配置，单开道岔如图2.9所示，交叉渡线如图2.10所示，复式交分道岔如图2.11所示。

图2.9单开道岔的跳线、绝缘配置相关知识图2.9单开道岔的跳线、绝缘配置图2.11复式交分道岔的跳线、绝缘配置相关知识图2.10交叉渡线的跳线、绝缘配置图2.11复式交分道岔的跳线、绝缘配置相关知识1．道岔绝缘道岔区段除各种杆件、转辙机安装装置等要加装绝缘外，还更加装切割绝缘，称为道岔绝缘，以防止辙叉将轨道电路短路。道岔绝缘视需要可设在道岔直股钢轨上，也可设在道岔侧股钢轨上。2．道岔跳线为了保证信号电流的畅通，道岔区段除轨端接续线外，还需装设道岔跳线。如图2.12所示，道岔跳线由塞钉和镀锌低碳钢绞线组成，两端焊在圆锥形塞钉中。图2.12AD型道岔跳线（单位：mm）相关知识图2.12AD型道岔跳线（单位：mm）相关知识（二）道岔区段轨道电路的连接方式道岔区段轨道电路的连接方式有串联式和并联式两种。图2.13所示为串联式道岔区段轨道电路，这种轨道电路的电流要流经整个区段的所有钢轨，可以检查所有跳线和钢轨的完整，因此比较安全；但结构较复杂，增加了一组道岔绝缘，在直股和弯股两根钢轨间加装两根用电线构成的连接线，或用长跳线，给施工和维修带来不便，所以它在我国未被广泛采用。并联式道岔区段轨道电路如图2.14所示。图1.10继电器控制点灯电路相关知识图2.13串联式道岔区段轨道电路

图2.14并联式道岔区段轨道电路相关知识（三）一送多受轨道电路一送多受轨道电路设有一个送电端，在每个分支轨道电路的另一端各设一个受电端。各分支受电端轨道继电器的前接点串联在主轨道继电器电路中。当任一分支分路时，分支轨道继电器落下，主轨道继电器也落下，将主轨道继电器接点用在联锁电路中。图2.15（a）、（b）所示分别为一送两受和一送三受轨道电路。一送两受轨道电路，当分支轨道电路有车占用或跳线折断时，DGJ1落下，DGJ也落下，就可监督轨道电路的状态。一送三受轨道电路，当DGJ1或DGJ2落下时，都会使得DGJ落下，以实现对整个轨道电路空闲与否的检查。图2.15一送多受轨道电路相关知识图2.15一送多受轨道电路相关知识在受电端均串联可调电阻器，是为了提高轨道电路的分路灵敏度，以及使同一轨道电路内各轨道继电器的电压基本平衡。采用一送多受轨道电路时，应注意以下几点。（1）与到发线（包括场间列车走行线、外包线）相衔接（无其他道岔区段隔开）的道岔轨道电路的分支末端，应设受电端。（2）所有列车进路上的道岔区段，其分支长度超过65m时（自并联起点道岔的岔心算起），在该分支末端应设受电端。（3）个别分支长度小于65

m的分支线末端，当分路不良而危及行车安全时，也应增设受电端。（4）一送多受轨道电路最多不应超过3个受电端。而一送四受轨道电路因其维修调整困难，不再使用。遇有此种情况应分成两个轨道电路。（5）一送多受轨道电路任一地点有车占用时，必须保证有一个受电端被分路。图2.16交叉渡线的绝缘设置相关知识三、25Hz/50Hz相敏轨道电路（一）电气化牵引区段对轨道电路的特殊要求（1）必须采用非工频制式的轨道电路。（2）必须采用双轨条式轨道电路。（3）交叉渡线上两根直股都通过牵引电流时应增加绝缘节。（4）钢轨接续线截面加大。（5）道岔跳线和钢轨引接线截面加大，引接线要等阻。图2.16交叉渡线的绝缘设置相关知识（二）我国电气化铁路采用的轨道电路制式我国电气化铁路采用的轨道电路制式有：75Hz交流计数电码轨道电路、25Hz交流计数电码轨道电路、移频轨道电路、25Hz相敏轨道电路、不对称脉冲轨道电路。这些制式中除了选用50Hz以外的信号电流频率，均采用了相应的技术措施来防止干扰，以保证轨道电路的可靠工作。相关知识1．75Hz或25Hz交流计数电码轨道电路交流计数电码轨道电路中传输的是不同脉冲和间隔的计数电码，非电化区段采用50Hz电源供电，电化区段采用75Hz或25Hz电源供电。采用“频率—电路”两级防护措施，信号频率选为75Hz或25Hz，具有频率防护能力，将脉动工作定为正常状态，对连续干扰具有防护功能。早期采用75Hz交流计数电码轨道电路，早先为集中供电方式，由集中设置的电动发电机组，将50Hz交流电变换为75Hz交流电，通过专用高压线路送至沿线各站，后改为分散供电方式，在各站设晶闸管变频器，就地变频。75Hz交流计数电码轨道电路对脉动电流干扰及冲击电流干扰的防护能力较弱，故发展25Hz交流计数电码轨道电路。25Hz交流计数电码轨道电路利用铁磁分频器将50Hz电源变频为25Hz电源，工作稳定，在抗干扰性能和传输特性方面比75Hz交流计数电码轨道电路优越得多。相关知识2．移频轨道电路站内用的移频轨道电路亦采用频率调制方式。相邻区段采用300Hz、400Hz、500Hz的不同载频，以对绝缘破损具有可靠的防护性能。站内移频轨道电路仅需要监督轨道电路区段的空闲与占用，故只需要一种低频信息即可，调制频率为8Hz，频偏为±18Hz。3．25Hz相敏轨道电路25Hz相敏轨道电路发送端采用铁磁变频器，将50Hz交流电变频为25Hz交流电，对轨道电路有良好的传输特性。其采用集中调相方式，供使用的局部电源电压恒超前于轨道电源电压90°，不需对每段轨道电路进行个别调相。接收端采用二元二位轨道继电器，局部线圈和轨道线圈分别由独立的局部和轨道分频器供电，具有可靠的频率选择性和相位选择性，因而抗干扰能力强，有可靠的绝缘破损防护。相关知识4．不对称脉冲轨道电路不对称脉冲轨道电路中传输的是每分钟182次、正负脉冲幅值比例为（4～8）：1的不对称脉冲。不对称脉冲由发码器中的晶闸管通过电子电路来控制工频交流电的导通角而形成。在以上电气化区段轨道电路中，应用最广泛的是25Hz相敏轨道电路。图2.17扼流变压器示意图相关知识（三）25

