25HZ相敏軌道電路概述(北交大)課件

1、25Hz相敏軌道電路黃贊武51684089(o) 9#西第1頁(yè)，共26頁(yè)。主要內(nèi)容25Hz相敏軌道電路的工作原理； 25Hz相敏軌道電路的測(cè)試維修、調(diào)整辦法。第2頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/20222電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心第一章 概 述一、軌道電路的幾個(gè)概念二、軌道電路的技術(shù)要求三、25Hz相敏軌道電路的發(fā)展第3頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/20223電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心一、軌道電路的幾個(gè)概念1.調(diào)整狀態(tài) 軌道電路范圍內(nèi)，無(wú)輪對(duì)占用時(shí)的狀態(tài)。2.分路狀態(tài) 軌道電路范圍內(nèi)，有輪對(duì)占用時(shí)的狀態(tài)。3.最不利條件 當(dāng)軌道電路各電氣參數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)、受電端所得電壓在調(diào)整狀態(tài)下為最低、分路狀態(tài)

2、下為最高，而發(fā)送的機(jī)車(chē)信號(hào)信息的入口電流為最小時(shí)，與之相應(yīng)的供電電壓和一次參數(shù)的總稱。第4頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/20224電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心一、軌道電路的幾個(gè)概念4.一次調(diào)整 在最不利條件下，每段軌道電路內(nèi)，可變環(huán)節(jié)的電氣參數(shù)經(jīng)首次調(diào)整后,能滿足調(diào)整、分路、機(jī)車(chē)信號(hào)三種狀態(tài)的要求，無(wú)需隨外界參數(shù)的變化再次進(jìn)行調(diào)整。5.極限長(zhǎng)度 當(dāng)軌道電路能實(shí)現(xiàn)一次調(diào)整時(shí)，其所能達(dá)到的最大長(zhǎng)度。6.調(diào)整余量 進(jìn)行軌道電路計(jì)算時(shí),為使其能安全、正常、可靠的使用，在滿足調(diào)整狀態(tài)時(shí)，送電端所需供出的最小電壓UT，及在最不利地點(diǎn)分路時(shí)，所允許供出的最大電壓UF之間的相互關(guān)系稱調(diào)整余量，調(diào)整余量系數(shù)以表示

3、。則 ：哪些因素影響了極限長(zhǎng)度？對(duì)調(diào)整余量有什么要求？第5頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/20225電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心軌道電路的分類 按鋼軌絕緣分 按鋼軌絕緣分類可分為有絕緣式和無(wú)絕緣式。 按構(gòu)成方式分 按構(gòu)成方式分類可分為開(kāi)路式和閉路式。 按供電方式分 按供電方式分類可分為連續(xù)式和脈沖式。 按信號(hào)電流分 按信號(hào)電流分類可分為直流式和交流式。 按歸線方式分 按歸線方式分類可分為雙軌條式和單軌條式。 按頻率方式分 按頻率方式分類可分為25 Hz、50 Hz、75 Hz、移頻等。問(wèn)：25HZ相敏軌道電路分別屬于哪種分類？第6頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/20226電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心二

4、、軌道電路的技術(shù)要求 必須滿足鐵路信號(hào)安全設(shè)備的“故障安全”原則，出現(xiàn)故障后，分路時(shí)應(yīng)有可靠的分路檢查。 在最不利條件下，受電端的接收設(shè)備在調(diào)整狀態(tài)時(shí)應(yīng)可靠工作，分路狀態(tài)時(shí)應(yīng)可靠不工作。如送電端的發(fā)送設(shè)備兼作機(jī)車(chē)信號(hào)發(fā)碼電源時(shí)，其入口電流應(yīng)滿足機(jī)車(chē)信號(hào)接收靈敏度的要求。 在最不利條件下，用0.06電阻在軌道電路內(nèi)的任何一處軌面可靠分路時(shí)，均應(yīng)使受電端的接收設(shè)備可靠地停止工作 。 各種制式的軌道電路，在規(guī)定的技術(shù)性能范圍內(nèi)均應(yīng)實(shí)現(xiàn)一次調(diào)整。 為保證軌道電路能安全、可靠、正常的使用，任何制式的軌道電路均應(yīng)進(jìn)行完整的理論分析和計(jì)算。第7頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/20227電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中

