第三章 軌道電路

1、第三章 軌道電路是利用鋼軌線路和鋼軌絕緣構(gòu)成的電路，是鐵路信號的重要基礎(chǔ)設(shè)備，它的性能直接影響行車安全和運輸效率。3.1 軌道電路概述一、軌道電路的作用 監(jiān)督列車的占用，反映線路的空閑狀況，為開放信號，建立進(jìn)路或構(gòu)成閉塞提供依據(jù)。傳遞行車信息，如移頻自動閉塞利用軌道電路傳遞不同的頻率信息來反映列車的位置，決定通過信號機的顯示或決定列車運行的目標(biāo)速度，從而控制列車運行。二、軌道電路的基本原理 1.定義：以鐵路線路的兩根鋼軌為導(dǎo)體，兩端加以機械絕緣（或電氣絕緣），接上送電和受電設(shè)備構(gòu)成的電路。電流 i2組成（1）送電端：由軌道電源E和限流電阻RX組成。 限流電阻作用：保護(hù)電源；保證列車占用時，GJ

2、可靠 落下。（2）受電端：由軌道繼電器GJ組成，用來接收軌道電路的 信號電流。反映軌道的狀況。反映軌道的狀況。（3）引接線：將送、受電設(shè)備直接或通過電纜過軌后接向 鋼軌。（4）軌端接續(xù)線：減小鋼軌接頭的接觸電阻。保持電信息保持電信息 延續(xù)延續(xù) 。（5）鋼軌絕緣：劃分各軌道區(qū)段劃分各軌道區(qū)段 兩絕緣節(jié)之間的鋼軌線路稱為軌道電路的長度。 3.工作原理：當(dāng)軌道電路完好且沒有列車占用時，GJ吸起，表示軌道電路空閑；當(dāng)軌道電路被列車占用時，GJ落下，表示軌道電路被占用。三、軌道電路的分類：按電源分：直流軌道電路和交流軌道電路。按工作方式分：開路式軌道電路和閉路式軌道電路（廣泛使用）。 （開路式：發(fā)送和接

3、收在同端，平時GJ ；閉路式：發(fā)送和接收在兩端平時GJ。）3.按傳送的電流特性分：連續(xù)式、脈沖式、 計數(shù)電碼式和移頻電碼式及數(shù)字編碼式。4.按分割方式分：有絕緣軌道電路(機械絕緣節(jié)）和無絕 緣軌道電路（電氣絕緣節(jié)）。5.按使用位置分：區(qū)間軌道電路和站內(nèi)軌道電路。6.按有無道岔分：道岔區(qū)段軌道電路和無岔區(qū)段軌道電路。7.按適用區(qū)段分：非電化區(qū)段軌道電路和電化區(qū)段軌道電路。 8.按利用的軌條數(shù)分：雙軌條軌道電路和單軌條軌道電路。 四、軌道電路的應(yīng)用 主要用于區(qū)間和車站。 區(qū)間的軌道電路通常是與自動閉塞制式相一致的軌道電路，按照自動閉塞通過信號機分區(qū)，每個閉塞分區(qū)就有其軌道電路。（1）自動閉塞區(qū)段：

4、每個閉塞分區(qū)設(shè)有軌道電路。（2）半動閉塞區(qū)段：區(qū)間長軌道電路；提速區(qū)段進(jìn)站信號機的一接近和二接近軌道電路；（3）區(qū)間道口：道口接近軌道電路。 電氣集中車站站內(nèi)軌道電路應(yīng)用更 為廣泛。對于電氣集中聯(lián)鎖來說，列車（1）列車進(jìn)路和調(diào)車進(jìn)路都必須安裝軌道電路。（2）牽出線、機待線等集中區(qū)入口處設(shè)不小于25M 的軌道電路。 對于機車信號來說，各種制式的區(qū)間軌道電路和站內(nèi)電碼化以后的軌道電路，就是其地面發(fā)送的設(shè)備，也就是信息來源。對于列車超速防護(hù)來說，帶有編碼信息的軌道電路是其車-地之間傳輸信息的通道之一。 五、站內(nèi)軌道電路的劃分和命名 1軌道電路劃分的原則：（1）信號機的內(nèi)外方應(yīng)劃分為不同的區(qū)段。（2）

