轨道电路04讲解

城市轨道交通专业教学资源库城市轨道交通专用通信设备维护课程城市轨道交通专业教学资源库轨道电路第四节移频轨道电路1.移频轨道电路4四、移频轨道电路移频轨道电路是移频自动闭塞的基础，又用作监督该闭塞分区的空闲。它选用频率作为控制信息，采用频率调制的方式，把低频调制信号FC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作周期性变化的调频信号。将此信号用钢轨作为传输通道来控制通过信号机的显示，达到自动指挥列车运行的目的。其移频信号波形如下图。从图中可以看出，调频信号的变化规律，是以载频信号f0为中心，作上、下边频偏移。当低频调制信号输出低电位时，载频向下偏移Δf(称为频偏)，为f1=f0-Δf，叫低端载频或下边频；当低频调制信号输出高电位时，载频向上偏移，为f2=f0+Δf，叫高端载频或上边频。可见，调频信号是受低频信号的调制而作上、下边频的交替变化，两者在单位时间内变化的次数与低频调制信号的频率相同。1.移频轨道电路5四、移频轨道电路uuuuwtwtwtwt低频信号整形后的低频信号载频信号移频信号移频信号波形图2.UM71轨道电路6四、移频轨道电路BA：调谐单元SVA：空心线圈TAD：匹配变压器FS：发送器JS：接收器2.UM71轨道电路7四、移频轨道电路BA：调谐单元SVA：空心线圈TAD：匹配变压器FS：发送器JS：接收器（1）设备组成2.UM71轨道电路8四、移频轨道电路（1）设备组成UM71轨道电路采用的是谐振式无绝缘轨道电路。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。（2）技术指标载频：下行1700、2300；上行2000、2600频偏：±11Hz低频：从10.3Hz至29Hz每隔1.1Hz呈等差数列共18个。（3）主要缺点调谐区内不能实现断轨检查。2.UM71轨道电路9四、移频轨道电路（4）UM71轨道电路原理

UM71轨道电路是通用调制的电气绝缘的轨道电路，它是由发送器EM在编码系统指令控制下，产生低频调制的移频信号，经过电缆通道、匹配单元TDA及调谐单元BA，送至轨道，从送电端传输到受电端调谐单元BA再经接收端的匹配单元、电缆通道，将信号送到接收器RE中，接收器将调制信号进行解调放大后，动作轨道继电器，用以反映列车是否占用轨道电路。钢轨上传输的低频信息，经机车接收线圈接收送给TVM-300系统，供机车信号、速度监控使用。2.UM71轨道电路10四、移频轨道电路（5）电气绝缘节a.定义

BA1、BA2、SVA及26m长的钢轨构成电气调谐区，又称电气绝缘节，实现相邻轨道电路的隔离。2.UM71轨道电路11四、移频轨道电路（5）电气绝缘节b.工作原理调谐区对于本区段载频呈现很高的阻抗（极阻抗），利于本区段信号的传输和接收；对于相邻区段载频信号呈现很低的阻抗（零阻抗），可靠地短路相邻区段信号，防止越区传输。3.ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路12四、移频轨道电路吸收UM71基础上的国产化产品，比UM71性能更优越，主要是实现了全程断轨检查。（1）组成发送器ZPW·F接收器ZPW·J衰耗盘ZPW·PS1电缆模拟网络盘PW·PML1匹配变压器ZPW·BP1调谐单元ZW·T1空心线圈ZW·XK1机械绝缘空心线圈W·XKJ网络接口柜ZPW·GL-2000A电缆模拟网络组匣ZPW·XML补偿电容CBG1/CBG2无绝缘移频自动闭塞机柜ZPW·G-2000A空芯线圈防雷单元ZPW·ULG钢轨引接线3.ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路13四、移频轨道电路（1）组成a.发生器用于产生高精度、高稳定、一定功率的移频信号。系统采用发送N+1冗余方式。故障时，通过FBJ接点转至“＋1”FS。3.ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路14四、移频轨道电路（1）组成a.发送器载频频率下行：1700-11701.4Hz上行：2000－12001.4Hz1700-21698.7Hz2000－21998.7Hz2300-12301.4Hz2600－1