Hz相敏轨道电路

在电气化牵引区段，为保证牵引电流顺利流过绝缘节，在轨道电路发送端、接收端设置扼流变压器，轨道电路设备通过扼流变压器接向轨道，并传递信号信息，如图2.17所示。图2.17扼流变压器示意图相关知识97型25

Hz相敏轨道电路用的扼流变压器有BE1-400/25、BE2-400/25、BE1-600/25、BE2-600/25、BE1-800/25和BE2-800/25几种类型。BE1-400/25型扼流变压器的结构如图2.18所示。图2.18BE1-400/25型扼流变压器（单位：mm）相关知识1．25Hz相敏轨道电路的组成及原理

25

Hz相敏轨道电路采用交流25

Hz电源连续供电，其受电端采用二元二位轨道继电器。从电网送入50Hz电源，经专设的25Hz分频器分频作为轨道电路的专用电源。由于二元二位轨道继电器具有可靠的频率选择性，故该轨道电路不仅可用于交流电气化区段，而且可用于非电气化区段。25Hz相敏轨道电路的组成如图2.19所示。图2.1925Hz相敏轨道电路组成图相关知识图2.1925Hz相敏轨道电路组成图相关知识25Hz相敏轨道电路的原理示意图如图2.20所示。列车占用时，轨道电源被分路，GJ落下；若频率、相位不符合要求时，GJ也落下。这样，25Hz相敏轨道电路就具有相位鉴别能力，即相敏特性，抗干扰性能较高。25Hz相敏轨道电路只能用以检测轨道电路区段是否空闲，不能传输其他信息。因电源频率较低，传输损耗较低，故传输距离长。防护盒HF为HF2-25型，由电感、电容串联而成，线圈电感为0.845H，电容为12μF。它并接在轨道继电器的轨道线圈上，对50Hz呈串联谐振，相当于15

Ω电阻，以抑制干扰电流。相关知识图2.2025Hz相敏轨道电路原理图相关知识防雷补偿器QBF有FB-1型和FB-2型。FB-1型内设两套防雷补偿单元，FB-2型内设一套防雷补偿单元。补偿单元的原理图如图2.21所示，即为对接的硒片和电容器。硒片用来防雷。电容器C用来提高轨道电路局部线圈电路的功率因数，以减小变频器输出电流。其电气特性应符合下列要求：局部耐压为250V，接收工作电压为90V。25Hz轨道变压器在25Hz相敏轨道电路中作为供电电源及用于阻抗匹配，送电端和受电端采用的是同一型号，如图2.22所示。图2.21FB-1型防雷补偿器图2.2225Hz轨道变压器相关知识图2.2225Hz轨道变压器相关知识2．25Hz相敏轨道电路的特点及存在的问题（1）25Hz相敏轨道电路的特点经过实践考验，该制式轨道电路具有以下特点。①采用连续式供电，使之变速度快，便于电码化时迅速发送机车信号信息，并且工作稳定，维修周期长。②轨道电路采用25Hz频率后，与其他工频连续式轨道电路比较，在相同的条件下，受道床电阻变化的影响较小，因而改善了传输特性。③有频率稳定的特性，其频率恒等于工频的一半。④采用集中调相方式。相关知识⑤25Hz分频器具有不可逆性。⑥“田”字形分频器的两个线圈呈90°位置放置，输入线圈的交流电产生的磁通不与谐振线圈完全相交，因此原则上排除了在输入线圈间有局部短路时输入线圈50Hz电流向分频器输出电路的变换，大大降低了输出25Hz回路中的50Hz成分（在1%～2.5%之间变化）。⑦提高了轨道电路工作的稳定性。⑧可对整个轨道电路的技术性能和指标用一般的原理和数学方法进行理论分析或计算，从而较方便地找出其工作的最不利条件和极限指标，更便于通过试验手段对理论计算加以验证。相关知识（2）原25Hz相敏轨道电路存在的问题①冲击干扰引起轨道继电器错误动作。②绝缘破损防护失效造成轨道电路失去分路检查。③原设计、施工标准和器材生产中存在的不足如下所述。

