單元二 繼電器、軌道電路、計軸器和應答器

單元二

繼電器、軌道電路、計軸器和應答器2.1繼電器繼電器繼電器是自動控制系統(tǒng)中常用的電器，它用于接通和斷開電路，用以發(fā)布控制命令和反映設備狀態(tài)，以構成自動控制和遠程控制電路地鐵信號系統(tǒng)技術中廣泛采用繼電器，稱為信號繼電器（簡稱繼電器），通常作為自動控制系統(tǒng)的接口部件繼電器的可靠性直接影響到地鐵信號系統(tǒng)的可靠性和安全性繼電器繼電器是自動控制系統(tǒng)中常用的電器，它用于接通和斷開電路，用以發(fā)布控制命令和反映設備狀態(tài)，以構成自動控制和遠程控制電路地鐵信號系統(tǒng)技術中廣泛采用繼電器，稱為信號繼電器（簡稱繼電器），通常作為自動控制系統(tǒng)的接口部件繼電器的可靠性直接影響到地鐵信號系統(tǒng)的可靠性和安全性一、繼電器的基本原理一、繼電器的基本原理當線圈中通入一定的的電流后，根據(jù)電磁原理，線圈中因為電流產生磁性，銜鐵被吸引當線圈中沒有足夠的電流時，銜鐵由于重力作用被釋放。隨著銜鐵的動作，動觸點與靜觸點接通或斷開，從而實現(xiàn)對其他設備的控制。一、繼電器的基本原理當線圈中通入一定的的電流后，根據(jù)電磁原理，線圈中因為電流產生磁性，銜鐵被吸引當線圈中沒有足夠的電流時，銜鐵由于重力作用被釋放。隨著銜鐵的動作，動觸點與靜觸點接通或斷開，從而實現(xiàn)對其他設備的控制。二、繼電器的繼電特性當輸入量達到一定值時，輸出量發(fā)生突變，繼電器線圈回路為輸入回路，繼電器接點所在回路為輸出電路當線圈中電流Ix增加到某一定值時，繼電器銜鐵被吸引，接點閉合。此后，若線圈中電流Ix繼續(xù)增大，由于接點回路中阻值不變，Iy保持不變當線圈中電流Ix減小到一定值時，繼電器銜鐵釋放，輸出電流Iy突然減小到0。此后，線圈中電流再減小，Iy保持為0不變二、繼電器的繼電特性三、繼電器的分類按動作原理分類電磁繼電器、感應繼電器按動作電流分類直流繼電器、交流繼電器按動作時間分類正常動作繼電器、緩動繼電器按工作可靠程分類安全型繼電器、非安全型繼電器四、安全繼電器四、安全繼電器1、安全型繼電器的型號表示法安全型繼電器型號用漢字拼音字母和數(shù)字表示，字母表示繼電器種類，數(shù)字表示線圈的電阻值（單位Ω）例如