2601.4Hz2300-22298.7Hz2600－22598.7Hz频偏：±11Hz输出功率：不小于70W低频频率：10.3+n×1.1Hz，n=0～17即：

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。3.ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路15四、移频轨道电路（1）组成b.接收器接收器用于接收主轨道电路信号,并在检查所属调谐区短小轨道电路状态(XGJ、XGJH)条件下动作本轨道电路的轨道继电器(GJ)。同时接收器还接收相邻区段所属调谐区小轨道电路信号,向相邻区段输出小轨道电路状态(XG、XGH)条件。由此可见在ZPW2000系统中,一个闭塞分区由两段轨道电路组成:主轨道电路+小轨道电路,且小轨道电路信息交由次区段接收器接收处理。系统采用接收器成对双机并联冗余方式。3.ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路16四、移频轨道电路（1）组成c.衰耗盘用于实现主轨道电路、小轨道电路的调整。给出发送和接收器故障、轨道占用表示及其它有关发送、接收用＋24V电源电压、发送功出电压、接收GJ、XGJ测试条件等。3.ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路17四、移频轨道电路（1）组成d.防雷电缆模拟网络盘

电缆模拟网络设在防雷电缆模拟网络盘内，按0.5、0.5、1、2、2、2×2km六节设计，用于对SPT电缆长度的补偿，电缆与电缆模拟网络补偿长度之和为10km，以便于轨道电路的调整和构成改变列车运行方向。3.ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路18四、移频轨道电路（1）组成e.匹配变压器用于钢轨对SPT电缆的匹配连接。变比为1：9。匹配变压器实物图匹配变压器原理图3.ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路19四、移频轨道电路（1）组成f.调谐单元：参与电气绝缘节工作。3.ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路20四、移频轨道电路（1）组成g.空芯线圈：逐段平衡两钢轨的牵引电流回流，实现上下行线路间的等电位连接，改善电气绝缘节的Q值，保证工作稳定性。3.ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路21四、移频轨道电路（1）组成g.空芯线圈：调谐区(电气绝缘节)

调谐区既电气绝缘节，除车站进出站口交界点外，各闭塞分区分界点均设电气绝缘节。调谐区按29m长设计，它由调谐单元（称BA）及空心线圈（称SVA）组成。其参数保持原“UM71”参数，功能是实现两相邻轨道电路电气隔离。空芯线圈非电气绝缘节的必须元件，该系统在每一个轨道电路区段亦设置一个空芯线圈目的是对50Hz形成较低的阻抗，对不平衡电流电势起到短路、平衡作用。另外，该线圈若设在调谐区中间，适当确定参数，可起到改善调谐区阻抗作用。该线圈也可用作复线区段，上下行线路间等电位连接、渡线绝缘两端牵引电流平衡以及防雷接地等作用。3.ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路22四、移频轨道电路（1）组成g.空芯线圈：机械绝缘节在车站的进出站口交界处设机械绝缘节，由“机械绝缘节空心线圈”（称SVA’）与调谐单元并接而成，其节特性与电气绝缘节相同。在车站进出站口交界处的原绝缘节上再并联BA、SVA’目的是使该轨道电路与电气绝缘节轨道电路有相同的传输参数和传输长度。根据29m调谐区四种载频的综合阻抗值，设计SVA’并将该SVA’与BA并联，能获得较好的预期效果。机械绝缘节空心线圈的结构特征与空心线圈一致。机械绝缘空心线圈按频率(1700Hz、2000HZ、2300Hz、2600㈠z)分为四种，安装在机械绝缘节轨道边的基础桩上与相应频率调谐单元相并联，使电气绝缘节-机械绝缘节间轨道电路的传输长度与电气绝缘节-电气绝缘节间轨道电路的传输长度相同。3.ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路23四、移频轨道电路（1）组成h.补偿电容：为抵消钢轨电感对移频信号传输的影响，采取在轨道电路中，分段加装补偿电容的方法，使钢轨对移频信号的传输趋于阻性，接收端能够获得较大的信号能量。另外，加装补偿电容能够实现钢轨断轨检查。在钢轨两端对地不平衡条件下，能够保证列车分路。3.ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路24四、移频轨道电路（1）组成h.补偿电容：由于60kg重1435mm轨距的钢轨电感为1.3Μh/m，同时每米约有几个pf电容。对于1700、2300Hz的移频信号，钢轨呈现较高的感抗值。该值大大高于道碴电阻时，对轨道电路信号的传输产生较大的影响。为此，需在两钢轨间等距离加补偿电容。采取分段加补偿电容的方法，减弱电感的影响。其补偿原理可理解为将每补偿段钢轨L与电容C视为串联谐振，补偿电容设置密度加大，有利于改善列车分路，减少轨道电路中列车分路电流的波动范围，有利于延长轨道电路传输长度，过密设置又增加了成本，带来维修的不便，要适当考虑。补偿电容的没置方式宜采用“等间距法”，即将无绝缘轨道电路两端BA间的距离L按补偿电容总量N等分，其步长△=L/N。轨道电路两端按半步长△/2,中间按全步长△设置电容，以获得最佳传输效果。3.ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路25四、移频轨道电路（1）组成i.室内防雷室内防雷采用纵向与横向雷电防护。防雷设备设在电缆模拟网络盒内，纵向为低转移系数的防雷变压器，横向为带劣化显示的压敏电阻。传输电缆采用SPT型铁路信号数字电缆，线径为1.0mm，总长10km。