JRJC-66/345型二元二位继电器设计不合理，危及行车安全。

受电端不设扼流变压器影响轨道电路的工作。受电端不设扼流变压器时，牵引电流对轨道继电器的干扰要比设扼流变压器时大得多。

设置空扼流引起电码化工作不稳定。

电源屏配置不合理造成浪费。

不平衡引起的问题。牵引电流不平衡致使牵引电流侵入轨道电路设备的干扰量增大，严重时极易误动轨道继电器。

此外，还存在着不能适应提速、重载运输、股道有效长度延长的要求等不足。相关知识3．97型25Hz相敏轨道电路的改进（1）提高绝缘破损防护性能（2）取消不设扼流变压器的送、受电端的单扼流轨道电路（3）改变扼流变压器的连接方式（4）优化电源屏的配置（5）改进二元二位继电器（6）增加扼流变压器的类型（7）改善移频电码化发送条件使固定送电端供电变压器的变比和受电端匹配变压器的变比相同。相关知识（8）权限长度延长

提高送电端输入阻抗，将送电端限流电阻由原2.2Ω增加到4.4Ω；将受电端匹配变压器的变比由17降为15。

改进分频器的设计，将25Hz分频器的25Hz输出电压的允许波动范围，由原来的±5%减少到±3%。通过以上措施，最终能将极限长度由原1

200m提高到1

500m。（9）提高了系统的抗干扰能力相关知识4．97型25Hz相敏轨道电路的电气特性调整状态时，轨道继电器轨道线圈上的有效电压应不小于18V，即高于轨道继电器工作值（15V）的20%，以保证继电器可靠吸起。用0.06

标准分路电阻线在轨道电路送、受电端轨面任一处分路时，轨道继电器端电压（分路残压）应不大于7.4V，而轨道继电器的释放值是8.6V，留有一定余量，以保证前接点可靠断开。相关知识（四）50

Hz相敏轨道电路用于城市轨道交通的交流工频轨道电路有50Hz相敏轨道电路（有继电式和微电子式，其中不注明时即指继电式）、PF轨道电路，只有监督列车占用的功能，不能传输其他信息。下面以50

Hz相敏轨道电路为例介绍城市轨道交通轨道电路，其结构图如图2.23所示。图2.2350Hz相敏轨道电路相关知识图2.2350Hz相敏轨道电路相关知识1．轨道电路的组成（1）送电端送电端一般安装在室外变压器箱内，包括BG5-D型轨道变压器、R-2.2/220型变阻器、熔断器，轨道电源从室内通过电缆送至送电端。（2）受电端受电端包括安装在室外变压器箱内的BZ-D型中继变压器、R-2.2/220型变阻器、熔断器以及安装在室内组合架上的电容器、防雷元件、交流二元继电器。受电端中，电容器C用于隔离直流，不使牵引电流进入轨道继电器的轨道线圈，并能够减少轨道电路的传输衰耗和相移；电容器CA起补偿作用，以提高轨道继电器局部线圈的功率因数，降低输入电流；防雷元件Z是对接的硒片，称为浪涌抑制。相关知识（3）绝缘钢轨绝缘设置于轨道电路分界处，用于隔离相邻的轨道电路。（4）接续线和引接线接续线用于连接相邻钢轨，引接线用于将变压器箱或电缆盒接向钢轨。（5）回流线回流线连接相邻的不同侧钢轨，为牵引回流提供越过钢轨绝缘节的通路。相关知识2．工作原理电源屏分别提供50

Hz轨道电源和局部电源。送电端轨道电源GJZ220、GJF220经轨道变压器降压后送至钢轨。在受电端，钢轨电压经中继变压器升压后送至轨道继电器的轨道线圈3-4端子。当轨道继电器RGJ的轨道线圈和局部线圈电源满足规定的相位和频率要求时，轨道电路处于调整状态，RGJ吸起，表示轨道区段空闲。列车占用使轨道区段处于分路状态时，RGJ落下。当轨道电源和局部电源频率、相位不符合要求时，RGJ落下。交流二元继电器的特性使50

Hz相敏轨道电路具有相位鉴别能力，即相敏特性，因此其抗干扰性能高。相关知识知识点五

区间移频轨道电路移频轨道电路包括国产4信息、8信息、18信息移频轨道电路和引进的UM71无绝缘移频轨道电路，以及国产化的WG-21A型和ZPW-2000A型、ZPW-2000R型无绝缘移频轨道电路。今后将大力发展的是ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路。一、国产移频轨道电路移频轨道电路是移频自动闭塞的基础，又可以监督该闭塞分区的空闲。它采用频率调制的方式，把低频调制信号搬移到较高频率上，以形成振幅不变、频率随低频信号的幅度做周期性变化的移频信号。相关知识移频信号波形如图2.24所示。早期的8信息或18信息国产移频轨道电路的载频有4个，分别为550Hz、650Hz、750Hz、850Hz，其中550Hz、750Hz用于下行线，650Hz、850Hz用于上行线，偏频为±50Hz，低频频率有8或18个。下面依次介绍8信息和18信息国产移频轨道电路。

图2.24移频信号波形图相关知识（一）ZP-89型8信息移频轨道电路8信息移频轨道电路如图2.25所示。8信息移频轨道电路原有8种低频，分别为8Hz、9.5Hz、11Hz、15Hz、13.5Hz、16.5Hz、20Hz、26Hz，后根据需要增加了21.5Hz、24.5Hz以及30Hz、17.5Hz4种低频信号，变为12种信息移频轨道电路。接收设备包括室内的接收盘、衰耗隔离盘、室内防雷单元、电缆模拟网络，通过电缆与受电端相连。其中接收盘为双机并用的工作方式。电缆模拟网络由电阻、电容和电感组成，模拟9.5km电缆的电气系数，共有5个单元，可根据现场实际需要进行调整。室外的送电端和受电端采用同样的设备，均安装在轨道变压器箱内，包括轨道防雷单元、50