5、心二、軌道電路的技術(shù)要求 分路時(shí),軌端絕緣破損、電路內(nèi)任一元件故障，軌道電路不應(yīng)失去分路檢查或造成防護(hù)該軌道電路區(qū)段的信號(hào)機(jī)及機(jī)車(chē)信號(hào)機(jī)晉級(jí)。 適用于電力牽引區(qū)段的軌道電路，應(yīng)能防護(hù)連續(xù)或斷續(xù)的不平衡牽引電流的干擾。當(dāng)不平衡電流在規(guī)定值以下時(shí)，應(yīng)保證調(diào)整狀態(tài)時(shí)穩(wěn)定工作，分路狀態(tài)時(shí)可靠不工作。 電力牽引區(qū)段的軌端接續(xù)線應(yīng)采用焊接式鋼軌接續(xù)線。 各型站內(nèi)軌道電路，其間傳遞的信息均應(yīng)和與其相配實(shí)現(xiàn)電碼化的機(jī)車(chē)信號(hào)信息不同,其送、受電端均應(yīng)能適應(yīng)電碼化的要求。第8頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/20228電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心二、軌道電路的技術(shù)要求 軌道電路調(diào)整時(shí)，送電端選擇的供電電壓應(yīng)有一定的余量

6、，以滿足其電壓調(diào)整余量系數(shù)K的要求，而K應(yīng)符合下式所示: an2.0 式中：a電源電壓波動(dòng)的百分?jǐn)?shù); n指給受電端接收器供電的方式。例如，單元電磁繼電器的n=1，二元感應(yīng)式繼電器的n=2。第9頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/20229電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心二、軌道電路的技術(shù)要求 計(jì)算軌道電路時(shí)，受電端接收器應(yīng)取以下數(shù)值: 可靠工作值 a)連續(xù)式軌道電路采用的電磁繼電器，取其工作值; b)脈沖式軌道電路采用的電磁繼電器，取其工作值的120; c)電子、微電子軌道電路應(yīng)有可靠工作的安全系數(shù)。 可靠不工作值 a)連續(xù)式軌道電路采用的單元電磁繼電器，取其釋放值的 60；二元感應(yīng)式繼電器，取其釋放值的

7、90; b)脈沖式軌道電路采用的電磁繼電器，取其可靠不動(dòng)作值; c)電子、微電子軌道電路應(yīng)有可靠不工作的安全系數(shù)。第10頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/202210電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心二、軌道電路的技術(shù)要求 軌道電路設(shè)備應(yīng)能長(zhǎng)期工作而不過(guò)載。 計(jì)算軌道電路時(shí)，鋼軌阻抗和道碴阻抗應(yīng)參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。 一送多受的軌道電路，在任意地點(diǎn)分路時(shí)，必須保證至少有一個(gè)受電端的軌道繼電器可靠落下。 軌道電路應(yīng)考慮防雷。 軌道電路制式不應(yīng)存在影響行車(chē)和調(diào)車(chē)作業(yè)安全的死區(qū)段。 軌道電路的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)考慮站內(nèi)聯(lián)鎖和機(jī)車(chē)信號(hào)等的需要。 開(kāi)路式軌道電路不能單獨(dú)使用，特殊情況下使用時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的安全措施。第11頁(yè)，共

8、26頁(yè)。8/4/202211電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心三、 25Hz相敏軌道電路的發(fā)展1.國(guó)外25Hz相敏軌道電路的使用情況。 原蘇聯(lián)和日本于20世紀(jì)60年代初研制成功。 2.國(guó)內(nèi)25Hz相敏軌道電路的發(fā)展。 我國(guó)于1978年底，開(kāi)始研制25Hz相敏軌道電路。 97型25Hz相敏軌道電路 1997年進(jìn)行了改進(jìn)，為區(qū)別舊型稱為97型。 微電子相敏接受器 25Hz相敏軌道電路 適配器型25Hz相敏軌道電路 分路不良區(qū)段研制的3V化、UI型第12頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/202212電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心第二節(jié) 25 Hz相敏軌道電路的特點(diǎn)和技術(shù)指標(biāo)一、25Hz相敏軌道電路技術(shù)條件二

9、、25Hz相敏軌道電路的特點(diǎn) 三、舊型25Hz相敏軌道電路四、97型25Hz相敏軌道電路第13頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/202213電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心一、25 Hz相敏軌道電路技術(shù)條件 適用范圍 適用于站內(nèi)、也適用于車(chē)站預(yù)告區(qū)段的25Hz相敏軌道電路，但不適用于駝峰溜放部分的道岔區(qū)段。 定義 2.1 集中調(diào)相 由軌道電路供電設(shè)備對(duì)相位進(jìn)行集中調(diào)整。 2.2 有效電壓 經(jīng)軌道傳輸后加在軌道繼電器軌道線圈上的電壓，當(dāng)其相位與理想相位的差值為時(shí)，其電壓除以cos的值稱有效電壓。 2.3 局部電源 供給軌道繼電器局部線圈的電源。第14頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/202214電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗

