客專ZPW-2000A軌道電路概述及重點應用介紹課件

1客專ZPW-2000A軌道電路

概述及應用介紹1

一軌道電路概述231、中國鐵路列控系統(tǒng)技術框架及建設規(guī)劃2002年12月，在中國召開的UIC國際大會上，鐵道部向世界宣布了發(fā)展中國列車運行控制系統(tǒng)（簡稱CTCS）的規(guī)劃，明確了采用軌道電路實現占用檢查基礎設備，并傳送動態(tài)實時信息的整體發(fā)展框架，C0~C4如下表所示：應用等級C0C1C2C3C4控制模式目標距離目標距離目標距離目標距離目標距離速度控制分級式分級式一次連續(xù)一次連續(xù)一次連續(xù)軌道占用檢查軌道電路軌道電路軌道電路軌道電路無線定位，應答器校正地對車信息傳輸多信息軌道電路多信息軌道電路多信息軌道電路+點式設備；無線通信雙向信息傳輸無線通信雙向通信傳輸線路數據來源貯存于車載數據庫貯存于車載數據庫應答器提供無線通信提供無線通信提供對應ETCS級無無ETCS1級ETCS2[1]級ETCS3級所有的C3線路均已C2作為降級模式。3行車指揮車站區(qū)間調度所閉塞聯鎖列控系統(tǒng)占用檢查

2、鐵路信號系統(tǒng)4速度限制曲線目標停車點時速(km/h)目標停車點為了提高行車效率，將鋼軌線路劃分為1km~2km左右長度的區(qū)段，區(qū)段內裝設占用檢查設備，實現該區(qū)域內的列車占用檢查。

3、CTCS-2區(qū)段追蹤運行模擬5軌道電路是信號基礎安全設備，軌道電路是利用鋼軌作為導體構成的電路系統(tǒng)，通過列車輪對與鋼軌接觸形成電氣短路，引起接收端電氣狀態(tài)變化實現區(qū)段占用空閑檢查。列控系統(tǒng)聯鎖系統(tǒng)指揮系統(tǒng)1、通過列車輪對短路鋼軌引起接收端電氣狀態(tài)變化實現區(qū)段占用空閑檢查3、通過鋼軌電氣斷離造成的電氣狀態(tài)變化實現鋼軌完整性檢查2、通過鋼軌回路，向車載設備傳遞控制信息

4、什么是軌道電路6軌道電路的外接口

4、什么是軌道電路7電氣化鐵路為了檢查線路占用，美國人魯賓遜1870年發(fā)明了軌道電路，

從此誕生了鐵路自動信號。提高分路效果傳送控制信息斷軌檢查提升安全性擴大適用性線路占用檢查

25Hz相敏75Hz高壓不對稱4信息國產移頻8信息國產移頻18信息國產移頻18信息無絕緣UM71ZPW-2000A站內ZPW-2000A軌道電路發(fā)展各關鍵階段