中J-繼電器，W-無極，J加強接點（普通接點不標），X-信號，C-插入（非插入式不標），H-緩放（非緩放不標），125-前圈電阻值，0.44-后圈電阻值四、安全繼電器四、安全繼電器安全型繼電器是指它的結構必須符合故障-安全原則發(fā)生安全側故障的可能性遠遠大于發(fā)生危險側故障的可能性；處于禁止運行狀態(tài)的故障有利于行車安全，稱為安全側故障；處于允許運行狀態(tài)的故障可能危及行車安全，稱為危險側故障在故障情況下使前接點閉合的概率遠小于后接點閉合的概率。這樣，就可以用前接點代表危險側信息，用后接點代表安全側信息故障安全要求信號設備或系統(tǒng)一旦發(fā)生安全故障后，能防止出現(xiàn)災難性后果自動導向安全一方的重要設計原則Eg：紅色信號燈故障，信號顯示前移四、安全繼電器無極繼電器無極繼電器由電磁系統(tǒng)和接點系統(tǒng)兩大部分組成。電磁系統(tǒng)包括線圈、鐵心、軛鐵和銜鐵四、安全繼電器整流式繼電器整流式繼電器用于交流電路中。它通過內部的半波或全波整流電路將交流電變?yōu)橹绷麟姸袠O繼電器有極繼電器根據(jù)線圈中電流極性不同而具有定位和反位兩種穩(wěn)定狀態(tài)，這兩種穩(wěn)定狀態(tài)在線圈中電流消失后，仍能繼續(xù)保持，故又稱極性保持繼電器磁系統(tǒng)中增加了永久磁鋼。在線圈中通以規(guī)定極性的電流時，繼電器吸起，斷電后仍保持在吸起位置；通以反方向電流時，繼電器打落，斷電后保持在打落位置四、安全繼電器偏極繼電器滿足信號電路中鑒別電流極性的需要設計的銜鐵的吸起與線圈中電流的極性有關，只有通過規(guī)定方向的電流時，銜鐵才吸起，而電流方向相反時，銜鐵不動作不同于有極繼電器不同，只有一種穩(wěn)態(tài)鐵心的極靴的方形的，在方極靴下方用兩個螺釘固定永久磁鋼，使銜鐵處于極靴和永久磁鋼之間，受永磁力的作用偏于落下位置四、安全繼電器交流二元二位繼電器兩個互相獨立又互相作用的交變電磁系統(tǒng)，繼電器有吸起和落下兩種狀態(tài)交流二元二位繼電器分為25Hz和50Hz兩種城市軌道交通使用50Hz二元二位繼電器作為50Hz相敏軌道電路中的軌道繼電器具有可靠的頻率選擇性和相位選擇性四、安全繼電器五、繼電器的應用繼電器一般是根據(jù)它的主要用途和功能來命名的。為了便于標記，繼電器符號用漢語拼音字頭或英文單詞的縮寫來表示，例如按鈕繼電器表示為AJ，信號繼電器表示為XJ在一個控制系統(tǒng)中會用到許多繼電器，同一作用和功能的繼電器也不止一個，應注意各自名的區(qū)別同一個繼電器的線圈和接點必須用該繼電器的名稱符號來標記，以免互相混淆。同一個繼電器的各接點組還需用其編號注明，以防重復使用五、繼電器的應用繼電器有兩個狀態(tài)：吸起狀態(tài)和落下狀態(tài)。繼電器的定位狀態(tài)應與設備的定位狀態(tài)相一致，信號布置圖中所反映的設備狀態(tài)約定為設備的定位狀態(tài)。根據(jù)故障-安全原則，繼電器的落下狀態(tài)必須與設備的安全側相一致電路圖中，凡以吸起為定位狀態(tài)的繼電器，其線圈和接點處均以“↑”符號標記；凡以落下為定位狀態(tài)的繼電器以“↓”符號標記五、繼電器的應用五、繼電器的應用五、繼電器的應用繼電器電路

串聯(lián)并聯(lián)五、繼電器的應用繼電器電路

串并自閉五、繼電器的應用自閉電路按下自復式按鈕A后，繼電器AJ經過勵磁電路吸起。但松開按鈕后，繼電器就不能保持吸起。繼電器具備記憶功能表示該任務完成的繼電器接點使其復原2.2軌道電路軌道電路軌道電路是利用鋼軌線路和鋼軌絕緣構成的電路軌道電路的作用監(jiān)督列車占用傳遞行車信息一、軌道電路的基本原理一、軌道電路的基本原理調整狀態(tài)

軌道電路空閑線路完整受電端正常工作一、軌道電路的基本原理分路狀態(tài)

兩鋼軌被列車輪對連接軌道電路受電端設備反映軌道被占用一、軌道電路的基本原理斷軌狀態(tài)