SPT数字电缆能实现1MHz(模拟信号)、2Mbit/s(数字信号)以及额定电压交流750V或直流1100V及以下铁路信号系统中有关设备和控制装置之间的联接，传输系统控制信息及电能。可在铁路电气化和非电气化区段使用。j.调谐区设备与钢轨间的引接线调谐区设备与钢轨间连接由3700mm、2000mm钢包铜引接线各两根构成。分别用于调谐单元、空心线圈、机械绝缘节空心线圈等设备与钢轨间的连接。k.室外防雷防雷系统由两部分构成：室外防雷、室内防雷。室外横向防雷设在匹配变压器内，为压敏电阻。纵向防雷设在空心线圈处，通过中心抽头接地。3.ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路26四、移频轨道电路（2）ZPW2000轨道电路工作原理图3.ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路27四、移频轨道电路（3）ZPW-2000A型无绝缘轨道电路工作原理：

a.ZPW-2000A型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨道电路两部分，小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。

b.主轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号，该信号经电缆通道（实际电缆和模拟电缆）传给匹配变压器及调谐单元，因为钢轨是无绝缘的，该信号既向主轨道传送，也向调谐区小轨道传送，主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端，然后经调谐单元、匹配变压器、电缆通道，将信号传至本区段接收器。3.ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路28四、移频轨道电路（3）ZPW-2000A型无绝缘轨道电路工作原理：c.接收器一方面对主轨道电路移频信号进行解调，同时配合与送电端相连接的本区段调谐区小轨道电路检查条件（由运行前方区段接收端送来的XGJ、XGJH条件）动作本区段轨道继电器。另一方面接收器还对小轨道电路信号进行解调，给出小轨道执行条件（XG、XGH），经衰耗盘送至相邻区段接收器。3.ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路29四、移频轨道电路（3）ZPW-2000A型无绝缘轨道电路工作原理：c.ZPW-2000A型无绝缘轨道电路同UM71轨道电路基本相同，只是在调谐区内增加了小轨道电路，用来实现无绝缘轨道电路全程断轨检查，避免了UM71轨道电路调谐区存在的“死区段”（它的“死区段”只有调谐区内小于5米的一小节）从而大大地提高了轨道电路的安全性、传输性、稳定性。ZPW-2000A型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨道电路电路两部分，并将小轨道电路看作是列车运行方向主轨道电路的“延续段”。主轨道电路发送器产生的移频信号既向主轨道传送，也向调谐区小轨道电路传送。主轨道信号经过钢轨送到轨道电路受电端，然后经调谐单元、匹配变压器、电缆通道，将信号传到本区段接收器。调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成的小轨道电路执行条件送到本轨道电路接收器，做为轨道继电器励磁的必要检查条件之一。本区段接收器同时接收到主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件，判断无误后驱动轨道电路继电器吸