5、軌道電路發(fā)展蘇聯、日本法國、日本1956~20031989年2002年2010年89按絕緣方劃分：

6、

軌道電路分類有絕緣方式：無絕緣方式：軌道電路信號電流軌道電路信號電流910

6、軌道電路特點18世紀70年代發(fā)明軌道電路,拉開了鐵路信號自動化控制的序幕，至今已經有140多年，其經歷了從機械→電氣→電子等幾個發(fā)展階段,軌道電路“長壽”的秘訣是什么？歸納如下八個特點：（1）系統(tǒng)結構簡單：操作簡單、易于設計、安裝、調試、維護。（2）實時不間斷的檢測：實時地反映占用狀態(tài)。（3）環(huán)境適應性強：符合全天候、全區(qū)域作業(yè)特點。（4）中斷后快速啟動：失電后可以迅速重新啟動，不許認為干預。（5）固有的“故障-安全”特性：其工作具備“故障-安全”原則。（6）精準的定位：以機械絕緣節(jié)為界，定位邊界精準。（7）連續(xù)控制信息實時上傳：連續(xù)不間斷的控制信息。（8）鋼軌完整性檢查：唯一具備實時檢查鋼軌完整性功能的系統(tǒng)。10鐵道部統(tǒng)一發(fā)展ZPW-2000系列軌道電路后，我院軌道電路在全路的工程中全面推廣，目前在中國市場分額達到95%：既有線應用4萬余公里。所有的客運專線（僅石太除外）均裝備ZPW-2000A軌道電路，達1.7萬公里。從近年的發(fā)展趨勢來看，為統(tǒng)一標準、便于維護、管理，鐵道部技術政策傾向于減少軌道電路的類型，發(fā)展統(tǒng)一的制式。既有線區(qū)間采用ZPW-2000系列，站內主要是25Hz相敏軌道電路，很快站內將由脈沖軌道電路替代?？瓦\專線區(qū)間和站內統(tǒng)一采用ZPW-2000系列，新研制的ZPW-2000A站內軌道電路將成為唯一的站內統(tǒng)一制式。

6、我國軌道電路應用現狀11把握新的市場需求+準確的實現=實現技術變革ZPW-2000軌道電路的三部曲121313

二ZPW-2000A軌道電路介紹1314（1）關鍵技術指標載頻頻率

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低頻頻率F18～F1頻率分別為：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頻偏：±11Hz輸出功率：70W（400Ω負載）1系統(tǒng)構成14軌道電路的標準分路靈敏度：道砟電阻為1.0Ω·km或2.0Ω·km時，為0.15Ω；道砟電阻不小于3.0Ω·km時，為0.25Ω；可靠工作電壓：軌道電路調整狀態(tài)下，接收器接收電壓（主軌出）不小于240mV，軌道電路可靠工作；可靠不工作：在軌道電路最不利條件下，使用標準分路電阻在軌道區(qū)段的任意點分路時（電氣絕緣節(jié)內死區(qū)段除外），接收器接收電壓（主軌出）不大于153mV，軌道電路可靠不工作；在最不利條件下，在軌道電路任一處軌面機車信號短路電流1700Hz、2000Hz、2300Hz不小于0.50A，2600Hz不小于0.45A。直流電源電壓范圍：23V～25V；1系統(tǒng)構成151系統(tǒng)構成（2）區(qū)間無絕緣方式軌道電路系統(tǒng)結構調諧區(qū)實現區(qū)段間的電氣隔離

等間距布置電容完成對鋼軌通道的無功補償。1617主要設備（3）站內有絕緣方式軌道電路系統(tǒng)結構區(qū)段間用機械絕緣節(jié)分割，室內設備與區(qū)間無絕緣軌道電路相同。1718主要設備室外設備：調諧匹配單元：①相鄰區(qū)段隔離；②電纜與鋼軌匹配連接?？招木€圈：①穩(wěn)定電氣絕緣節(jié)阻抗；②平衡電氣化牽引回流；③輔助進行防雷接地。站內匹配變壓器①車站內電纜與鋼軌匹配連接（4）設備構成1819主要設備

室內設備機柜：裝設發(fā)送器、接收器和衰耗冗余控制器發(fā)送器：按控制要求輸出移頻鍵控信號。接收器：對鋼軌引入信號進行解析、判斷，輸出區(qū)段狀態(tài)。衰耗冗余控制器：完成接收信號的調整；實現主備發(fā)送器的切換。（4）設備構成19軌道電路20主要設備

