25HZ相敏轨道电路原理

第1页共18页一、25HZ相敏轨道电路原理(一送一受双扼流)(1)与传统的交流连续式轨道电路的比较(2)传输信号的不同。(3)电气化区段抗干扰性选择。(4)电码化的优势。简单了解25HZ相敏轨道电路制式：1．通号公司研制的97型。2．铁科研研制的微电子型。3．北方交大研制的适配器型。JJG110RD1A3JJZ220HFCC1μF12GJ3413Z(I2-I3)I1I4II1III3(Ⅱ3-Ⅲ1)XBRD10A4512BE25RD1AGJZ220GJF220(I2-I3)IIKI4XBRD10AR1.1ΩIIZBG25BG253II14512BE25第2页共18页二、几种器材介绍：1．JRJC1-70/24型二元二位继电器JRJC1-70/24型号的含义：用途：可靠工作反映轨道电路或空闲，可靠不工作反映轨道电路占用。类型：交流感应式继电器。特点：频率选择性和相位选择性。JRJC1—70/240继电器二元交流插入式设计序号轨道线圈电阻局部线圈电阻12223211213111112323132212343414JRJC1-70/24型二元二位继电器插座示意图第3页共18页2．HF2-25型和HF-25型防护盒用途：对50HZ成分进行滤波，减小轨道继电器上50HZ牵引电流的干扰电压。对25HZ信号频率的无功分量进行补偿。减少25HZ信号在传输中的衰耗和相移，使轨道线圈电压和局部线圈电压产生正相移，保证轨道继电器正常工作。原理：防护盒1、3号端子并接在轨道继电器的轨道线圈上，对50HZ呈串联谐振，相当于20欧姆的电阻，将50HZ干扰电流旁路掉；对25HZ信号电流相当于16μF电容，以减少25HZ干扰信号在传输中的衰耗和相移，并对25HZ信号频率的无功分量进行补偿。3．室内防雷补偿器型号：两种，一种是FB-1型，内设两套补偿单元，另一种是FB-2型，内设一套补偿单元。参数特性：局部耐压250V，接收工作电压为90V。123LIIIL=845mHC=12μF123C1C2C3C4HF2-25型防护盒HF-25型防护盒第4页共18页71C1Z1C2Z281516131411121FB-1型防雷补偿防护盒原理图C1Z131412111FB-2型防雷补偿防护盒原理图第5页共18页三、极性交叉的判断1．不同频率信号的流向。2．各部电压的关系，即极性交叉判断式的讲解。3．无扼流变压器极性交叉的判定。（基本无50HZ信号）4．极性交叉分析的条件：实际轨条与地间的绝缘电阻不可能无穷大，从而相邻轨道电路区段间才会有电位差V1――V6。V1V4V2V3V5V6★几点说明：①虚线为50HZ信号电流；②实线箭头为25HZ信号电流；③此图中电流的流向为极性交叉情形。★极性交叉的判定：①V1＞V5；V1＞V6；V4＞V5；V4＞V6有一个成立即可。②2V1＞V2；2V1＞V2；2V4＞V2；2V4＞V3有一个成立即可。带扼流变压器绝缘处各点电压示意图第6页共18页四、绝缘破损的判定1．关于自耦变压器的原理及同普通变压器的区别。2．一组绝缘破损为什么影响轨道电路的正常工作？ABCED钢轨绝缘破损示意图说明：1．设电源由左面向右面供给，B为中点，AD间绝缘破损：VAB＝VBC＝1/2VAC;VAB=VDB2．扼流变压器可看成一个自耦变压器：VDE=2VDB=2VAB=VAC第7页共18页五、25HZ轨道电路电气特性测试项目和标准等1．继电器轨道线圈电压，按调整表调整，下限不低于18V。2．分路残压，旧型≤7V；97型≤7.4V；电子接收器轨道接收端≤10V，输出为0V。3．入口电流，按机车信号标准。4．实际相位角，轨道电压滞后局部电压的相位角：旧型88±8°、电子型90±8°；97型87±8°。5．测试的分析时限：继电器电压变化超过2V时，一送多受轨道区段各分支轨道继电器电压偏差超过0.5V时。6．轨道继电器调整电压的测试周期：每周一次，雨天每天一次。7．分路残压和实际相位角的测试周期为每季一次。8．微机监测每日两次。