客专ZPW-2000A轨道电路概述及重点应用介绍课件

1客专ZPW-2000A轨道电路

概述及应用介绍1

一轨道电路概述231、中国铁路列控系统技术框架及建设规划2002年12月，在中国召开的UIC国际大会上，铁道部向世界宣布了发展中国列车运行控制系统（简称CTCS）的规划，明确了采用轨道电路实现占用检查基础设备，并传送动态实时信息的整体发展框架，C0~C4如下表所示：应用等级C0C1C2C3C4控制模式目标距离目标距离目标距离目标距离目标距离速度控制分级式分级式一次连续一次连续一次连续轨道占用检查轨道电路轨道电路轨道电路轨道电路无线定位，应答器校正地对车信息传输多信息轨道电路多信息轨道电路多信息轨道电路+点式设备；无线通信双向信息传输无线通信双向通信传输线路数据来源贮存于车载数据库贮存于车载数据库应答器提供无线通信提供无线通信提供对应ETCS级无无ETCS1级ETCS2[1]级ETCS3级所有的C3线路均已C2作为降级模式。3行车指挥车站区间调度所闭塞联锁列控系统占用检查

2、铁路信号系统4速度限制曲线目标停车点时速(km/h)目标停车点为了提高行车效率，将钢轨线路划分为1km~2km左右长度的区段，区段内装设占用检查设备，实现该区域内的列车占用检查。

3、CTCS-2区段追踪运行模拟5轨道电路是信号基础安全设备，轨道电路是利用钢轨作为导体构成的电路系统，通过列车轮对与钢轨接触形成电气短路，引起接收端电气状态变化实现区段占用空闲检查。列控系统联锁系统指挥系统1、通过列车轮对短路钢轨引起接收端电气状态变化实现区段占用空闲检查3、通过钢轨电气断离造成的电气状态变化实现钢轨完整性检查2、通过钢轨回路，向车载设备传递控制信息

4、什么是轨道电路6轨道电路的外接口

4、什么是轨道电路7电气化铁路为了检查线路占用，美国人鲁宾逊1870年发明了轨道电路，

从此诞生了铁路自动信号。提高分路效果传送控制信息断轨检查提升安全性扩大适用性线路占用检查

25Hz相敏75Hz高压不对称4信息国产移频8信息国产移频18信息国产移频18信息无绝缘UM71ZPW-2000A站内ZPW-2000A轨道电路发展各关键阶段

5、轨道电路发展苏联、日本法国、日本1956~20031989年2002年2010年89按绝缘方划分：

6、

轨道电路分类有绝缘方式：无绝缘方式：轨道电路信号电流轨道电路信号电流910

6、轨道电路特点18世纪70年代发明轨道电路,拉开了铁路信号自动化控制的序幕，至今已经有140多年，其经历了从机械→电气→电子等几个发展阶段,轨道电路“长寿”的秘诀是什么？归纳如下八个特点：（1）系统结构简单：操作简单、易于设计、安装、调试、维护。（2）实时不间断的检测：实时地反映占用状态。（3）环境适应性强：符合全天候、全区域作业特点。（4）中断后快速启动：失电后可以迅速重新启动，不许认为干预。（5）固有的“故障-安全”特性：其工作具备“故障-安全”原则。（6）精准的定位：以机械绝缘节为界，定位边界精准。（7）连续控制信息实时上传：连续不间断的控制信息。（8）钢轨完整性检查：唯一具备实时检查钢轨完整性功能的系统。10铁道部统一发展ZPW-2000系列轨道电路后，我院轨道电路在全路的工程中全面推广，目前在中国市场分额达到95%：既有线应用4万余公里。所有的客运专线（仅石太除外）均装备ZPW-2000A轨道电路，达1.7万公里。从近年的发展趋势来看，为统一标准、便于维护、管理，铁道部技术政策倾向于减少轨道电路的类型，发展统一的制式。既有线区间采用ZPW-2000系列，站内主要是25Hz相敏轨道电路，很快站内将由脉冲轨道电路替代。客运专线区间和站内统一采用ZPW-2000系列，新研制的ZPW-2000A站内轨道电路将成为唯一的站内统一制式。

