《城市轨道交通信号基础》教学课件-城市轨道交通基础设备：轨道电路

工程五轨道电路第一节轨道电路概述

是利用钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路，是铁路信号的重要根底设备，它的性能直接影响行车平安和运输效率。它用来监督线路的占用情况，以及将列车运行与信号显示等联系起来，即通过轨道电路向列车传递行车信息。轨道电路的根本原理轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，两端加以机械绝缘〔或电器绝缘〕，接上送电和受电设备构成的电路。最简单的轨道电路如以下图所示。轨道电路由钢轨、轨道绝缘、轨端接续线、引接线、送电设备及受电设备等主要元件组成。E轨道电源限流器（RX）引接线受电端轨道继电器GJ钢轨绝缘送电端钢轨线路轨端接续线一、轨道电路的根本原理1、组成：导体〔钢轨〕、绝缘节、轨端接续线、发送端、接受端〔轨道继电器〕、限流电阻等。

2、作用：钢轨——传送电信息

绝缘节——划分各轨道区段轨端接续线——保持电信息延续

轨道继电器——反映轨道的状况限流电阻——保护电源设备

(1)导体轨道交通系统的两条钢轨是传输轨道电流的导体。在两节钢轨的接头处．为了减少钢轨与钢轨夹板问的接触电阻，用连接线连接。钢轨接续线有塞钉式和焊接式。塞钉式钢轨接续线引接线用于送电设备、受电设备与钢轨的连接。轨端接续线(2)钢轨绝缘钢轨绝缘安装在相邻两个轨道电路衔接处，以保证相邻轨道电路在电气上的可靠隔离。钢轨绝缘多采用机械强度高、绝缘性能好的材料，在钢轨与夹板间垫有槽形绝缘板，夹板螺栓与夹板之间装有绝缘套管和绝缘垫圈。在两个钢轨衔接的断面间还夹有与钢轨断面相同的轨端绝缘。城市轨道交通的正线多采用无缝线路，需要使用由电子电路构成电气绝缘(又称为调谐区)来分隔相邻轨道电路。钢轨绝缘(50Kg、60Kg)轨道绝缘节(3)送电设备轨道电路的送电设备可以是电源，用于向轨道电路供电，也可以是能够发送一定信息的电子设备，通过轨道电路向列车传递行车信息。BG1-80型轨道变压器、

BZ4-U型中继变压器轨道变压器

BG型轨道变压器主要用于轨道电路供电，其一次侧为220v，二次侧依据所连接的端子不同，可以获得各种不同的电压值。0.45----10.80V。扼流变压器2023/12/208

(4)受电设备轨道电路的受电设备可以是轨道继电器，用于反映轨道电路范围内有无列车、车辆占用和钢轨是否完整；或者当轨道电路中包含有控制信息时，轨道电路的受电设备也可以是能够接收并鉴别电流特性的电子设备，能够根据接收到的不同特性的电流，令有关继电器动作。

(5)限流电阻限流电阻是一个可调电阻器，连接在轨道电路电源端，用来调整轨道电路的电压。当轨道电路被列车、车辆的轮对分路时，能够防止输出电流过大而损坏电源。变阻器轨道电路用变阻器为R—2.2/220型。阻值为2.2Ω，功率为220W、容许电流为10A、容许温度为105℃可调电阻器10列车未进入轨道电路，即线路空闲时，电路从轨道电路电源正极钢轨轨道继电器使继电器保持在吸起状态，接通信号机的绿灯电路。11当列车进入轨道电路区段内，即线路被占用时，电流同时流过机车车辆轮对和轨道继电器线圈，由于轮对电阻比轨道继电器电阻小的多，因而流经轨道继电器线圈的电流减小到继电器的落下值，是轨道继电器释放衔铁，用继电器的后接点接通信号机的红灯电路。二、轨道电路的作用①监督线路的占用，反映线路的空闲状况，为开放信号、建立进路或构成闭塞提供依据；②向列车传送行车信息〔如移频自动闭塞利用轨道电路传递不同的频率信息来反映列车位置，来决定信号机的显示或决定列车的目标速度，从而控制列车运行〕。轨道电路的作用主要表现在以下两方面。1、按钢轨绝缘分割方式分：有绝缘轨道电路、无绝缘轨道电路〔电气隔离式、自然衰耗式、强制衰耗式〕

以前三显示是机械绝缘节，现在四显示的是电气绝缘节。电气绝缘节依靠短钢轨的电感和外附电容的并联谐振，阻碍信号电流的传输。三、轨道电路的分类2、按构成方式分：开路式、闭路式〔广泛使用〕3、按供电方式分：连续式、脉冲式