六、关于轨道电路的调整和仪表的使用1．一般情况不作相位的调整，主要是供电电压的调整。2．仪表的使用主要的平时对于1个月充电的规定要执行，保证仪表经常处于良好状态；对频率的选择和电流量程的选择；电池电量的测试。七、混线故障的查找1．室内混线故障故障原因：硒片击穿短路、防护盒混线、继电器线圈混线、分线盘或侧面端子有异物（螺丝、焊锡等金属物）。第8页共18页查找方法：一般甩开回楼电缆测量电压判定是室内故障后，再逐步甩开硒片、防护盒、电容等（包括继电器）。当甩开哪个元件有电压时就可确定哪个元件短路造成的混线故障，更换元件后故障即可排除。2．室外混线故障故障原因：绝缘破损、轨缝绝缘内有铁屑、电缆盒进水、扼流变压器引入线与中线接地板封连等。查找方法：混线故障相当于在回路中短接一个较小的电阻，回路中电流增大，送电端限流电阻压降增大，轨面电压就相应减小了。当发生混线故障时测送电端电阻，电压值比平时升高。可查找扼流箱、变压器、钢轨绝缘、扼流箱引入线等。处理故障时应甩线从受电端到送电端逐步查找，当甩线后量到电压时即可判定此处混线故障。第9页共18页25Hz相敏轨道电路的原理及应用前言截止到2005年底，中国铁路总营业里程已达到7.5万公里，复线达到2.5万公里，电气化达到2万公里，并且还将修建更多铁路。目前在电气化铁路上有90％的车站采用25Hz相敏轨道电路，因此该制式成为电气化铁路站内轨道电路的首选。1997年经铁道部鉴定，决定用“97型25Hz相敏轨道电路”替代原“25Hz相敏轨道电路”在全路推广使用。97行25Hz相敏轨道电路具有工作稳定可靠，维修简单和故障率低的优点，具有很高的抗干扰能力，并延长了轨道电路的极限长度（可达1500m），深受现场欢迎。第一章轨道电路概述一、轨道电路作用及构成轨道电路是铁路信号自动控制的基础设备。利用轨道电路可以自动检测列车、车辆的位置，控制信号机的显示；通过轨道电路可以将地面信号传递给机车，从而可以控制列车运行。轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，两端加以电气绝缘或电气分割，并接上送电和受电设备构成的电路。二、轨道电路的原理当两根钢轨完整，且无车占用，即轨道电路空闲时，电流通过两根钢轨和轨道继电器，使轨道继电器吸起，前接点闭合，信号开放。当列车占用轨道电路时，电流通过机车车辆轮对，轨道电路被分路。由于轮对电阻比轨道继电器电阻小得多，使电源输出电流显著加大，限流电阻上的压降随之增加，两根钢轨间的电压降低，流经轨道继电器的电流减少到它的落下值，使轨道继电器落下，后接点闭合，信号关闭。同时，当轨道电路发生断轨、断线时，同样会使轨道继电器落下。三、轨道电路分类1、按轨道电路的工作方式分为开路式和闭路式轨道电路。闭路式轨道电路能够检查轨道电路的完整性，所以目前信号设备中多采用闭路式轨道电路。2、按牵引电流通过方式分为单轨调和双轨条轨道电路。双轨条轨道电路工作比单轨条轨道电路稳定可靠，极限长度基本上可以满足闭塞分区长度的要求，但成本高。电气化区段多采用双轨条轨道电路。3、按相邻钢轨线路的分割方法分绝缘节式和无绝缘节式轨道电路。4、按信号电流性质分直流、和交流；连续式和脉冲式供电等几种。我国目前应用的有：50Hz轨道电路、25Hz相敏轨道电路、微电子交流计数轨道电路和移频轨道电路（有4信息、8信息、18信息和UM71、ZPW2000）。四、轨道电路的工作状态根据轨道电路的基本要求，在设计、计算和研究时，应分析以下三个状态：1〉调整状态是轨道电路空闲、线路完整，受电端正常工作时的轨道电路状态；其最不利条件是参数的变化是通过轨道继电器的电流最小，即电源电压最小，钢轨阻抗最大而道渣电阻最小。2〉分路状态是两条钢轨间被列车车轮对或其他导体连接，使轨道电路受电端设备能反映轨道被占用的轨道电路状态；其最不利条件是参数的变化是通过轨道继电器的电流最大，即电源电压最大，钢轨阻抗最小而道渣电阻最大。