6、我国轨道电路应用现状11把握新的市场需求+准确的实现=实现技术变革ZPW-2000轨道电路的三部曲121313

二ZPW-2000A轨道电路介绍1314（1）关键技术指标载频频率

下行：1700-1 1701.4Hz

1700-2 1698.7Hz

2300-1 2301.4Hz

2300-2 2298.7Hz

上行：2000-1 2001.4Hz

2000-2

1998.7Hz

2600-1

2601.4Hz2600-2 2598.7Hz低频频率F18～F1频率分别为：10.3Hz、11.4Hz、12.5Hz、13.6Hz、14.7Hz、15.8Hz、16.9Hz、18Hz、19.1Hz、20.2Hz、21.3Hz、22.4Hz、23.5Hz、24.6Hz、25.7Hz、26.8Hz、27.9Hz、29Hz频偏：±11Hz输出功率：70W（400Ω负载）1系统构成14轨道电路的标准分路灵敏度：道砟电阻为1.0Ω·km或2.0Ω·km时，为0.15Ω；道砟电阻不小于3.0Ω·km时，为0.25Ω；可靠工作电压：轨道电路调整状态下，接收器接收电压（主轨出）不小于240mV，轨道电路可靠工作；可靠不工作：在轨道电路最不利条件下，使用标准分路电阻在轨道区段的任意点分路时（电气绝缘节内死区段除外），接收器接收电压（主轨出）不大于153mV，轨道电路可靠不工作；在最不利条件下，在轨道电路任一处轨面机车信号短路电流1700Hz、2000Hz、2300Hz不小于0.50A，2600Hz不小于0.45A。直流电源电压范围：23V～25V；1系统构成151系统构成（2）区间无绝缘方式轨道电路系统结构调谐区实现区段间的电气隔离

等间距布置电容完成对钢轨通道的无功补偿。1617主要设备（3）站内有绝缘方式轨道电路系统结构区段间用机械绝缘节分割，室内设备与区间无绝缘轨道电路相同。1718主要设备室外设备：调谐匹配单元：①相邻区段隔离；②电缆与钢轨匹配连接。空心线圈：①稳定电气绝缘节阻抗；②平衡电气化牵引回流；③辅助进行防雷接地。站内匹配变压器①车站内电缆与钢轨匹配连接（4）设备构成1819主要设备

室内设备机柜：装设发送器、接收器和衰耗冗余控制器发送器：按控制要求输出移频键控信号。接收器：对钢轨引入信号进行解析、判断，输出区段状态。衰耗冗余控制器：完成接收信号的调整；实现主备发送器的切换。（4）设备构成19轨道电路20主要设备

模拟网络：模拟传输电缆电气特性，实现不同位置装设的轨道电路呈现一致电气特性；完成通过电缆进入室内的纵向雷电干扰的抑制。（4）设备构成2021机械绝缘节的作用：2电气绝缘节原理说明1、截断本区段信号进入相邻区段2、不短路本区段信号，使其将信号经钢轨送至接收端轨道电路信号电流发送端信号源接收端接收器2122电气绝缘节绝缘节如何实现这两个功能呢？2电气绝缘节原理说明轨道电路信号电流1、截断本区段信号进入相邻区段发送端信号源接收端接收器短路2、不短路本区段信号，使其将信号经钢轨送至接收端29m调谐区?发送端信号源频率响应222电气绝缘节原理说明调谐单元A2300Hz调谐单元B1700HzFA2300HzFB1700Hz对FA等效电路2300Hz对FB等效电路1700Hz23A区段信号B区段信号A区段B区段模糊区B信号源A接收器A信号源构成小轨道，由相邻接收器完成信号识别3基于调谐区的小轨道电路24国产移频几次重大事故

11997年4月28日，上海局新桥车站轨道电路钢轨接地故障，列车丧失占用检查，信号机失去防护功能。

21998年济南局钢轨扣件与待更换长轨相碰，导致丧失列车占用检查，信号机失去防护功能。

32000年10月下旬，郑州东—蒲田间，钢轨断轨分离，国产移频轨道电路不能检查，信号机失去防护功能，造成运行客车脱轨重大事故。

42000年10月下旬，南昌局工务维修中拆除一根钢轨，轨道电路不能检查，信号机失去防护功能，再次造成运行客车脱轨重大事故。4钢轨补偿的作用25除采用调谐式电气绝缘节外，在钢轨上安装补偿电容是ZPW(UM)系列的第二大特点，补偿电容减小了信号在钢轨中的损耗，对于轨道电路的调整、分路、机车信号、断轨各种状态下的功能实现和检查均起到了显著的提升作用。各种频率轨道电路选用容值：1700Hz55uF2000Hz50uF2300Hz46uF2600Hz40uF客专：25uF有电容补偿和无电容补偿轨面电压比较，衰耗相差14倍4钢轨补偿的作用26防雷入电缆入“电缆模拟网络”可视为室外电缆的一个延续。电缆模拟网络按0.25、0.5、1、2、2、2*2km六节对称π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5电缆模拟的作用27双机原理框图接收器外线连接7接收器的成对双机并用28系统框图—防雷环节防雷变压器~280V~75V~75V电化区段：~385*2非电化区段：~280V或275v8系统的防雷29