5、能平行運行的進(jìn)路應(yīng)用絕緣將它們分開，形成 不同的軌道電路區(qū)段。（3）在一個道岔區(qū)段內(nèi)，單動道岔最多不能超過3 組復(fù)式交分道岔最多不能超過2組。（4）為提高咽喉區(qū)使用效率，把軌道電路區(qū)段適當(dāng) 劃短，但提速后，又不能太短。2.軌道區(qū)段的命名（1）道岔區(qū)段的命名：根據(jù)道岔編號命名，如 1DG、7DG、9-11DG。（2）無岔區(qū)段的命名： 股道：以股道號命名，如：IG、3G； 進(jìn)站信號機內(nèi)方無岔區(qū)段：根據(jù)所銜接的股道編號加咽喉來表示，如IAG。 差置調(diào)車信號機之間的無岔區(qū)段：以兩端相鄰的道岔編號寫成分?jǐn)?shù)形式來表示，如：1/19DG。3.2 工頻交流連續(xù)式軌道電路 1.工頻交流軌道電路的組成:送電端、受

6、電端、鋼軌絕緣、鋼軌引接線、鋼軌接續(xù)線及鋼軌組成。2. 工頻交流軌道電路的工作原理電源采用交流，鋼軌中傳輸?shù)氖墙涣鳎^電器接收的也是交流，但動作GJ線圈的是直流。當(dāng)軌道電路完整，且無車占用時，交流電源由送電端經(jīng)鋼軌傳輸至受電端，軌道繼電器吸起GJ ，表示本軌道電路空閑，此時軌道繼電器的端電壓應(yīng)在10.516V之間。當(dāng)車占用軌道電路時，軌道電路被輪對分路，使軌道繼電器端電壓低于其工作值，軌道繼電器落下 GJ ，表示本軌道電路被占用。交流殘壓應(yīng)小于2.7V。二、工頻交流軌道電路各部件及其作用1.送電端軌道變壓器BG1-50：用于軌道電路供電電；電源由室內(nèi)供出至I次側(cè)，II次側(cè)接軌道。 軌道變壓器

7、變阻器送電端變壓器箱2.變阻器R-2.2/220： 阻值為2.2，功率為220W，容許電流為10 A 。保護(hù)電源；保證列車占用時，GJ可靠落下.2受電端（1）軌道繼電器：GJGJ，常態(tài)，常態(tài)，表示本軌道電路空閑；GJ表示本 軌道電路被占用（或斷軌）。 接點號73為7，83為8. 7和8接BZ4的II次側(cè)。 繼電器型號為JZXC-480（2）中繼變壓器BZ4： 用于軌道電路受端，與JZXC-480軌道繼電器GJ配合使用；I次側(cè)接軌道，II次側(cè)接GJ的7-8。 （3）鋼軌絕緣： 安裝在軌道電路分界處，保證相鄰軌道電路之間的可靠的電氣絕緣。 組成：軌端絕緣、槽形絕緣、絕緣管、絕緣墊圈等組成。 槽形絕

8、緣：分為一段（整體）、二段、三段 在軌道電路區(qū)段，其軌距保持桿、道岔連接桿、道岔連接墊板、尖端桿、轉(zhuǎn)轍機的安裝以及其它有導(dǎo)電性能的連接兩鋼軌的配件，均應(yīng)保持絕緣良好。 （3）軌道電路連接線：包括引接線、鋼軌接續(xù)線和道岔跳線。鋼軌引接線：軌道電路送受端變壓器箱或電纜盒與鋼軌連接的導(dǎo)線。圖 引接線-連接軌道電路送受端變壓器箱或電纜盒與鋼軌的導(dǎo)線，一般用涂有防腐油的多股鋼絲繩制成。 鋼軌接續(xù)線-用于軌道電路接縫處的連接，以減小接觸電阻。有塞釘式（現(xiàn)場廣泛使用）、焊接式。 道岔跳線-連接道岔岔心等處的導(dǎo)線。三、道岔區(qū)段軌道電路1道岔絕緣和跳線（1）道岔絕緣：道岔區(qū)段的桿件、轉(zhuǎn)轍機安裝裝置等要加裝絕緣外