10、干擾研究中心一、25 Hz相敏軌道電路技術(shù)條件 技術(shù)要求 3.1 適用于鋼軌內(nèi)連續(xù)牽引總電流不大于800A，鋼軌內(nèi)不平衡電流不大于60A的交流電氣化牽引區(qū)段的站內(nèi)及預(yù)告區(qū)段的軌道電路。 3.2 無(wú)電力機(jī)車(chē)行駛的區(qū)段可采用無(wú)扼流變壓器的軌道電路。 3.3 電源應(yīng)采用集中調(diào)相方式。 3.4 在最不利條件下，軌道繼電器軌道線圈上的電壓應(yīng)不大于50V，調(diào)整和分路時(shí)的有效電壓分別為不小于15V和不大于7.4V。 3.5 在頻率為50 Hz、電源電壓為160 V260 V范圍內(nèi)、道碴電阻最小值不小于0.6km、鋼軌阻抗不大于0.6242km時(shí)，極限長(zhǎng)度范圍內(nèi)能可靠地滿足調(diào)整和分路檢查的要求，并實(shí)現(xiàn)一次調(diào)整

11、。第15頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/202215電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心3.6 一送一受和一送多受軌道電路的電壓調(diào)整余量K應(yīng)不少于8.0。3.7 一送一受的雙扼流和無(wú)扼流變壓器的軌道電路,其極限長(zhǎng)度應(yīng)達(dá)1.5km。3.8 當(dāng)軌道電路的軌道變壓器兼作機(jī)車(chē)信號(hào)發(fā)碼電源時(shí)，應(yīng)可靠地滿足機(jī)車(chē)信號(hào)入口電流的要求。3.9 凡裝有空扼流的軌道電路，對(duì)空扼流阻抗進(jìn)行的補(bǔ)償措施，應(yīng)兼顧電碼化時(shí)機(jī)車(chē)信號(hào)信息的傳輸。3.10 采用電子設(shè)備時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的防雷措施。一、25 Hz相敏軌道電路技術(shù)條件第16頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/202216電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心 相敏軌道電路由于采用二元二位繼電器，其具

12、有可靠的相位選擇性和頻率選擇性，因而對(duì)軌端絕緣破損和外界牽引電流或其他頻率電流的干擾能可靠地進(jìn)行防護(hù)。 軌道電路采用25Hz頻率后，與其他工頻連續(xù)式軌道電路比較，在相同的條件下，受道碴電阻變化的影響較小，因而改善了傳輸特性。【例】:1km鋼軌線路，在道砟電阻為0.5km的25Hz相敏軌道電路的衰耗和道砟電阻為0.7km的50Hz軌道電路的衰耗是一樣的。 25Hz電源是運(yùn)用分頻的原理構(gòu)成的，由于50 Hz工頻穩(wěn)定，所以它也有頻率穩(wěn)定的特性，其頻率恒等于工頻的一半。 由于25Hz分頻器的固有特性，當(dāng)兩分頻器的輸入端反相連接時(shí)，則其輸出電壓相差90，易于做成局部電源電壓恒超前軌道電源電壓90，因而可

13、以采用集中調(diào)相方式。二、25 Hz相敏軌道電路的特點(diǎn)第17頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/202217電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心二、25 Hz相敏軌道電路的特點(diǎn) 25 Hz分頻器具有不可逆性。 “田”字型分頻器的兩線圈呈90位置放置，輸入線圈的交流電產(chǎn)生的磁通不與諧振線圈完全相交，因此原則上排除了在輸入線圈間有局部短路時(shí)輸入線圈50Hz電流向分頻器輸出電路的變換，大大降低輸出25Hz回路中50Hz成分（在1%2.5%之間變化）。 分頻器具有穩(wěn)壓特性。 25Hz相敏軌道電路由于采用了連續(xù)式供電方式，就可對(duì)整個(gè)軌道電路的技術(shù)性能和指標(biāo)用一般的原理和數(shù)學(xué)方法進(jìn)行理論分析或計(jì)算。第18頁(yè)，共26頁(yè)。8/

14、4/202218電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心三、舊型25 Hz相敏軌道電路 適用范圍 適用于鋼軌內(nèi)牽引總電流不大于400A，鋼軌內(nèi)不平衡牽引電流不大于20A的交流電氣化牽引區(qū)段的站內(nèi)及預(yù)告的軌道區(qū)段。 適用于非電氣化牽引區(qū)段的站內(nèi)及預(yù)告的軌道區(qū)段。 技術(shù)指標(biāo) 本制式適用于鋼軌連續(xù)牽引總電流不大于400A、不平衡電流不大于20 A（不平衡系數(shù)不大于5%）交流電氣化區(qū)段的站內(nèi)和預(yù)告區(qū)段的軌道電路。其中無(wú)扼流變壓器的軌道電路也可用于非電氣化區(qū)段的站內(nèi)和預(yù)告區(qū)段。在鋼軌阻抗不大于0.6242/km，道碴電阻不小于0.6 km，在規(guī)定長(zhǎng)度的范圍內(nèi)能可靠地滿足調(diào)整和有分路檢查的要求，并能實(shí)現(xiàn)一次調(diào)整