三ZPW-2000A站内轨道电路30基于ZPW-2000A轨道电路技术，结合脉冲和移频轨道电路技术，全面提升站内安全性，全面提升站内轨道电路技术水平，构造新系统，一并克服站内几十年的难题：（1）解决站内分路不良（2）绝缘破损检查（3）断轨及扼流单端断线检查（4）股道双端回流（5）改善岔区弯股跳线缺失后的分路性能

新型的移频与脉冲信号混合制式轨道电路313232

新型的移频与脉冲信号混合制式轨道电路两种信号判断结果按照“与”逻辑关系驱动轨道继电器同制式轨道电路移频信号移频+脉冲混合信号两种信号通过共同通道传输32新型的移频与脉冲信号混合制式轨道电路ZPW-2000A站内轨道电路系统构成解决分路不良绝缘破损检查道岔分支跳线断线机车信号发码断轨扼流断线检查

移频信号

脉冲信号占用检查两种信号按照“与”关系工作，充分发挥两种信号的各自优势，提高轨道电路安全性，弥补单一信号轨道电路功能上的不足。332010年9月至今：武汉局下辛店进行全站试验，后续将进入工程推广，必将成为我国站内轨道电路的一个“里程碑”，新型的移频与脉冲信号混合制式轨道电路34

四电气化区段的运用及特点35在ZPW-2000A轨道电路系统中，采用等电位连接方法保护线路作业人员和设备安全。（1）轨条间等电位（2）线路间等电位（3）线路对地等电位上述各种连接线，共同点是“等电位”，归纳为：同线路两条钢轨间采用空心线圈等电位；线路间通过横向连接等电位；线路与大地通过完全横向连接接地等电位。这些连接在等电位的同时，均成为钢轨电流均流的通道，电力系统中，回流线经过一定距离后需要接地和进行横向连接，这些连接使原本各自独立的钢轨、回流线及大地构成了一个网状的接地回流系统。四线或多线并行区段等电位及回流的均衡连接线定义及作用36

五ZPW-2000A轨道电路的应用371、客专ZPW-2000A轨道电路设备电源需求▲移频柜内设备使用不间断直流24V稳压电源，范围DC23V～25V。纹波电压峰-峰值不大于200mV，有效值不大于50mV。▲每个轨道电路区段180VA。▲分线采集器使用独立24V电源接入，单个设备耗电量为10VA。▲轨道电路接口及监测机柜使用净化的不间断交流220V，范围AC210V～230V。其中，轨道电路监测维护终端电源容量需求为530VA，每台轨道通信接口板电源容量需求为16VA（按照4NIC-QQ720(30A)电源模块转换效率折算）。▲电源屏输出至轨道电路的电源应确保对地绝缘，不得出现接地情况。382、客专ZPW-2000A轨道电路调谐区设置▲调谐区线路类型应为单一线路类型。▲调谐区不允许设置于伸缩轨范围内。调谐区距最近的伸缩轨缝距离不得小于10m。▲普通路基地段调谐区长度为29米，路基轨道结构与桥梁地段相同时参照桥梁地段设置。▲有砟桥梁调谐区长度为30米，无砟桥梁调谐区长度为32米，钢结构桥根据实际测量参数确定调谐区长度。▲普通隧道地段调谐区长度为29米，隧道轨道结构与桥梁地段相同时参照桥梁地段设置。393、客专ZPW-2000A轨道电路系统防雷设置▲上下行钢轨线路通过空心线圈或扼流中心点构成上下行线路的横向连接，且接至沿线敷设的贯通地线，构成上下行钢轨、大地的等电位连接；▲在电气化区段，室外传输电缆的钢带与铝护套应单端接地，并在信号机械室的引入处截断接地；▲数字内屏蔽信号电缆的每个四线组独立设置内屏蔽层，在机械室接地；▲室内柜间的信号传输电缆、通信线缆均采用双芯纽绞屏蔽线缆，且屏蔽层单端接地；▲未作完全横向连接的空心线圈中心点，通过OBOV20-C-385×2防雷保安器接至大地；▲系统对纵向雷电的防护采用悬浮设计。405、客专ZPW-2000A轨道电路停电监督接口▲使用断路器节点作为停电监督接口；▲移频柜内发送器和接收器采用的断路器型号为QDC-A/T-1(13)-10A和QDC-A/T-1(13)-5A。断路器处在接通状态下，断路器11、14节点闭合；若断路器脱扣或断开，断路器11、14节点断开，断路器在脱扣状态下，断路器15、18节点闭合，断路器接通或半开状态下，断路器15、18节点断开。41