9、，還要加裝切割絕緣，稱為道岔絕緣，防止轍叉將軌道電路短路?？稍O(shè)在直股和彎股。（2）道岔跳線：道岔區(qū)段除軌端接續(xù)線外，還需裝設(shè)道岔跳線，以保證信號電流的暢通。2道岔區(qū)段軌道電路的連接方式：串聯(lián)和并聯(lián)。串聯(lián)： 這種軌道電路的電流要流經(jīng)整個區(qū)段的所有鋼軌，可以檢查所有跳線和鋼軌的完整，較安全。并聯(lián)：因側(cè)線只檢查了電壓，而沒有檢查電流，當(dāng)跳線或連接線折斷，列車進(jìn)入彎股時，因彎股并沒有設(shè)置繼電器，GJ 仍在吸起狀態(tài)，這是不足的地方。3一送多受軌道電路： 一個送電端，在每個分支軌道電路的另一端各設(shè)受電端，各分支受電端軌道繼電器的前接點串聯(lián)在主軌道繼電器電路中。當(dāng)任一分支軌道繼電器落下，主軌道繼電器也落下，

10、將主軌道繼電器接點用在聯(lián)鎖電路中。 在實際中應(yīng)注意：在實際中應(yīng)注意：（1 1）與到發(fā)線相銜接的道岔軌道電路的分支末端，應(yīng)設(shè)受）與到發(fā)線相銜接的道岔軌道電路的分支末端，應(yīng)設(shè)受電端。電端。（2 2）所有列車進(jìn)路上的道岔區(qū)段，其分支長度超過）所有列車進(jìn)路上的道岔區(qū)段，其分支長度超過65 m65 m時，時，在該分支的末端應(yīng)設(shè)受電端。在該分支的末端應(yīng)設(shè)受電端。（3 3）一送多受軌道電路最多不應(yīng)超過三個受電端。）一送多受軌道電路最多不應(yīng)超過三個受電端。（4 4）任一地點有車占用時，必須保證有一個受電端被分路。）任一地點有車占用時，必須保證有一個受電端被分路。四、軌道電路的極性交叉 1 1. . 極性交叉：

11、極性交叉：有鋼軌絕緣的軌道電路，為了實現(xiàn)對鋼軌絕緣破損的防護(hù)，要使絕緣節(jié)兩側(cè)的軌面電壓具有不同的極性或相反的相位。2.2.極性交叉的作用：極性交叉的作用：可以防止在相鄰的軌道電路間的絕緣節(jié)破損時引起軌道繼電器的錯誤動作。對于計數(shù)電碼、頻率電碼軌道電路而言，因相鄰區(qū)端的編碼不同，無法實現(xiàn)極性交叉，采用的是周期防護(hù)或頻率防護(hù)的方法。 3.3.極性交叉的配置：極性交叉的配置：在一個閉合的回路中，絕緣節(jié)的數(shù)量必須達(dá)到偶數(shù)才能實現(xiàn)極性交叉，若為奇數(shù)，采用移動絕緣節(jié)的方法實現(xiàn)。車站內(nèi)要求正線電碼化時，可以將絕緣節(jié)移至彎股，并且采用人工極性交叉方式。 四、鋼軌絕緣的設(shè)置：1.道岔區(qū)段警沖標(biāo)內(nèi)方的鋼軌絕緣：除

12、雙動道岔渡線上的絕緣外，其他安裝位置距警沖標(biāo)不得小于3.5米處；若小于3.5米則構(gòu)成了“侵限絕緣”，在聯(lián)鎖電路中要充分考慮“侵限絕緣”的防護(hù)問題。2.兩鋼軌絕緣應(yīng)設(shè)于同一坐標(biāo)處，以避免產(chǎn)生死區(qū)段；當(dāng)兩鋼軌絕緣不能設(shè)在同一坐標(biāo)時，其錯開的距離（死區(qū)段）應(yīng)不大于2.5米。3.兩相鄰死區(qū)段間隔，不得小于18m.3.信號機處的鋼軌絕緣：應(yīng)與信號機坐標(biāo)相同，當(dāng)不能與信號機坐標(biāo)相同時，為避免安裝信號機時造成串軌、換軌等，允許鋼軌絕緣與信號機有一定距離。 (1)進(jìn)站或接車進(jìn)路信號機處的鋼軌絕緣可設(shè)在信號機前方或后方1米范圍內(nèi)。(2)出站或發(fā)車進(jìn)路信號機處的鋼軌絕緣可設(shè)在信號機前方1米或后方6.5米范圍內(nèi)。(