15、。第19頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/202219電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心三、舊型25 Hz相敏軌道電路 一送一受時(shí)軌道電路若不帶無(wú)受電分支和為連接吸上線而增設(shè)的扼流變壓器（簡(jiǎn)稱空扼流），其允許長(zhǎng)度為：雙扼流 1.2 km送端單扼流 1.0 km受端單扼流 1.2 km無(wú)扼流 1.2 km 一送一受時(shí)軌道電路可以有三個(gè)以下無(wú)受電分支，并允許在其中一個(gè)分支未端為溝通牽引電流而設(shè)空扼流變壓器，或一個(gè)為連接吸上線而設(shè)空扼流變壓器。 一送兩受和一送三受時(shí)軌道電路內(nèi)允許設(shè)扼流變壓器的總數(shù)不多于三臺(tái)（包括送電端）。一送三受時(shí)允許帶一個(gè)無(wú)受電分支。一送兩受時(shí)在扼流變壓器總數(shù)不大于兩臺(tái)時(shí)，允許帶一個(gè)無(wú)受電分

16、支，并可在其未端設(shè)空扼流，但在特定條件下，可以在岔前設(shè)三個(gè)無(wú)受電分支。第20頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/202220電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心三、舊型25 Hz相敏軌道電路 凡允許附帶的無(wú)受電分支，自岔尖到分支末端軌端絕緣的距離應(yīng)不大于65m。 一送多受時(shí)軌道電路以標(biāo)準(zhǔn)的0.06分路電阻，在區(qū)段內(nèi)任意地點(diǎn)分路時(shí)，保證至少有一個(gè)軌道繼電器可靠釋放。 僅雙扼流軌道電路同側(cè)的兩個(gè)扼流變壓器均呈斷線故障時(shí)，本制式不能確保有可靠的分路檢查。其他故障均有可靠的分路檢查。第21頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/202221電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心四、97型25 Hz相敏軌道電路1.適用范圍 適用于鋼軌內(nèi)牽引

17、總電流不大于800A，鋼軌內(nèi)不平衡牽引電流不大于60A的交流電氣化牽引區(qū)段的站內(nèi)及預(yù)告的軌道區(qū)段。 適用于非電氣化牽引區(qū)段的站內(nèi)及預(yù)告的軌道區(qū)段。第22頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/202222電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心四、97型25 Hz相敏軌道電路 主要特點(diǎn) 提高了絕緣破損防護(hù)性能； 取消不設(shè)扼流變壓器的送、受電端； 扼流變壓器經(jīng)等阻線與鋼軌連接； 電源屏的優(yōu)化配置； 二元二位繼電器的優(yōu)化:后點(diǎn)壓力由原0.147N增到0.196N。返還系數(shù)由原0.5增至0.55。 消除了因翼片碰撞外罩，而造成卡阻的可能故障。 增加扼流變壓器的類型； 極限長(zhǎng)度延長(zhǎng)； 提高了系統(tǒng)抗干擾能力。第23頁(yè)，共26頁(yè)

18、。8/4/202223電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心四、97型25 Hz相敏軌道電路 主要技術(shù)指標(biāo) 適用于鋼軌連續(xù)牽引總電流不大于800A、不平衡電流不大于60A的交流電氣化區(qū)段的站內(nèi)和預(yù)告區(qū)段的軌道電路。不設(shè)扼流變壓器時(shí)，也可用于電氣化區(qū)段內(nèi)無(wú)電力機(jī)車(chē)行駛和非電氣化區(qū)段的站內(nèi)和預(yù)告區(qū)段的軌道電路。 50Hz電壓為160V260V范圍內(nèi)、鋼軌阻抗不大于0.6242km/、道碴最小電阻不小于0.6km，在極限長(zhǎng)度范圍內(nèi)，能可靠地滿足調(diào)整和分路的要求，并能實(shí)現(xiàn)一次調(diào)整。 單受的軌道電路若不帶無(wú)受電分支和為增設(shè)非軌道電路用的扼流變壓器時(shí)，極限長(zhǎng)度為：帶雙扼流變壓器和無(wú)扼流變壓器均為1.5km。第24頁(yè)，共26頁(yè)。8/4/202224電子信息工程學(xué)院信號(hào)抗干擾研究中心四、97型25 Hz相敏軌道電路 一送多受的軌道電路，以標(biāo)準(zhǔn)的0.06分路電阻在區(qū)段內(nèi)任意點(diǎn)分路時(shí)，保證至少有一個(gè)軌道繼電器可靠釋放。 每段軌道電路最多