模擬網絡：模擬傳輸電纜電氣特性，實現不同位置裝設的軌道電路呈現一致電氣特性；完成通過電纜進入室內的縱向雷電干擾的抑制。（4）設備構成2021機械絕緣節(jié)的作用：2電氣絕緣節(jié)原理說明1、截斷本區(qū)段信號進入相鄰區(qū)段2、不短路本區(qū)段信號，使其將信號經鋼軌送至接收端軌道電路信號電流發(fā)送端信號源接收端接收器2122電氣絕緣節(jié)絕緣節(jié)如何實現這兩個功能呢？2電氣絕緣節(jié)原理說明軌道電路信號電流1、截斷本區(qū)段信號進入相鄰區(qū)段發(fā)送端信號源接收端接收器短路2、不短路本區(qū)段信號，使其將信號經鋼軌送至接收端29m調諧區(qū)?發(fā)送端信號源頻率響應222電氣絕緣節(jié)原理說明調諧單元A2300Hz調諧單元B1700HzFA2300HzFB1700Hz對FA等效電路2300Hz對FB等效電路1700Hz23A區(qū)段信號B區(qū)段信號A區(qū)段B區(qū)段模糊區(qū)B信號源A接收器A信號源構成小軌道，由相鄰接收器完成信號識別3基于調諧區(qū)的小軌道電路24國產移頻幾次重大事故

11997年4月28日，上海局新橋車站軌道電路鋼軌接地故障，列車喪失占用檢查，信號機失去防護功能。

21998年濟南局鋼軌扣件與待更換長軌相碰，導致喪失列車占用檢查，信號機失去防護功能。

32000年10月下旬，鄭州東—蒲田間，鋼軌斷軌分離，國產移頻軌道電路不能檢查，信號機失去防護功能，造成運行客車脫軌重大事故。

42000年10月下旬，南昌局工務維修中拆除一根鋼軌，軌道電路不能檢查，信號機失去防護功能，再次造成運行客車脫軌重大事故。4鋼軌補償的作用25除采用調諧式電氣絕緣節(jié)外，在鋼軌上安裝補償電容是ZPW(UM)系列的第二大特點，補償電容減小了信號在鋼軌中的損耗，對于軌道電路的調整、分路、機車信號、斷軌各種狀態(tài)下的功能實現和檢查均起到了顯著的提升作用。各種頻率軌道電路選用容值：1700Hz55uF2000Hz50uF2300Hz46uF2600Hz40uF客專：25uF有電容補償和無電容補償軌面電壓比較，衰耗相差14倍4鋼軌補償的作用26防雷入電纜入“電纜模擬網絡”可視為室外電纜的一個延續(xù)。電纜模擬網絡按0.25、0.5、1、2、2、2*2km六節(jié)對稱π型網絡，以便串接構成0-10km按0.5km間隔任意設置補償模擬電纜值5電纜模擬的作用27雙機原理框圖接收器外線連接7接收器的成對雙機并用28系統(tǒng)框圖—防雷環(huán)節(jié)防雷變壓器~280V~75V~75V電化區(qū)段：~385*2非電化區(qū)段：~280V或275v8系統(tǒng)的防雷29

三ZPW-2000A站內軌道電路30基于ZPW-2000A軌道電路技術，結合脈沖和移頻軌道電路技術，全面提升站內安全性，全面提升站內軌道電路技術水平，構造新系統(tǒng)，一并克服站內幾十年的難題：（1）解決站內分路不良（2）絕緣破損檢查（3）斷軌及扼流單端斷線檢查（4）股道雙端回流（5）改善岔區(qū)彎股跳線缺失后的分路性能

新型的移頻與脈沖信號混合制式軌道電路313232

新型的移頻與脈沖信號混合制式軌道電路兩種信號判斷結果按照“與”邏輯關系驅動軌道繼電器同制式軌道電路移頻信號移頻+脈沖混合信號兩種信號通過共同通道傳輸32新型的移頻與脈沖信號混合制式軌道電路ZPW-2000A站內軌道電路系統(tǒng)構成解決分路不良絕緣破損檢查道岔分支跳線斷線機車信號發(fā)碼斷軌扼流斷線檢查

移頻信號

脈沖信號占用檢查兩種信號按照“與”關系工作，充分發(fā)揮兩種信號的各自優(yōu)勢，提高軌道電路安全性，彌補單一信號軌道電路功能上的不足。332010年9月至今：武漢局下辛店進行全站試驗，后續(xù)將進入工程推廣，必將成為我國站內軌道電路的一個“里程碑”，新型的移頻與脈沖信號混合制式軌道電路34