13、3)調(diào)車信號機處的鋼軌絕緣可設(shè)在信號機前方或各后方1米的范圍內(nèi)。4.半自動閉塞區(qū)段的電氣集中車站,預(yù)告信號機處的鋼軌絕緣: 宜安裝在預(yù)告信號機前方100m處。3.3 25HZ相敏軌道電路一、電氣化牽引區(qū)段對軌道電路的特殊要求1.必須采用非工頻制式的軌道電路鋼軌既是牽引電流的回流通道，又是軌道電路信號電流的傳輸通道。2.必須采用雙軌條式軌道電路用扼流變壓器溝通牽引電流成雙軌條回流，軌道電路處于平衡狀態(tài)，便于實現(xiàn)站內(nèi)電碼化。3.交叉渡線上兩根直股都通過牽引電流時應(yīng)增加絕緣節(jié)4.鋼軌接續(xù)線的截面加大5.道岔跳線和鋼軌引接線截面加大，引接線等阻。二、電氣化區(qū)段站內(nèi)軌道電路制式75HZ交流計數(shù)電碼軌道電

14、路25HZ交流計數(shù)電碼軌道電路移頻軌道電路25 HZ相敏軌道電路：不對稱軌道電路三、扼流變壓器u在電氣化牽引區(qū)段，為了保證牽引電流順利流過絕緣節(jié)，在軌道電路的發(fā)送端、接受端設(shè)置扼流變壓器，軌道電路設(shè)備通過扼流變壓器接向軌道，并傳遞信號信息。u扼流變壓器對牽引電流的阻抗很小，而對信號電流的阻抗很大，沿著兩鋼軌流過的牽引電流在軌道絕緣處，因上、下線圈中產(chǎn)生的磁通相等但方向相反，總磁通等于零，其對次線圈的信號設(shè)備沒有任何影響。但若流過兩鋼軌的牽引電流不平衡，則將產(chǎn)生影響，故必須增設(shè)防護(hù)設(shè)備。u信號電流因極性交叉，在兩扼流變壓器中點處電位相等，故不會越過絕緣節(jié)流向另一軌道電路區(qū)段，而流回本區(qū)段，在次極

15、感應(yīng)出信號電流。u97型25HZ相敏軌道電路用的扼流變壓器有BE1-400/25、 BE2-400/25、BE1-600/25、BE2-600/25、BE1-800/25、 BE2-800/25四、25HZ相敏軌道電路的基本原理：1.原理：25HZ電源屏分別供出25HZ軌道電源和局部電源。軌道電源由室內(nèi)供出，通過電纜供向室外，經(jīng)送電端25HZ軌道電源變壓器BG25、送電端限流電阻RX、送電端25HZ扼流變壓器BE25、鋼軌線路、受電端25HZ扼流變壓器BE25、受電端25HZ軌道中繼變壓器BG25、電纜線路，送回室內(nèi)，經(jīng)過防雷補償器Z、25HZ防護(hù)盒HF給二元二位軌道繼電器GJ的軌道線圈供電。

16、局部線圈的25HZ電源由室內(nèi)供出。當(dāng)軌道線圈和局部線圈電源滿足規(guī)定的相位和頻率要求時，GJ吸起，軌道電路處于調(diào)整狀態(tài)，表示軌道電路空閑。列車占用時，軌道電源被分路，GJ落下，若頻率、相位不符合要求時，GJ也落下。因此，25HZ相敏軌道電路具有相位鑒別能力，即相敏特性，抗干擾性能較強。 25HZ相敏軌道電路只能檢測軌道電路區(qū)段是否空閑，不能傳輸其他信息。 其電源頻率較低，傳輸?shù)膿p耗也低，依次傳輸?shù)木嚯x較長。其電源頻率較低，傳輸?shù)膿p耗也低，依次傳輸?shù)木嚯x較長。 極限長度極限長度1200-1500m1200-1500mI2.25HZ相敏軌道電路的部件1.25HZ軌道變壓器（BG25）：（1）作用：用