Hz抑制器和移频轨道变压器等设备。相关知识（二）ZP·Y1-18型和ZP·Y2-18型18信息有绝缘移频轨道电路18信息有绝缘移频轨道电路与8信息移频轨道电路大体相同，不同的只是接收、发送设备采用的是单片微机和数字信号处理技术。低频有18个，分别为7Hz、8Hz、8.5Hz、9Hz、9.5Hz、11Hz、12.5Hz、13.5Hz、15Hz、16.5Hz、17.5Hz、18.5Hz、20Hz、21.5Hz、22.5Hz、23.5Hz、24.5Hz、26Hz。另外，冗余方式也不同，18信息移频轨道电路的接收端及发送端设备均采用“N+1”冗余方式。相关知识图2.258信息移频轨道电路相关知识二、无绝缘轨道电路的产生随着我国经济的发展，铁路货物运输量不断增加，铁路运行速度也在不断提高；国民乘坐铁路外出长途旅行的情况也越来越多，对铁路旅行的舒适度也提出了更高的要求。列车运行速度的提高，必然会加大对钢轨绝缘节的冲击强度，这会带来两个问题：一是造成钢轨绝缘的过早破损；二是降低了旅客乘坐列车的舒适度。另一方面，为了更好地保障列车高速运行的安全，列车运行需要更多的行车信息，包括速度信息、线路信息等，这就对轨道电路提出了更高的要求。传统的机械绝缘节的轨道电路传递的信息非常有限，于是就产生了无绝缘轨道电路。需要特别说明的是，无绝缘轨道电路并不是不需要绝缘节，而是采用新技术、新设备来取代传统的容易破损的机械绝缘节，实现相邻轨道电路之间的电信号的相互隔离。相关知识由于无绝缘轨道电路不需要机械绝缘节，构成轨道电路的钢轨可以被直接焊接在一起，于是就出现了区间无缝线路。无缝线路带来的好处有如下几个。（1）没有了机械绝缘节，大大降低了轨道电路的故障，从而也大大地降低了列车的晚点事故。（2）没有了列车车轮对绝缘节的冲击，可以让列车的速度提高得更快，同时又大大地提高了列车乘坐的舒适度。（3）由于不需要切割钢轨，在电气化区段还可不采用扼流变压器，降低电气化区段轨道电路的不平衡系数。相关知识轨道电路无绝缘化方式大体可以分为以下两大类。（1）电气隔离式，又称谐振式。它是在轨道电路的分界处采用电容和一部分钢轨的电感构成谐振回路，另外相邻轨道电路采用不同频率的信号电流，使轨道电路电气隔离。UM71无绝缘轨道电路、国产ZPW-2000型无绝缘轨道电路，都属于该类型。（2）自然衰耗式，又称叠加式。它是利用轨道电路的自然衰耗，相邻轨道电路采用不同频率的信号电流，利用在轨面外进行滤波的原理使相邻轨道电路的工作互不影响。纯国产无绝缘移频轨道电路，属于该类型。相关知识三、ZPW-2000型无绝缘轨道电路ZPW-2000型轨道电路是谐振式无绝缘轨道电路，采用调频方式，载频频率为1

700Hz、2

000Hz、2

300Hz、2

600Hz；频偏为±11Hz；低频频率10.3～29Hz，每隔1.1Hz1个，呈等差数列，共18个。ZPW-2000型轨道电路由设在室内的发送器、接收器、轨道继电器和设在室外的调谐单元、空心线圈、带模拟电缆的匹配变压器及若干补偿电容组成，如图2.26所示。谐振式无绝缘轨道电路的每个闭塞分区设有发送器FQ和接收器JQ，它们通过调谐单元BA接至钢轨。两个调谐单元BA1与BA2间距29m，空心线圈SVA位于BA1与BA2的中间。BA1、BA2、SVA及29m长的钢轨构成电气调谐区。电气调谐区又称为电气绝缘节，取消了机械绝缘节，实现了相邻轨道电路的隔离。相关知识图2.26谐振式无绝缘轨道电路组成图相关知识电气绝缘节原理图如图2.27所示。调谐单元BA是电气绝缘节的主要部件。相邻轨道电路的载频不同，BA的型号也不同。BA1由L1、C1构成，BA2由L2、C2、C0构成。图2.27中，BA1的本区段是1G，相邻区段是3G；而BA2的本区段是3G，相邻区段是1G。相关知识图2.27ZPW-2000型轨道电路电气绝缘节原理图相关知识四、UM2000型轨道电路UM2000型轨道电路是法国CSEE公司研制的，用于秦沈客运专线。站内也采用它，实现了站内与区间一体化，使站内列控信息无盲区。UM2000型是数字编码无绝缘轨道电路，与UM71型轨道电路不同的是，它将单频信息改为27位数字编码，其中有效信息21位，信息量达221，大大增加了信息的传输量，能满足分段连续速度模式曲线列控的需要。UM2000型轨道电路电气隔离原理与UM71型相同，载频也相同。但用于秦沈客运专线的电气绝缘节长度，在桥面时为19.2m，非桥面时为20.24m。UM2000型轨道电路电气绝缘节原理图如图2.28所示。它在UM71的基础上采取了冗余措施，增加了补偿调谐单元DB。图2.28UM2000型轨道电路电气绝缘节原理图相关知识图2.28UM2000型轨道电路电气绝缘节原理图相关知识与UM71型轨道电路一样，UM2000型轨道电路也采用加装补偿电容的方法来保证轨道电路的传输距离。补偿电容的电容量为22