四電氣化區(qū)段的運用及特點35在ZPW-2000A軌道電路系統(tǒng)中，采用等電位連接方法保護線路作業(yè)人員和設備安全。（1）軌條間等電位（2）線路間等電位（3）線路對地等電位上述各種連接線，共同點是“等電位”，歸納為：同線路兩條鋼軌間采用空心線圈等電位；線路間通過橫向連接等電位；線路與大地通過完全橫向連接接地等電位。這些連接在等電位的同時，均成為鋼軌電流均流的通道，電力系統(tǒng)中，回流線經過一定距離后需要接地和進行橫向連接，這些連接使原本各自獨立的鋼軌、回流線及大地構成了一個網狀的接地回流系統(tǒng)。四線或多線并行區(qū)段等電位及回流的均衡連接線定義及作用36

五ZPW-2000A軌道電路的應用371、客專ZPW-2000A軌道電路設備電源需求▲移頻柜內設備使用不間斷直流24V穩(wěn)壓電源，范圍DC23V～25V。紋波電壓峰-峰值不大于200mV，有效值不大于50mV。▲每個軌道電路區(qū)段180VA?！志€采集器使用獨立24V電源接入，單個設備耗電量為10VA?！壍离娐方涌诩氨O(jiān)測機柜使用凈化的不間斷交流220V，范圍AC210V～230V。其中，軌道電路監(jiān)測維護終端電源容量需求為530VA，每臺軌道通信接口板電源容量需求為16VA（按照4NIC-QQ720(30A)電源模塊轉換效率折算）?！娫雌凛敵鲋淋壍离娐返碾娫磻_保對地絕緣，不得出現接地情況。382、客專ZPW-2000A軌道電路調諧區(qū)設置▲調諧區(qū)線路類型應為單一線路類型。▲調諧區(qū)不允許設置于伸縮軌范圍內。調諧區(qū)距最近的伸縮軌縫距離不得小于10m?！胀坊囟握{諧區(qū)長度為29米，路基軌道結構與橋梁地段相同時參照橋梁地段設置?！许臉蛄赫{諧區(qū)長度為30米，無砟橋梁調諧區(qū)長度為32米，鋼結構橋根據實際測量參數確定調諧區(qū)長度?！胀ㄋ淼赖囟握{諧區(qū)長度為29米，隧道軌道結構與橋梁地段相同時參照橋梁地段設置。393、客專ZPW-2000A軌道電路系統(tǒng)防雷設置▲上下行鋼軌線路通過空心線圈或扼流中心點構成上下行線路的橫向連接，且接至沿線敷設的貫通地線，構成上下行鋼軌、大地的等電位連接；▲在電氣化區(qū)段，室外傳輸電纜的鋼帶與鋁護套應單端接地，并在信號機械室的引入處截斷接地；▲數字內屏蔽信號電纜的每個四線組獨立設置內屏蔽層，在機械室接地；▲室內柜間的信號傳輸電纜、通信線纜均采用雙芯紐絞屏蔽線纜，且屏蔽層單端接地；▲未作完全橫向連接的空心線圈中心點，通過OBOV20-C-385×2防雷保安器接至大地；▲系統(tǒng)對縱向雷電的防護采用懸浮設計。405、客專ZPW-2000A軌道電路停電監(jiān)督接口▲使用斷路器節(jié)點作為停電監(jiān)督接口；▲移頻柜內發(fā)送器和接收器采用的斷路器型號為QDC-A/T-1(13)-10A和QDC-A/T-1(13)-5A。斷路器處在接通狀態(tài)下，斷路器11、14節(jié)點閉合；若斷路器脫扣或斷開，斷路器11、14節(jié)點斷開，斷路器在脫扣狀態(tài)下，斷路器15、18節(jié)點閉合，斷路器接通或半開狀態(tài)下，斷路器15、18節(jié)點斷開。41