六客专ZPW-2000A轨道电路现场调整42为保证客专ZPW-2000A轨道电路的正常工作，在工程验收阶段需要重点关注和控制标准化调整。轨道电路标准化调整的依据是调整表，主要检查内容需保证调整表的基础数据准确和调整表的选用及使用正确，具体通过以下5个表格工具和说明文件，来控制轨道电路标准化调整工作。客专ZPW-2000A轨道电路区间特殊区段数据统计表客专ZPW-2000A轨道电路车站道岔区段数据输入表V3.0调整表选用说明客专ZPW-2000A轨道电路调整接线说明客专ZPW-2000A轨道电路现场调整检查作业指导书/检查记录表43流程示意图如下：44调整表基础数据1、客专ZPW-2000A轨道电路区间特殊区段数据统计表作用：本表用于客专ZPW-2000A轨道电路区间特殊区段线路类型信息进行统计，区间特殊区段包括混合线路类型区段和电缆超长区段。说明：本表的格式和填写说明见附表。在使用调整表前，应再次核对本表区段名称、实际线路类型、载频、区段长度、送受端电缆长度是否与实际一致。本表输入数据一般由现场单位填报，由于多种因素，曾发生过输入数据与实际不一致而造成区段故障的现象。452、客专ZPW-2000A轨道电路车站道岔区段数据输入表作用：本表用于客专ZPW-2000A轨道电路站内道岔区段信息进行统计，是站内道岔区段轨道电路调整表设计的重要依据。说明：本表的格式和填写说明见附表。在使用调整表前，应核对本表的区段名称、线路类型、频率、送受端和道岔坐标是否与信号平面布置图和现场实际一致。应特别注意线路所、枢纽站等不规则的站型的输入数据是否按填写说明填报。调整表基础数据461、通用调整表选用当区段线路为单一类型，电缆长度不超过电缆规定长度时，选用轨道电路通用调整表；线路情况线路类型电缆规定长度(km)调整表名称有砟路基(隧道)10××线有砟路基ZPW-2000A轨道电路(10km电缆）调整参考表(V3.0)桥梁10××线有砟箱梁桥ZPW-2000A轨道电路(10km电缆）调整参考表(V3.0)××线有砟T梁桥ZPW-2000A轨道电路(10km电缆）调整参考表(V3.0)无砟路基（隧道）7.5××线无砟路基ZPW-2000A轨道电路(7.5km电缆）调整参考表(V3.0)桥梁7.5××线无砟桥梁ZPW-2000A轨道电路(7.5km电缆）调整参考表(V3.0)调整表正确选用47（2）特殊调整表选用区段信息满足如下条件之一，需选择特殊区段调整表进行调整。特殊区段调整表按照区段的实际情况进行计算并逐一出具。▲区段为多种线路类型；▲区段电缆长度超过标准规定（有砟线路电缆长度不超过10km，无砟线路电缆长度不超过7.5km）；▲其他原因导致区段不能按照通用调整表进行调整。调整表正确选用48（3）几种典型的线路类型T梁桥结构箱梁桥结构调整表正确选用491、电缆长度确认▲信号电缆实际长度确认实际电缆长度的测量方法为：关闭室内所有发送器、接收器，拔出电缆模拟网络，并在31、32端子进行电缆环阻测量，根据测得的环阻值计算电缆实际长度，计算公式：L=R/r标准（其中r标准按照45Ω/km取值，L为实际电缆长度，单位为km）。测试时注意校零，300Ω以上环阻采用×10档读数，小于300Ω环阻采用×1档读数。现场调整检查50▲确定电缆长度模拟电缆长度与实际电缆长度之和应满足调整表规定的电缆长度。

现场调