轨道电路完整版本

1轨道电路系统介绍2013年09月22

一轨道电路概述31、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。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、什么是轨道电路轨道电路的外接口

4、什么是轨道电路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9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10按信号类型划分：

6、

轨道电路分类工频轨道电路25Hz相敏轨道电路音频轨道电路脉冲轨道电路按信息传送内容划分：模拟轨道电路数字轨道电路11

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。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%：既有线应用近3万公里。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1414

二ZPW-2000A轨道电路介绍15（1）关键技术指标电源：DC24V载频：8种，4种用于上行线，4种用于下行线低频：18种，作为向车载传送的控制信息，表示不同含义与车载通信：电流感应，单向，地面－－＞车钢轨短路电流：500mA区段分割方式：电气绝缘（区间），机械绝缘（站内）电缆长度：10km（适用于站间距20km的区间线路）轨道电路长度1500m防雷系统：钢轨线路间横向连接且接地发送器冗余方式：N+1(或1备1)接收器冗余方式：成对双机并联运用受控方式：继电编码（或CAN总线）执行输出：JWXC-1700安全继电器1系统构成1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。17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。18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19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21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22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2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1700HzA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GJ吸起的条件：主轨道信号量满足吸起门限XGJ,XGJH条件具备小轨道最为本区段主轨道部分前方的延续段3基于调谐区的小轨道电路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4钢轨补偿的作用通过外部连接构成信号回路，丧失断轨检查4钢轨补偿的作用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0.5、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电缆模拟的作用发送器“N+1”冗余是多台发送器热备一台发送器，每台发送器输出FBJ，表征自身的正常工作诊断结果，故障后，通过FBJ接点，将通道导接至“+1FS”，需要切换的电路包括：载频条件低频条件发送电平级客专后采用1+1，是N+1的一个特例6发送器的N+1冗余双机原理框图接收器外线连接7接收器的成对双机并用系统框图—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

三多特征脉冲轨道电路3535列车压入后，区段占用不能得到检查，将导致联锁、列控、CTC等上层系统防护功能实效，出现危险。脉冲轨道电路通过周期性的触发储能电容放电，形成周期不对称脉冲信号，占空比约100：1，钢轨上瞬间功率最大能够达到近万瓦（100V、100A），适于解决分路不良。系统频率类型增加到4个，通过循环校验实现了对脉冲出现时机的判断，保留了脉冲峰头和峰位比例特征，扩展了特征量，故称之为“多特征”，应用中，相邻区段除极性交叉外，频率间隔设置。脉冲发送器轨道变压器脉冲接收器（8路双机并联）通用衰耗器电码化脉冲隔离盒脉冲接收器（8路双机并联）具有与上位机通信接口（CAN*2）具有以继电器输出接口（1700Ω）标准组匣能安装于既有继电器组合信息显示窗口，电压、头尾比显示具有防护移频能力，可直接叠加

四ZPW-2000A站内轨道电路基于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4141

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。2010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

五电气化区段的运用及特点在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）轨条间等电位在ZPW-2000A区段调谐区内空心线圈设备，对于50Hz阻抗小于10mΩ，作为两钢轨条间的等电位连接，保证钢轨存在不平衡时，轨旁设备及轨道作业人员安全；从另一角度，牵引电流每经过一次调谐区完成牵引电流的平衡。1、连接线定义及作用U0=0U0=0U0=0U0（2）线路间等电位两线路间设置等电位连接，实现两条线路的牵引电流均流，降低线路间电位差。“简单横向连接是一种两轨道间的等电位连接”。（3）线路对地等电位完全横向连接是一种轨道间接地式等电位连接。完成线路间等电位，还起到与大地的等电位连接作用。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。2、四线区段等电位及回流的均衡四线设置连接时仍需考虑:轨条——轨条利用空心线圈线路——线路利用横向连接线路——大地利用接地每两条相邻的线路间必须设置等电位线，即：1线与2线、2线与3线、3线与4线，而且每条线路必须设置接地点，因此将四条线路连接在一起。4线并行有相同方向轨道电路载频并行且存在连接，通过这些连接线或空间的电磁场形成干扰，需进行分析及防护，是本项目针对干扰的研究部分。一个完整的四线连接的剖面图一、横向连接类型1．简单横向连接：两轨道间的等电位连接,不直接接地（通过防雷元件接地）。2．完全横向连接：两轨道间的等电位连接,并接地。3．用于牵引电流返