道岔轨道电路采集原理

道岔轨道电路采集原理第一页，共49页。

1、道岔监测采集原理第二页，共49页。1.1三相交流转辙机控制电路第三页，共49页。道岔监测是指：实现道岔动作电流曲线原始数据的跟踪采集；监测道岔启动继电器1DQJ、2DQJ和道岔定/反位表示继电器DBJ/FBJ的状态；以及SJ第八组接点的动态监测；完成道岔动作、实际位置与表示状态的校核；记录道岔转换时间及动作次数、判断道岔转辙机故障；防止违章作业，通过CAN网络或RS-485通信接口与站机交换数据。提速道岔：120Km/h以上，ZYJ7，S700K型三相交流转辙机普通道岔：ZD6系列直流转辙机第四页，共49页。交流转辙机监测内容：电压、电流、功率、1DQJ状态、定反位表示状态。三相交流采样模块也是采用霍尔传感器，三相电流分别穿过三个孔，穿心无方向。在传感器副边，每相电流都经过放大、整流、再放大，转换成A，B，C三路0—5V直流电压，送到道岔采集机模拟量输入板进行采样。第五页，共49页。●每个提速道岔采集机由电源、总线板、6块提速道岔电流采集板、2块提速道岔功率采集板和48个转辙机电流/功率传感器组成，可以实现对48个S700K或液压电动转辙机的动作电流和转辙机功率的采样。●每个转辙机电流/功率传感器可以完成一个交流提速转辙机三相电流和一路有功功率的输出。●每个提速道岔电流采集板可以完成对24个开关量、24路模拟量的采集，可以监测8个提速道岔道岔转辙机电流。●每个提速道岔转辙机道岔电流采集信息包括：1个1DQJ、1个定位表示、1个反位表示、3路模拟量输入。●每个提速道岔功率采集板可以完成对24个开关量、24路模拟量的采集，可以监测24个提速道岔道岔转辙机功率。●每个提速道岔转辙机功率采集信息包括：1个1DQJ、1路有功功率模拟量输入。第六页，共49页。启动电路图：

第七页，共49页。定位操纵动作电路图X1、X2、X5第八页，共49页。反位操纵动作电路图X1、X3、X4第九页，共49页。第十页，共49页。第十一页，共49页。第十二页，共49页。1DQJ状态采样道岔采集机是通过采集1DQJ的落下节点来监测道岔转换起止时间的。由于1DQJ没有空接点，因此只能用开关量采集器采集半组空接点。采样原理如下图：

第十三页，共49页。开关量采集器开关量采集器依据电磁感应原理，通过线圈间的磁耦合实现开关量状态的传感。原理见下图：

通过检测线圈L1的电感量及损耗，判断继电器的状态。L1和L2通过磁场耦合。当1-3断开时，L2上无电流。L1为自身的电感和损耗。当1-3闭合时，L2上产生感应电流。因此L1的损耗增大。同时L1的电感量减小。这样继电器的状态在电感线圈L1上得到反映。第十四页，共49页。普通道岔监测第十五页，共49页。第十六页，共49页。

道岔表示电压监测采集第十七页，共49页。道岔表示信息是道岔维护的主要内容，失去表示会导致联锁进路失去依据，影响行车。发生表示故障，如何判断故障范围和故障点非常关键。道岔表示电路直流电压受室外道岔二极管影响，电务维修人员很难及时发现该故障隐患，通过CSM系统对道岔表示电压的监测，可以轻松地知道这种潜在的隐患。表示电路与直流道岔控制电路有较大区别，是表示继电器与二极管电阻并联构成的半波整流电路。第十八页，共49页。定位表示电路第十九页，共49页。定位表示电路简化图第二十页，共49页。反位表示电路图第二十一页，共49页。反位表示电路简化图第二十二页，共49页。