μF，但补偿电容的节距不是等距离的，而是根据载频和轨道电路的实际长度计算得到的。UM2000型轨道电路由室内设备和室外设备两部分组成。室内设备包括发送设备CEC、接收设备CRR、模拟电缆CLP和控制中心设备SEI。室外设备包括通用调谐单元BU、补偿调谐单元DB、空心线圈SVAC、匹配变压器TAD和补偿电容。发送设备和接收设备通过电缆或经中继后通过电缆接至室外的匹配变压器。UM2000型轨道电路与TVM430构成列控系统，采用自律分散式模块化结构，在各站设车站控制中心，区间设无人值守中继站。UM2000型轨道电路采用数字调频方式，27位数字编码中有效位21位（秦沈客运专线实际使用18位，预留3位），前6位为循环冗余校验码（CRC），中间18位为实际使用码，其中坡度信息4位（可按坡度划分为16个等级），目标距离信息6位（按5m精度划分），速度信息8位，最后3位为预留信息位。相关知识知识点六

城轨交通FTGS型音频无绝缘轨道电路一、FTGS轨道电路介绍FTGS即为德国西门子公司的遥控音频无绝缘轨道电路。其中：F—远程供电；T—音频；G—轨道电路；S—西门子公司。FTGS广泛应用于世界各地的正线铁路和城市轨道交通中。FTGS轨道电路分两种型号：FTGS-46型，使用4种频率（4.75

kHz，5.25

kHz，5.75

kHz，6.25

kHz）；FTGS-917型，使用8种频率（9.5kHz，10.5kHz，11.5kHz，12.5kHz，13.5kHz，14.5kHz，15.5kHz，16.5kHz）。FTGS-917型轨道电路与国内的轨道电路作用基本相同：把轨道线路分割为多个区段，检查和监督这些轨道区段是否空闲，并将空闲/占用信息传给联锁系统。它还有一个特殊功能：传送ATP（自动列车保护系统）产生的报文信息到列车上。相关知识FTGS-917型轨道电路与国内的轨道电路最大的区别：实现的方式不同。国内的轨道电路是采用机械绝缘节来划分区段，而FTGS是使用电气绝缘节来划分区段的，为了防止相邻区段之间串频，使用了不同中心频率和不同位模式进行区分。对于某一轨道区段来说，只有收到与本区段相同的频率与位模式的信息才被响应。相关知识FTGS-917型轨道电路的空闲检测过程可分为以下3步。（1）幅值计算：检测接收回来的电压大小。（2）调制检验：检测接收回来的电压的中心频率是否正确。（3）编码检验：检测接收回来的电压所带的位模式是否正确。首先，接收器对幅值进行计算，当接收器计算到接收到的轨道电压幅值足够高，并且调制器鉴别到发送的编码调制是正确的时，接收器发送一个“轨道空闲”信号，这时轨道继电器吸起，表示“轨道区段空闲”；其次，当车辆进入某区段时，由于车辆轮对的分路作用，造成该区段短路，使接收端的接收电压减小，轨道继电器达不到相应的响应值而落下，进而发出一个“轨道占用”信号。相关知识二、FTGS的重要概念（一）中心频率中心频率以下简称频率，FTGS-917型轨道电路共使用8种频率（9.5kHz，10.5kHz，11.5kHz，12.5kHz，13.5kHz，14.5kHz，15.5kHz，16.5kHz），相邻的区段使用不同的频率作为某区段固有的中心频率。只要使用对应的窄带滤波器，就能滤出该区段的电压波形，这样可以防止相邻区段轨道电路信息和杂波的干扰。中心频率是位模式的载波，位模式是调制信号。相关知识（二）位模式（BitPattern）FTGS-917型轨道电路采用15种不同的位模式（2.2，2.3，2.4，2.5，2.6；3.2，3.3，3.4，3.5；4.2，4.3，4.4；5.2，5.3；6.2），相邻区段使用不同的位模式。位模式用X、Y表示：把一小段时间分成8等份，在一个周期内，先是X份时间的高电平，然后是Y份时间的低电平，且要求X+Y≤8。这样可以有1.1，…，1.7；2.1，…，2.6；…；6.1、6.2；7.1共28种位模式，FTGS-917型只使用了其中的15种。这些高、低电平不断循环就构成了位模式脉冲。由位模式脉冲把区段的中心频率调制成移频键控信号（FSK），其中，上边频频率：中心频率+64