六客專ZPW-2000A軌道電路現場調整42為保證客專ZPW-2000A軌道電路的正常工作，在工程驗收階段需要重點關注和控制標準化調整。軌道電路標準化調整的依據是調整表，主要檢查內容需保證調整表的基礎數據準確和調整表的選用及使用正確，具體通過以下5個表格工具和說明文件，來控制軌道電路標準化調整工作?？蛯PW-2000A軌道電路區(qū)間特殊區(qū)段數據統(tǒng)計表客專ZPW-2000A軌道電路車站道岔區(qū)段數據輸入表V3.0調整表選用說明客專ZPW-2000A軌道電路調整接線說明客專ZPW-2000A軌道電路現場調整檢查作業(yè)指導書/檢查記錄表43流程示意圖如下：44調整表基礎數據1、客專ZPW-2000A軌道電路區(qū)間特殊區(qū)段數據統(tǒng)計表作用：本表用于客專ZPW-2000A軌道電路區(qū)間特殊區(qū)段線路類型信息進行統(tǒng)計，區(qū)間特殊區(qū)段包括混合線路類型區(qū)段和電纜超長區(qū)段。說明：本表的格式和填寫說明見附表。在使用調整表前，應再次核對本表區(qū)段名稱、實際線路類型、載頻、區(qū)段長度、送受端電纜長度是否與實際一致。本表輸入數據一般由現場單位填報，由于多種因素，曾發(fā)生過輸入數據與實際不一致而造成區(qū)段故障的現象。452、客專ZPW-2000A軌道電路車站道岔區(qū)段數據輸入表作用：本表用于客專ZPW-2000A軌道電路站內道岔區(qū)段信息進行統(tǒng)計，是站內道岔區(qū)段軌道電路調整表設計的重要依據。說明：本表的格式和填寫說明見附表。在使用調整表前，應核對本表的區(qū)段名稱、線路類型、頻率、送受端和道岔坐標是否與信號平面布置圖和現場實際一致。應特別注意線路所、樞紐站等不規(guī)則的站型的輸入數據是否按填寫說明填報。調整表基礎數據461、通用調整表選用當區(qū)段線路為單一類型，電纜長度不超過電纜規(guī)定長度時，選用軌道電路通用調整表；線路情況線路類型電纜規(guī)定長度(km)調整表名稱有砟路基(隧道)10××線有砟路基ZPW-2000A軌道電路(10km電纜）調整參考表(V3.0)橋梁10××線有砟箱梁橋ZPW-2000A軌道電路(10km電纜）調整參考表(V3.0)××線有砟T梁橋ZPW-2000A軌道電路(10km電纜）調整參考表(V3.0)無砟路基（隧道）7.5××線無砟路基ZPW-2000A軌道電路(7.5km電纜）調整參考表(V3.0)橋梁7.5××線無砟橋梁ZPW-2000A軌道電路(7.5km電纜）調整參考表(V3.0)調整表正確選用47（2）特殊調整表選用區(qū)段信息滿足如下條件之一，需選擇特殊區(qū)段調整表進行調整。特殊區(qū)段調整表按照區(qū)段的實際情況進行計算并逐一出具?！鴧^(qū)段為多種線路類型；▲區(qū)段電纜長度超過標準規(guī)定（有砟線路電纜長度不超過10km，無砟線路電纜長度不超過7.5km）；▲其他原因導致區(qū)段不能按照通用調整表進行調整。調整表正確選用48（3）幾種典型的線路類型T梁橋結構箱梁橋結構調整表正確選用491、電纜長度確認▲信號電纜實際長度確認實際電纜長度的測量方法為：關閉室內所有發(fā)送器、接收器，拔出電纜模擬網絡，并在31、32端子進行電纜環(huán)阻測量，根據測得的環(huán)阻值計算電纜實際長度，計算公式：L=R/r標準（其中r標準按照45Ω/km取值，L為實際電纜長度，單位為km）。測試時注意校零，300Ω以上環(huán)阻采用×10檔讀數，小于300Ω環(huán)阻采用×1檔讀數?，F場調整檢查50▲確定電纜長度模擬電纜長度與實際電纜長度之和應滿足調整表規(guī)定的電纜長度。

現場調