3〉断轨状态是轨道电路的钢轨被折断时，轨道电路受电端设备能反映钢轨断轨的轨道电路状态；其最不利条件是参数的变化是通过轨道继电器的电流最大，除了与电源电压最大，钢轨阻抗最小有关系外，还与断轨地点和道渣电阻大小有关。第二章25Hz轨道电路第10页共18页第一节25Hz轨道电路概述一、25Hz轨道电路设备的基本组成。1〉送电端设备构成：送电扼流变压器BE25、轨道变压器BG25、电阻R0、保险RD1、保险RD2。2〉受电端设备构成：受电扼流变压器BE25、轨道变压器BG25、电阻R0、保险RD1、防雷FB、防护盒FH、25HZ轨道继电器GJ（JRJC1-70/240）。另外25HZ轨道电路的轨道电源和局部电源分别由独立的轨道分频器和局部分频器给轨道继电器的轨道线圈和局部线圈供电。二、25HZ轨道电路的特点。1)相敏25Hz轨道电路由于采用了二元二位继电器，其具有可靠的相位选择性和频率选择性，因而对贵端绝缘破损和外界牵引电流或其他频率电流的干扰能可靠的进行防护2)25Hz轨道电路采用25Hz频率后，与其它工频连续式轨道电路比较，在相同条件下，受道渣电阻变化影响小。3)25Hz电源是运用分频的原理构成的，由于50Hz工频稳定，所以它也有频率稳定的特性，其频率衡定在50Hz的一半。4)由于25Hz分频器的固定特性，当两个分频器的输入端反向连接时，则其输出电压相差90°，易于做成局部电源电压恒定超前轨道源电电压90°，因而可以采用其中调相方式。5)25Hz分频器具有不可逆性，虽然50Hz不平衡牵引电流通过扼流变、轨道变压器流入轨道分频器的输出回路，但在其输入端不可能有100Hz电流。同时室内轨道继电器的局部线圈是由局部电源单独供电，他不与钢轨或轨道分频器的输出相连，又不经过室外电缆线路，不受接触网电流产生的50Hz干扰电压的影响。6)“田”字型分频器的两线圈呈90°位置放置，输入线圈的交流产生的刺痛不与谐振线圈完全相交，因而原则上排除了在输入线圈间有局部断路时输入线圈50Hz电流向分频器输出电路的变化，大大降低25Hz输出回路中50Hz成分。7)分频器具有稳定特性，当输入的50Hz电源电压在220V（+33，-44），负载由空载至满载的范围变化时，分频器的输出电压在220（+6.6，-6.6）V范围变化，因而提高了轨道电路工作的稳定性。8)25Hz轨道电路由于采用了连续方式，从而较为方便的找出其工作的最不利条件和肌线指标，更便于通过计算和实验手段加以验证。三、25Hz轨道电路工作原理25Hz轨道电路的信号电源是由铁磁分频器供给25Hz交流电，以区分50Hz牵引电流，接受器采用二元二位轨道继电器，该继电器的轨道线圈由送电端25Hz轨道电源经轨道传输后供电，局部线圈则由25Hz局部分频器电源供电。轨道继电器工作时，从轨道电路取得较少的功率而大部分功率是通过局部线圈曲子局部电源，因而轨道电路的控制距离可以延长，且只有轨道继电器上的轨道线圈电压Ug和局部线圈电压Uj之间的相位角接近或等于90°时，转矩最大，是翼片绕轴旋转，带动接点动作，否则，翼片不能旋转，不能带动接点动作。所以，25Hz轨道电路既有对频率的选择性（区别开电力牵引电流）又有相位的选择性。当轨道线圈和局部线圈电源电压满足规定的相位要求时，GJ吸起，过道电路处于调整状态，即表示轨道电路空闲。当列车占用时，轨道电路被分路，GJ落下。若频率、相位不对时，GJ也落下。因而，其抗干扰性能较强，广泛应用于交流电力牵引区段。25Hz相敏轨道电路的原理图如1－1所示：第11页共18页在图1－1中，25Hz电源屏（轨道分频器和局部分频器）由室内分别供给出25Hz轨道电源和局部电源。轨道电源由室内供出，通过电缆供何室外，经由送电端25Hz轨道电源变压器（BG25）.送电端限流电阻（RX），送电端25Hz扼流变压器（BE25）钢轨线路.受电端25Hz扼流变压器（BE25），受电端25Hz轨道中继变压器（BG25）电缆线路，送回室内，经过防雷硒堆（Z），25Hz防护盒（HF）给二元二位继电器盒局部（GJ）的轨道线圈供电。局部线圈的25