Hz；下边频频率：中心频率64Hz。调制后的信号可以抵抗钢轨牵引回流中谐波电流的干扰。图2.29所示为用位模式2.3调制9.5kHz频率而得到的移频键控信号波形。相关知识图2.29位模式2.3调制9.5kHz频率得到的移频键控信号波形相关知识三、FTGS轨道电路的硬件结构1．FTGS-917硬件结构框图FTGS/EZS中间馈电式轨道电路结构框图如图2.30所示。2．FTGS标准型轨道电路结构框图FGTS标准型轨道电路结构框图如图2.31所示。相关知识图2.30FTGS/EZS中间馈电式轨道电路结构框图相关知识图2.31FTGS标准型轨道电路结构框图相关知识四、FTGS轨道电路室外设备（一）电气节电气节，即电气绝缘节，区别于一般的机械绝缘节，是划分FTGS轨道区段的重要设备。它由短路棒和轨旁盒内的调谐单元共同组成。除道岔本身和终端棒必须采用机械绝缘节外，其他轨道电路都采用电气绝缘分割。1．常用的电气绝缘节地铁经常采用的电气绝缘节主要有以下几种。（1）S棒大多数的轨道区段（主要是正线区间的轨道电路）采用了S棒电气节，它是镜像对称的。以S棒的中心线作为轨道区段的物理划分。如图2.32所示，S棒长度为7.8m左右，模糊区段长度不大于3.9m（这里所谓的模糊区段是指当车压S棒的1/4处至3/4处时，该S棒左右两边的区段都允许显示占用，无法精确判断列车占用的区段）。相关知识图2.32S棒示意图相关知识（2）短路棒该电气节用于一端为轨道电路区段，而另一端为非轨道电路区段的情况。该棒长度约为4.2m，如图2.33所示。图2.33短路棒示意图相关知识（3）终端棒该电气节由终端短路棒和一个机械绝缘节共同组成。它主要应用在双轨条牵引回流区段。棒长约3.5m，距机械绝缘节0.3～0.6m，如图2.34所示。图2.34终端棒示意图相关知识（4）M棒M棒使用于中间馈电式轨道电路的中央，其示意图如图2.35所示。图2.35M棒示意图相关知识2．电气绝缘节原理南京地铁1号线相邻两个轨道区段之间采用S棒、短路棒、M棒和终端棒4种电气绝缘节分割。下面以S棒为例说一下电气绝缘节原理。接收器的谐振回路由电容C1（调谐单元上电路的等效电容）、钢轨区段ab和电缆am等组成，发送器的谐振回路由电容C2、钢轨区段cd和电缆dm等组成，如图2.36所示。相关知识图2.36S棒电气绝缘原理图相关知识（二）轨旁盒轨旁盒是连接电气节与室内设备的中间设备，是轨道电路室外的发送、接收设备。每个轨旁盒有一根电缆与室内设备连接，有四根电缆与电气节相连，另有一根地线。轨旁盒主要有两种不同的结构：一种是S棒结构；另一种是双轨条牵引回流区段的终端棒结构。这里主要讨论S棒结构的轨旁盒，如图2.37所示。轨旁盒内一般可分为左右两部分，对称结构布置。每部分都由一个调谐单元（S棒和调整短路棒使用的调谐单元型号不同）和一个转换单元组成；一部分作为一个区段的发送端时，则另一部分作为相邻另一个区段的接收端。每一部分的调谐单元接电气节，转换单元接室内设备。相关知识图2.37S棒结构的轨旁盒相关知识（三）室外单元1．转换单元（ChangeoverModule）转换单元示意图如图2.38所示。带防雷功能的转换模块，根据XK1、XK2端的电压及频率决定调谐单元是接收模式还是发送模式。其判断依据为XK1、XK2端电压的高低，高为发送模式，低则为接收模式。相关知识图2.38转换单元示意图相关知识在继电器K1、K2释放状态下，XK5、XK6端的电压通过电阻R1传到XK1、XK2端，模块处于接收模式下。为了准确地发送信号，发送信号要经过三路窄频带通滤波器后进行幅值的检查。转换单元只用于普通型和道岔型轨道电路上。不同频率对应不同型号的转换单元，9.5kHz～16.5kHz对应S25533-A55-A1～S25533-A55-A8。相关知识2．调谐单元（TuningUnit）调谐单元的次级电路阻抗特性呈容性，调节调谐单元上的可调电感器，可以改变调谐单元的电容值，使绝缘棒与调谐单元调谐部分达到谐振点，使发到轨面上的电压最高，接收到的相应频率电压最高。调谐单元示意图如图2.39所示。3．防雷板使用在中间馈电式轨道电路中，它连接室内设备与调谐单元，保护设备免受瞬间的电压冲击而损坏。型号：S25533-A37-A4、S25533-B37-A3。相关知识图2.39调谐单元示意图相关知识五、室内设备（一）组合框架室内设备由FTGS组合框架构成。每个组合框架有正反两面，每面可分为A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N共13层。（1）正面A～K层：轨道电路标准框架层，每一层代表一个轨道区段。每层都与L层的一块方向转换板相对应：A层轨道电路与左数第一块方向转换板相对应；B层轨道电路与左数第二块方向转换板相对应……L层：方向转换板框架层。M层：24V电源层及保险层。N层：230V电源入线、各轨道电路电源分线排。相关知识（2）反面A～K层：轨道电路电源模块层，每个电源模块输出12V和5V直流电供给两个区段使用。L层：电缆补偿电阻设置层。M层：信息输入、输出层。轨道电路标准框架分3种结构：FTGS-917的标准型、道岔型和中间馈电型结构。图2.40标准型框架相关知识1．标准型框架轨道电路标准型框架如图2.40所示，从左到右，其板卡依次为放大滤波板、发送板、接收1板、解调板、接收2板、继电器板、代码板、空、报文转换板、空。图2.40标准型框架相关知识2．道岔型框架道岔型轨道电路框架如图2.41所示，从左到右，其板卡依次为放大滤波板、发送板、接收1板、解调板、接收2板、继电器板、接收1板、解调板、报文转换板、空。道岔型与标准型不同之处在于多了一块接收1板和一块解调板，这是因为道岔型是一送二受的缘故。相关知识图2.41道岔型框架相关知识3．中间馈电型框架中间馈电型框架如图2.42所示，从左到右，其板卡依次为放大滤波板、发送板、接收1板、解调板、接收2板、继电器板、接收1板、解调板、报文转换板、中间馈电转换板、空。