17、于25HZ相敏軌道電路中作為供電電源和阻抗匹配用，送、受兩端我同一型號。（2）類型：BG1-65/25、BG1-72/25、BG1-140/25、 BG2-130/25、BG3-130/25、BG-R130/25 圖2防護(hù)盒HF（1）結(jié)構(gòu)：由電感、電容串聯(lián)而成，并接在軌 道繼電器的軌道線圈上；（2）原理：對50HZ成串聯(lián)諧振，相當(dāng)于15歐電阻，以抑制干擾電流。對25HZ信號電流相當(dāng)于16UF電容，對25HZ信號電流的無功分量進(jìn)行補償，起著減小軌道電路傳輸衰耗和相移的作用。3防雷補償器（QBF）FB1型，內(nèi)設(shè)兩套防雷補償單元；FB2型，內(nèi)設(shè)一套防雷補償單元；防雷補償單元為對接的硒片和電容器。 2

18、5HZ25HZ相敏軌道電路的種類相敏軌道電路的種類 設(shè)扼流變壓器、不設(shè)扼流變壓器、一送一受、一送二受、一送三受，所有的一送最多三受，另外對于容易產(chǎn)生迂回電流的側(cè)線中線可以斷開。要求帶扼流的發(fā)送端限流電阻為4.4，無扼流的為1.6。五、97型相敏軌道電路特點：1、提高了絕緣破損的防護(hù)性能2、將有回歸電流的軌道電路送、受電端一律設(shè)扼流變壓器。3、將連向鋼軌的一長一短引接線設(shè)計成等阻線。4、優(yōu)化了電源屏的設(shè)置5、改進(jìn)了軌道繼電器JRJC170/2406、增加了扼流變壓器的種類：400、600、800A分別供側(cè)線、正線和靠近牽引變電所的區(qū)段使用7、改善了移頻電碼化的發(fā)送條件。固定了送電端供電變壓器的變

19、比，使之和受電端變比相同。8、延長了極限長度：送端電阻為4.4，受端變比降為15 等，極限長度12001500m。9、提高了系統(tǒng)的抗干擾能力3.4移頻軌道電路國產(chǎn)移頻軌道電路1.移頻的概念 移頻軌道電路是移頻自動閉塞的基礎(chǔ)，又可以監(jiān)督該閉塞分區(qū)的空閑。選用頻率參數(shù)作為控制信息，采用頻率調(diào)制的方式，將低頻調(diào)制信號Fc搬移到較高頻率F0（載頻）上，以形成振蕩不變、頻率隨低頻信號的幅度作周期性變化的信號。而采用 這種方式的軌道電路就稱移頻軌道電路。2. 4信息移頻頻偏： 頻偏55HZ，即移頻信號受低頻信號調(diào)制作上 下邊頻交替變化，兩者在單位時間內(nèi)變化次數(shù) 與低頻調(diào)制信號的頻率相同。 3. 4信息移頻

20、載頻 下行：550、750HZ 上行：650、850HZ 其它制式的移頻軌道電路如其它制式的移頻軌道電路如ZP-89ZP-89型型8 8信息、信息、ZP.Y1ZP.Y1、221818型型1818信息有絕緣移頻軌道電路、法國引進(jìn)的信息有絕緣移頻軌道電路、法國引進(jìn)的UM71UM71無絕緣無絕緣移頻軌道電路、我國自行研制的移頻軌道電路、我國自行研制的ZPW-2000AZPW-2000A無絕緣移頻軌無絕緣移頻軌道電路等在以后專業(yè)課上再進(jìn)行詳細(xì)講解。道電路等在以后專業(yè)課上再進(jìn)行詳細(xì)講解。3.6 軌道電路的基本工作狀態(tài)和基本參數(shù)一、軌道電路的基本工作狀態(tài) 調(diào)整狀態(tài)、分路狀態(tài)、斷軌狀態(tài)。1.軌道電路的調(diào)整狀態(tài)軌道電路的調(diào)整狀態(tài)就是軌道電路完整和空閑，接收設(shè)備（如GJ）正常工作的狀態(tài)。調(diào)整狀態(tài)的最不利條件是：發(fā)送電壓最低、鋼軌阻抗最大、道渣電阻最小，同時軌道電路長度為極限長度。2.軌道電路的分路狀態(tài)軌道電路的分路狀態(tài)就是當(dāng)軌道電路區(qū)段有車占用時，接收設(shè)備（如GJ）應(yīng)被分路而停止工作的狀態(tài)。分路狀態(tài)的最不利條