连续式轨道电路中传送连续的交流或直流电流。这种轨道电路的惟一功能是监督轨道的占用与否，不能传送更多信息。

脉冲式轨道电路是间歇供电的，在轨道空闲时，其轨道继电器线圈中的电流也是断续的，所以它的衔铁是随着送电端的供电而脉动。由于轨道继电器的衔铁在脉冲间隔里自动落下，所以当轨道电路被列车占用或断轨时，只要求轨道继电器不吸起就可以了，这时轨道继电器线圈中的电流应小于或等于继电器的可靠不吸起值。4、按信号电流分：直流轨道电路〔已经淘汰〕、交流轨道电路5、按轨线方式分，即按机车牵引电流的回归方式可分为单轨条轨道电路和双轨条轨道电路。利用轨道电路中的一根钢轨作为牵引电流回线的轨道电路，称为单轨条轨道电路。利用轨道电路两根钢轨作为牵引电流回线的轨道电路，称为双轨条轨道电路。6、按频率方式可分为：25Hz、50Hz、75Hz、移频等。7、按轨道电路传输的信息可分为：模拟轨道电路和数字轨道电路。四、轨道电路根本工作状态和根本参数1、轨道电路根本工作状态调整状态---空闲分路状态---占用断轨状态---故障2、三种主要的影响因素道碴电阻钢轨阻抗电源电压〔1〕轨道电路调整状态，是指轨道电路空闲(无车占用)、接受设备〔如轨道继电器〕正常工作时的状态。〔2〕轨道电路分路状态，是指当轨道电路区段有车占用时，接收设备〔如轨道继电器〕应被分路而停止工作的状态。〔3〕轨道电路断轨状态，是指轨道电路的钢轨在某处折断时的情况。此时，虽然钢轨已经断开，但轨道电路仍旧可以通过大地而构成回路，轨道电路的接收没备中还会有一定数量的电流流过。3、各种状态的最不利条件调整状态：道碴电阻最小，钢轨阻抗最大、电源电压最低;分路状态：道碴电阻最大，钢轨阻抗最小、电源电压最大;断轨状态：道碴电阻最大，钢轨阻抗最小、电源电压最大，还有断轨地点。4、轨道电路分路的几个术语列车分路电阻：列车占用轨道电路时，轮对跨在两根钢轨上形成的电阻，就称为列车分路电阻。

列车占用轨道电路时，轮对跨在轨道电路的两根钢轨上，这个跨接在钢轨上的轮对电阻。它的变化范围可以从千分之几欧变化到0.06Ω。对于轻型的轨道车可能要更大一些。分路效应：由于有列车分路而使轨道电路接收设备中电流减少，并处于不工作状态的现象，称谓有分路效应。分路灵敏度：指的是在轨道电路的钢轨上，用一电阻在某点对轨道电路进行分路，假设恰好能够使轨道继电器线圈中的电流减小到释放值(脉冲式轨道电络为不吸起值)，则这个分路电阻值就叫做轨道电路在该点的分路灵敏度。极限分路灵敏度：对某一具体的轨道电路来说，各点的分路灵敏度中的最小值，就是该轨道电路的极限分路灵敏度。

标准分路灵敏度：标准分路灵敏度是衡量各种轨道电路分路状态情况优劣的标准。我国规定一般的轨道电路标准分路灵敏度为0.06Ω。五、轨道电路的应用主要用于区间和车站，

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分区，每个闭塞分区就有其轨道电路。

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，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，就是其地面发送的设备，也就是信息来源。对于列车超速防护来说，带有编码信息的轨道电路是其车---地之间传输信息的通道之一。

第二节音频无绝缘轨道电路音频无绝缘轨道电路与机械绝缘轨道电路相比较，具有明显的特点和优点，即无绝缘接头。音频无绝缘轨道电路具有检测列车占用和传递ATP/ATO信息两个功能。为便于牵引电流流通，提高线路性能，方便维修，音频轨道电路是无绝缘的。音频轨道电路多采用调频方式，近年来采用的是高可靠性、多信息量的数字编码式音频轨道电路。无绝缘轨道电路无绝缘轨道电路多采用谐振式。早期的无绝缘音频轨道电路采用短路联接式。该轨道电路通过轨道区段两侧短路钢条的作用是用来确保相邻轨道电路区段互不干扰，并使两条钢轨中的牵引电流平衡。该轨道电路在接收端存在“死区〞，具有一定的危险性。无绝缘轨道电路的连接形式谐振式无绝缘轨道电路的发送和接收有感应〔互耦〕方式和直接注入〔自耦〕方式。感应方式是用阻抗连接器耦合。感应方式亦有两种，一是发送器、接收器经阻抗连接器接至钢轨；二是将连接器布置成S形电缆，其两端焊接到钢轨上，由一匝电线构成的环线与连接器耦合。发送的轨道信号电流在S形电缆中形成环流，并感应进入钢轨，接收的信号也从钢轨感应进入电缆。借助其外形尺寸，可提供很强的方向性，以设定轨道电路电流的方向。直接注入方式是轨道电路的发送器和接收器经调谐单元直接由引接线焊接到钢轨上。第三节数字轨道电路无绝缘数字轨道电路与无绝缘轨道电路相比，不仅提高了轨道电路的可靠性，还具有向车载设备传输报文信息的功能，使轨道电路既具有检查轨道占用空闲状态的功能，还具有传输信息的功能。数字轨道电路是利用1和0两个数字编码来进行信息传输。数字轨道电路增加了地面设备向车载设备提供静态