12345678910空接收1板

解调板

接收2板

继电器板

接收1板图2.42中间馈电型框架（二）组合单元相关知识接收1板

解调板

接收2板

继电器板

接收1板图2.42中间馈电型框架相关知识（二）组合单元1．发送板（TransmitterBoard）发送板由一个带调制器的石英晶体振荡器（简称晶振，频率为16.336MHz）组成，通过一个可变频的数字分频器产生9.5～16.5kHz的音频电压。发送板内部电路如图2.43所示。数字分频器由一个计数器和一个预置了数据的存储芯片组成。通过不同频率插塞设置不同地址，从存储芯片就会输出相应地址的数据，计算器根据数据把晶振频率降低到相应频率。发送板上另一个插塞——位模式插塞，与另一个存储芯片相连，提取出位模式编码的“并行”编码，然后转为“串行”编码，用此串行位模式编码对轨道电路音频电压进行调制，产生移频键控信号（FSK），并送至放大滤波板输入端。在串行位模式编码进行调制前要经过一个选择开关，此开关是由报文转换板控制的。相关知识图2.43发送板内部电路相关知识为提高FTGS的可靠性，发送板上装有电压检测电路。如果工作电压低于预定值时，位模式取反，解调板不能解调出正确的位模式编码，轨道继电器落下，发出轨道“占用”信号；若电压恢复正常，只要设备没故障，而且此时轨道确实没“占用”，轨道继电器吸起，发出轨道“空闲”信号。（1）发送板上有3组跳线，不允许改变其状态：J1（GFM）：断开；J2（LZB）：断开；J5：断开（2）发送板输入信息。报文：由报文转换板送入，当占用时，报文经调制后由轨道电路送上列车。触发信号：由报文转换板送入，当占用时，向发送板发出“占用”信号，驱使转换开关切换为发送报文。相关知识（3）发送板输出信息。FSK信号：送入放大滤波板，经调制的FSK信号（方波）送入放大滤波板进行放大和滤去高次谐波。扫描脉冲：送入接收2板，频率为16.336kHz，用作接收2板的驱动。时钟脉冲：送入报文转换板。FTGS的8个频率只需一个标准组件（位模式和发送频率由插件决定），在发送板上可看见对应轨道区段的发送频率及位模式。（4）型号：S25533-B30-A5。相关知识2．放大滤波板（AmplifierandFilterBoard）放大滤波板把发送器过来的调制音频电压提升到所需的电平，并通过带通滤波器送到轨道馈入点，每种频率都有自己专用的放大滤波板。放大滤波板上的放大器设计为带变压器退耦的推挽放大器，由发送板的输出信号（方波）驱动，输出经放大后的信号（方波）。方波被馈送到发送滤波器，变成正弦波经电缆匹配电阻输送到方向转换板。发送滤波器有以下特点。

只把输入信号中的方波的基波（与方波频率相同的正弦波）送入发送电缆之中，并抑制所有高次谐波，以免对轨道中及轨旁的其他系统造成干扰。

当工作频率发生波动时，滤波器会降低输出电平。相关知识（1）发送滤波器输入信息。FSK信号：由发送板送入，经调制的FSK方波信号。（2）发送滤波器输出信息。FSK正弦波信号：经过电桥，送入方向转换板，此信号是已经放大和滤去高次谐波的相应频率的正弦波。（3）型号：9.5kHz～16.5kHz对应S25533-B40-B1～S25533-B40-B8。相关知识3．接收1板（Receiver-1Board）接收1板用来检测轨道电路频率及电压幅值。把从轨道上接收回来的信号分为两个通道，并分别进行频率及电压幅值的检测。在轨道空闲时送一个14.8V控制电压给接收2板，同时把经放大和调频的振荡信号送给解调器；当轨道占用时送一个“占用”信息给报文转换板。该板对应于每一个运行方向以及轨道电路的长度和电气节的类型设定了响应值，使得对应每一个频率有相应的接收1板。型号：9.5kHz～16.5kHz对应S25533-B33-B1～S25533-B33-B8。相关知识4．解调板（DemodulatorBoard）解调板设计为双通道，用于检测接收到音频信号的频率及解调出位模式编码。它由接收1板驱动，当轨道电路被占用时，解调器的驱动被切断；当轨道空闲时，解调板将接收到的位模式与内部参考位模式（由代码插件决定）进行比较，一致时，输出低电平给接收2板。由于解调器不记录信号频率，它只判别信号是上边频还是下边频，所以对总共8个频率和15个位模式只需一个标准型解调器组件。型号：S25533-B35-A2。相关知识5．接收2板（Receiver-2Board）接收2板设计为双通道，它将接收1板的输出信号和解调板进行位模式检查后产生的TTL电平进行动态“AND”运算，如果接收1板输出为14.8V的电压且解调板输出低电平，则发送板输出的16.336kHz驱动脉冲可以通过接收2板上的安全触发电路，并将此脉冲放大到16V，输出到继电器板。型号：S25533-B39-A3（标准型）、S25533-B34-A3（道岔型）。相关知识6．继电器板（RelayBoard）继电器板为双通道，每个通道有一个K50型缓吸缓放继电器，两通道是一样的，联锁定时检查开关状态，两组继电器的开关状态必须一致。观察继电器板上继电器接点的吸起或落下，可判断相应轨道电路处于空闲或占用状态。它发送“轨道占用”或“轨道空闲”信号到联锁和LZB。继电器动作电压由接收2板输出的直流16V电压供给。型号：S25533-B36-A4（吸起600ms、释放350ms）、S25533-B36-A7（吸起600ms、释放450ms）。相关知识7．报文转换板（TelegramChangeoverBoard）报文转换板完成FTGS的位模式和ATP报文之间的转换，列车占用轨道区段时，发送ATP报文，并使发送方向迎着列车方向；由于LZB系统要利用FTGS轨道电路发送ATP报文给列车，在有列车占用轨道区段时，FTGS的位模式无效，同时，ATP报文被激活；发送板执行一个报文转换信号进行开关切换，再通过一个光耦合器，ATP报文就从报文转换板传送到发送板。型号：S22533-B44-A2。相关知识8．中间馈电转换板（TransmitterChangeoverBoard）中间馈电转换板是专门为中间馈电式FTGS和LZB700