軌道電路的鋼軌被折斷軌道電路受電端設備反映鋼軌斷軌三、軌道電路的分類1、根據(jù)軌道電路傳輸?shù)男畔ⅲ煞譃槟M軌道電路和數(shù)字軌道電路。2、按工作方式分類，軌道電路可分為開路式軌道電路和閉路式軌道電路。3、按所傳送的電流特性分類，軌道電路可分為連續(xù)式、脈沖式、交流計數(shù)電碼式和數(shù)字編碼式。4、按軌道區(qū)段的分割方式，可分為有絕緣軌道電路和無絕緣軌道電路。5、按設置地點，軌道電路可分為站內軌道電路和區(qū)間軌道電路。6、按列車牽引方式，分為非電化區(qū)段軌道電路和電化區(qū)段軌道電路。四、工頻交流軌道電路工頻交流軌道電路采用工頻50Hz交流電源，有連續(xù)式軌道電路和相敏軌道電路工頻交流連續(xù)式軌道電路以JZXC-480型繼電器為軌道繼電器，這種軌道電路實質上是交直流軌道電路，電源是交流電，鋼軌中傳輸?shù)氖墙涣麟姡壍览^電器是整流繼電器城市軌道交通的交流工頻軌道電路的是50Hz相敏軌道電路，只有監(jiān)督列車占用的功能，不能傳輸其它信息，一般只用于車輛段四、工頻交流軌道電路四、工頻交流軌道電路電源屏分別供出50Hz軌道電源和局部電源送電端軌道電源經軌道變壓器降壓后送至鋼軌受電端由鋼軌來的電壓經中繼變壓器升壓后送至軌道繼電器RGJ的軌道線圈3-4。軌道繼電器RGJ的局部線圈2-1接局部電源當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也落下五、音頻軌道電路五、音頻軌道電路發(fā)送器和接收器的一個輸出、輸出端接在S型導線的中間電容器C1與鋼軌L1及“S”形電纜的一半組成諧振于區(qū)段1音頻頻率f1的并聯(lián)諧振電路；電容器C2與鋼軌L2及“S”形電纜的另一半組成諧振于區(qū)段2音頻頻率f2的并聯(lián)諧振電路。兩個并聯(lián)諧振回路分別對f1、f2信號呈現(xiàn)高阻抗，以使信號能夠發(fā)送/接收。C3與L3組成諧振于區(qū)段3音頻頻率f3的并聯(lián)諧振電路“S”形電纜將信號f1與f2阻隔，使它們不能向相鄰區(qū)段傳輸。這樣，就實現(xiàn)了f1區(qū)段與f2區(qū)段相互隔離六、道岔區(qū)段的軌道電路串聯(lián)軌道電路六、道岔區(qū)段的軌道電路并聯(lián)軌道電路六、道岔區(qū)段的軌道電路一送多受軌道電路七、軌道電路的極性交叉什么是極性交叉？有鋼軌絕緣的軌道電路實現(xiàn)對鋼軌絕緣破損的防護要使絕緣節(jié)兩側的軌面電壓具有不同的極性或相反的相位七、軌道電路的極性交叉七、軌道電路的極性交叉1G和3G相鄰軌道電路沒有極性交叉1G有車占用絕緣節(jié)破損流經1GJ電流等于兩個軌道電源之和1GJ可能保持吸起危及行車安全七、軌道電路的極性交叉2.3計軸器與應答器一、計軸器計軸器是計算車輛進出區(qū)段的車軸數(shù)來監(jiān)督列車占用在CBTC城軌線路無線設備故障時用計軸器檢查列車位置，構成“降級”信號一、計軸器

一、計軸器傳感器將機車、車輛通過的車軸數(shù)轉換成電脈沖信號電磁式傳感器由磁頭、發(fā)送器、接收器三部分組成磁頭有一個發(fā)送線圈和一個接收線圈分別裝在鋼軌的兩側計數(shù)比較器主要由計數(shù)器、鑒別器、比較器組成將進出兩個計軸點之間的車軸電脈沖信號進行計數(shù)和比較一、計軸器一、計軸器當車輪進入始端軌道傳感器作用區(qū)時，傳感器發(fā)出電脈沖信號給計數(shù)器，開始計軸進行加軸運算當車輪進入末端軌道傳感器作用區(qū)時，傳感器同樣發(fā)出電脈沖給計數(shù)器，進行減軸運算當計數(shù)器為0，表明此時區(qū)間無車，不為0，則表明此時區(qū)間有車占用二、應答器程序定位停車控制距離定位，也稱“信標”CBTC系統(tǒng)，檢測列車位置二、應答器二、應答器

無源應答器二、應答器

有源應答器實訓一、軌道電路對信號燈的控制1、實訓目的：熟悉軌道電路的作用并進行信號燈控制2、實訓設備：軌道模型2-4段（可導電）、無極繼電器3個、直流電源6個（分別與繼電器和信號機電壓相匹配）、信號機（LED，可以為可用模型）3架3、實訓步驟：（1）鋪設軌道并按照極性交叉對軌道電路進行