道岔转换完成后，BHJ落下，1DQJ落下，1DQJF落下，三相电源被切断，通过1DQJ的后接点构成表示电路。表示电路由表示变压器、继电器、电阻、整流二极管和转辙机的各组表示接点组成。表示电路经过了电机的3个线圈，检查了线圈的完整性。表示电路构成第二十三页，共49页。假设变压器二次侧4正3负，当正弦交流电源正半波时，DBJ励磁吸起，与DBJ线圈并联的另一条支路，因整流二极管反向截止，故电流基本为零；当正弦交流电源负半波时，在DBJ和整流堆这两条支路中，由于这时整流堆呈正向导通状态，其改支路的阻抗要比DBJ支路阻抗小得多，电流绝大部分经整流堆支路中流过，由于DBJ线圈的感抗足够大，且具有一定的电流迟缓作用，因而DBJ能保持在吸起状态。经半波整流后，用微积分计算出的BD1型表示变压器二次侧电压的平均值（输出直流分量）为0.45U，即0.45*110=49.5V。I=49.5/（1000+1000）=24.75mA。DBJ上的电压为1000*24.75=24.75V。因现场实际还有线圈电阻和电缆电阻，故实际的电流值会小于这个值，DBJ上的电压也会小于这个值。表示电路原理第二十四页，共49页。一个直流道岔表示电压采集装置可采集8路道岔表示电压，每组道岔有定位表示电压和反位表示电压，即采集4组直流道岔的表示电压一个交流道岔表示电压采集装置可采集4路道岔表示电压，每组道岔有定位表示电压和反位表示电压，即可采集2组交流道岔的表示电压第二十五页，共49页。采集点在分线柜端子。对于直流道岔，定位表示电压采自X1、X3，反位表示电压采自X3、X2。对于交流道岔，定位表示电压采自X4、X2（X4为正、X2为负），反位表示电压采自X3、X5（X3为正、X5为负）。第二十六页，共49页。25Hz相敏轨道电路电压及相位角监测第二十七页，共49页。第二十八页，共49页。采样点：轨道测试盘侧面端子或分线盘接线端子采样径路有关信号设备如下图：室外电缆→防雷分线盘→轨道组合侧面端子→防护盒、防雷硒堆→轨道继电器线组合架→轨道测试盘侧面端子→集中监测采集点交流二元继电器GJ（或微电子接收器）组合侧面端子第二十九页，共49页。采用高阻隔离和电压互感器隔离的方式，将采样后的信号进行调理成CPU能直接采集的信号，将模拟信号高速采样后进行数据处理运算，得到每路非局部轨道电路的有效值和其相位角，然后利用其非局部相位角与局部相位角进行比较得到相位差。第三十页，共49页。ZPW2000A型移频轨道电路采集原理第三十一页，共49页。功出电压、电流、载频、低频发送端电缆侧发送电压、电流、载频、低频接收端电缆侧发送电压、电流、载频、低频电缆侧发送电压、电流、载频、低频轨入电压、载频、低频第三十二页，共49页。移频采集机完成区间移频轨道电路和站内电码化发送和接收电压的监测。监测内容为：移频发送功出电压移频发送通道电缆侧电压移频接收通道电缆侧电压移频接收轨入电压移频接收器轨出1（主轨）、轨出2（小轨）电压。GJ状态第三十三页，共49页。移频发送功出电压采样示意图如下:移频发送通道电缆侧电压采样示意图如下:第三十四页，共49页。移频接收轨入电压采样示意图如下:第三十五页，共49页。移频接收器轨出1（主轨）、轨出2（小轨）电压信号幅度很低，为了不影响系统的工作，在衰耗盘附近安装移频接收电压采集模块，将信号进行整理调整为统一的输出。该模块采用高阻输入（>1M）以减少对移频系统的影响。第三十六页，共49页。移频监测信号处理原理框图如下:第三十七页，共49页。电缆绝缘监测第三十八页，共49页。

通过电缆绝缘电阻的测量，可及时了解电缆绝缘的情况，了解信号电路的状态，保证设备的正常工作。这里的电缆绝缘测试是指电缆芯线全程对地绝缘电阻的测试，支持人工启动全测或单测。注意：先拔下防雷元件，再行测试电缆绝缘测试是由综合采集机通过开关量输出模板驱动安全型继电器，由继电器接点组成多级选路网络和互切电路，将所测电缆芯线通过选路网络逐条接入综合采集机电缆绝缘监测电路模板，采用500V直流高压在线测试方法，将电缆全程对地绝缘电阻转换成相应的0—5V标准直流电压，送入CPU进行A/D模数转换和数据处理。第三十九页，共49页。第四十页，共49页。

将特制的500V直流高压加至电缆芯线上，把电缆芯线全程对地绝缘电阻Rx接入测试回路（安装在E10的电缆绝缘测试电路），和回路内取样电阻串联，从取样电阻上获得取样电压。Rx的大小决定回路电流的大小，亦即决定取样电压的大小。再将取样电压量化转换成0—5V标准直流电压后，送入综合采集机模拟量输入板，经选通送至CPU进行A/D转换和数据处理。第四十一页，共49页。电缆芯线数量众多，又只能一根一根地测试，就只能借助测试继电器的树型阵列接点开关，即继电器多级选路网络和互切电路，将每条电缆顺序地、逐一地接入测试电路。第四十二页，共49页。第四十三页，共49页。通过三个继电器J50、J60、J70（见图5-17）的吸起和落下的排列组合，以它们的接点构成区分条件，实现电缆顺序地、逐一地接入测试电路，如下示：第四十四页，共49页。

J80继电器平时落下，切断所有电缆测试电路；当接到命令时吸起，接通电缆测试电路.。JA0继电器是电缆绝缘测试与电源漏流测试的电路区分条件。测试继电器的吸起或落下(准确讲应是继电器的排列组合)，是由采集机通过开关量输出板开关量输出条件驱动的。采集机根据接受的命令，确定阵列中哪些继电器吸起，哪些继电器落下，从而将那一根电缆接入测试电路。第四十五页，共49页。

采集机的每块开关量输出板用于控制电缆绝缘测试继电器动作。每块输出板有40路开关量输出，能驱动40个安全型继电器动作。1～35路开关量输出分别控制35个继电器，专用于电缆绝缘测试。电缆绝缘测试继电器按组合方式配置。每块开关量输出板均能驱动一整套测试组（由35个继电器组成）。测试组合共分为5个分层组合，分别以A层、B层、C层、D层、E层命名，其中E层为基本转换组合，A、B、C、D层为电缆芯线转换组合，接配电缆芯线。各组合的继电器类型如表所列。第四十六页，共49页。第四十七页，共49页。

综合采集机的D4、D5、D6三块开关量输出板，用于控制电缆绝缘测试专用继电器的动作。每块模板有40路开关量输出，能驱动40个安全型继电