M设计的，当列车的车头进入轨道电路并靠近轨道电路中央的发送端时，中间馈电转换板把发送端由轨道电路中央移到尾端（在列车运行方向的前方），因此保证轨道电路永远迎着列车发送，当进入的列车离开后，发送端又切换到轨道电路中央。中间馈电转换板内部电路如图2.44所示。从LZB轨旁单元传过来的运行方向信息决定了哪里是轨道电路的尾端。通过中间馈电转换板S1和S2端的电压来控制方向转换板上的继电器，实现了发送端与接收端的切换。当高电平（24

VDC）时，继电器落下；当低电平（0

VDC）时，继电器得电吸起。相关知识图2.44中间馈电转换板内部电路相关知识当发送端切换后，会大约保持2

s不进行切换，防止系统受瞬间波动的接收电压影响而切换回去。保证车载单元能收到至少一个完整的LZB报文。（1）中间馈电转换板输入信息FR：由轨旁LZB送出，高电平（H）：运行方向为G方向；低电平（L）：运行方向为A方向。R1：由接收1板送出，高电平（H）：接收1端为空闲状态；低电平（L）：接收1端为占用状态。R2：由接收2板送出，高电平（H）：接收2端为空闲状态；低电平（L）：接收2端为占用状态。相关知识（2）中间馈电转换板输出信息S1：送到方向转换板，低电平时，方向转换板上继电器K2、K12得电励磁吸起。S2：送到方向转换板，低电平时，方向转换板上继电器K3、K13得电励磁吸起。短路SM与0V-1，可以强行屏蔽R1和R2输入信息，同时使S1和S2置为高电平，转为G方向。短路SM与0V-1和S1与0V-2，可以强行屏蔽R1和R2输入信息，强置S1为高电平，转为A方向。短路SM与0V-1和S2与0V-2，可以强行屏蔽R1和R2输入信息，强置S2为高电平，转为B方向。相关知识当区段空闲（接收1和接收2的接收电压足够高）时，可以通过以下方式快速转换方向：短路S1与0V-2时，S1低电平，G方向的接收1端转为发送端，发送端转为接收1端（A方向）；短路S2与0V-2时，S2低电平，G方向的接收2端转为发送端，发送端转为接收2端（B方向）；拔出所有短路线，可以直接恢复G方向。转换成“A”或“B”方向后，区段中间的M棒接收了几乎所有的电压，而另一个S棒得不到要求的电压，相应的接收1板Ⅰ5/Ⅱ8电压小于4.5V，向接收2板输出低电平，轨道继电器落下，使轨道区段红光带。型号：S22533-B45-A1。相关知识9．代码板（CodingBoard）仅用于标准型，用来短路接收2板上的“受二”的信息输入端。型号：S25533-B38-A1。10．方向转换板（CableCoreChangeoverBoard）方向转换板与其他板卡之间的联系如图2.45所示。相关知识图2.45方向转换板与其他板卡之间的联系相关知识

用于标准型和道岔型轨道电路。它可以通过板内的跳线帽人工改变轨道电路的方向。跳线帽示意图如图2.46所示，图中“S7”“S8”“S9”“S10”分别表示“1-2连”“1-2连”“1-2连”“2-3连”。其中“S7”“S10”两个开关不变。因此只要通过变换“S8”或“S9”两个开关中的一个，即可改变方向。如图2.54所示为“G”方向。“A”方向：将“S8”改为“1-2连”。“B”方向：将“S9”改为“2-3连”。相关知识图2.46跳线帽示意图相关知识11．电源单元（PowerSupplyUnit）每两套轨道电路系统都必须配置有电源单元，这个单元安装在机架背面。电源单元输入220VAC，输出12VDC和5VDC，供各板块工作用电。红线：12VDC，白线：5VDC，蓝线、黑线：0VDC。型号：V25913-Z150-C1。12．电缆匹配电阻（CableCompensatingResistances，Rc）电缆匹配电阻（也称电桥）串接在线路上用来平衡电缆阻抗和保护发送电路不会过载，常称为电桥。它的设置方法见表2-1。相关知识表2-1 电缆匹配电阻设置方法电阻/电

桥从→到从→到从→到067916132718262437231436472726373216153740163750154657相关知识电阻/电

桥从→到从→到从→到553647681623477616354795164711816245712324365713226345714516345716036571691326571731623571872657相关知识13．插塞（CodingPlug）插塞实际上是一组跳线，根据跳线不同设置不同地址，从预置存储芯片中读出相应地址的数据，计算器根据数据把晶振频率降低到相应频率。频率插塞的型号：9.5kHz～16.5kHz对应S25533-A30-A1～S25533-A30-A8。位模式插塞的型号：2.2～6.2对应S25533-A30-A22～S25533-A30-A40。14．防雷单元并接在与室外相连线路上的防雷组件，保护室内设备不受室外瞬间的电压冲击而损坏。型号：V25131-A1-A282-2。相关知识六、FTGS-917型轨道电路的参数（一）FTGS-917系统结构和技术数据描述FTGS-917系统结构和技术数据见表2-2。相关知识表2