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城市轨道交通信号与通信系统-----轨道电路为了检查列车占用钢轨线路状态，美国人鲁宾逊1870年发明了开路式轨道电路，1872年研制成功了闭路式轨道电路，于1873年首先在宾西法尼亚铁路试用，从此诞生了铁路自动信号。中国铁路在建国前采用的轨道电路传输信息少，分布也极不平衡，建国后从50年代中期开始，轨道电路技术在中国有了长足的发展，不仅传输的信息量增加而且它的使用已遍及全国铁路各线，构成了中国铁路信号技术发展的基础。内容提要1.掌握轨道电路的工作原理2.了解轨道电路的主要参数3.熟悉轨道电路的分类及特点4.熟悉常用轨道电路5.掌握计轴器的工作原理及结构6.熟悉轨道电路的常见故障第一节、轨道电路的组成原理与种类定义：轨道电路是利用钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路，是铁路信号的重要基础设备，它的性能直接影响行车安全和运输效率。1、轨道电路的基本原理（1）轨道电路的组成：钢轨、绝缘节、轨端接续线、发送端、接受端等。1.导体铁路的两条钢轨是传输轨道电流的导体，在两节钢轨的接头处为了减少钢轨与钢轨夹板间的接触电阻，用接续线连接。引接线用于送电设备、受电设备与钢轨的连接。2.钢轨绝缘钢轨绝缘安装在相邻两个轨道电路衔接处，以保证相邻轨道电路在电气上的可靠隔离。钢轨绝缘多采用机械强度高、绝缘性能好的材料。为使轨道电路适应于无缝线路，目前在干线的区间多利用电路构成电气绝缘节来分隔轨道电路。3.送电设备在车站内，轨道电路的送电设备是电源，用来向轨道电路供电。在自动闭塞区段，轨道电路的送电设备是能够发送一定信息的电子设备。4.受电设备车站内轨道电路的受电设备是轨道继电器，用于反映轨道电路内有无机车车辆占用和钢轨是否完整。（2）作用:•传送电信息钢轨•划分各轨道区段绝缘节•保持电信息延续轨端接续线•反应轨道的状况轨道继电器（2）轨道电路的作用1、监督列车的占用反映线路的空闲情况，为开放信号、建立进路或构成闭塞提供依据2、传递行车信息利用轨道电路传递不同的频率信息来反映列车的位置，决定通过信号机的显示或决定列车的目标速度，控制列车运行。2、轨道电路的作用3、轨道电路的分类•按动作电源分：直流轨道电路（已经被淘汰）交流轨道电路低频300HZ以下音频300—3000HZ高频10—40kHZ。•按工作方式分：开路式闭路式（广泛使用）•按传送的电流特性分：连续式脉冲式计数电码式频率电码式•按分割方式分有绝缘轨道电路无绝缘轨道电路•按所处位置分站内轨道电路区间轨道电路按轨道电路内有无道岔分：无岔轨道电路道岔轨道电路按适用的区段分：电化区段非电化区段按通道分：双轨条、单轨条4、轨道电路的应用主要用于区间和车站区间的轨道电路通常是与自动闭塞制式相一致的轨道电路，按照自动闭塞通过信号机分区，每个闭塞分区就有其轨道电路。列车进路和调车进路都必须安装轨道电路，对于机车信号来说，各种制式的区间轨道电路和站内电码化以后的轨道电路，就是其地面发送的设备，也就是信息来源。车--地之间传输信息的通道之一对于列车超速防护来说，带有编码信息的轨道电路第二节、轨道电路的工作状态与基本参数（1）轨道电路基本工作状态调整状态—空闲；分路状态—占用；断轨状态—故障。（2）三种主要的影响因素：道碴电阻、钢轨阻抗、电源电压（3）各种状态的最不利条件调整状态：道碴电阻最小，钢轨阻抗最大、电源电压最低分路状态：道碴电阻最大，钢轨阻抗最小、电源电压最大道碴电阻最大，钢轨阻抗最小、电源电压最大，还有断轨地点。（4）轨道电路分路的几个术语：①列车分路电阻---列车车轮的接触电阻值②分路效应---列车分路，轨道继电器落下③分路灵敏度---在任一点分路，恰好是轨道继电器落下的电阻值④标准分路灵敏度---0.06Ω第三节、轨道电路的划分与绝缘布置一、站内轨道电路的划分和命名1、划分原则有信号机的地方必须设置绝缘节满足行车、调车作业效率的提高一个轨道电路区段的道岔不能超过3组（2）命名道岔区段和无岔区段的命名方式不同道岔区段：根据道岔编号命名，如1-5DG无岔区段：对于股道，以股道号命名，如1G；进站内方，根据所衔接得股道编号加A或B，如1AG（下行咽喉）、2BG（上行咽喉）；差置调车信号机之间，如1/3WG二、道岔区段的轨道电路1、道岔绝缘道岔区段除了各种机械部件需要安装绝缘外，还要加装切割绝缘，以防止辙叉使轨道电路短路。安装位置看情况。2、道岔跳线为了保证信号电流的畅通，道岔区段除轨端接续线外，还需要装饰道岔跳线。3、道岔区段轨道电路的连接方式（1）串联（2）并联4、一送多受轨道电路三、极性交叉1、概念：有钢轨绝缘的轨道电路，为了实现对钢轨绝缘破损的防护，要使绝缘节两侧的轨面电压具有不同的极性或相反的相位。2、极性交叉的作用：可以防止在相邻的轨道电路间的绝缘节破损时引起轨道继电器的错误动作。3、极性交叉的配置：在一个闭合的回路中，绝缘节的数量必须达到偶数才能实现极性交叉，若为奇数，采用移动绝缘节的方法实现四、钢轨绝缘节的设置钢轨绝缘节的设置应当满足一下要求：道岔区段警冲标的内方，不得小于3.5m,若实在不能满足此要求，则该绝缘节称为侵限绝缘。两绝缘节应设在同一坐标处，避免产生死区段。错开距离小于2.5m。两相邻死区段间隔，不得小于18m。信号机处的绝缘节应与信号机坐标相同半自动闭塞区段的预告信号机处，安装在预告信号机前100m处。第四节、工频轨道电路一、工频轨道电路的组成和基本工作原理1、组成：送电端：BG1—50型轨道变压器、R—2.2/220型变阻器受电端：BZ4型中继变压器、JZXC-480型轨道继电器工频轨道电路送电端受电端钢轨绝缘钢轨引接线轨端接续线钢轨等2、工作原理：电源\钢轨中传输\继电器接受的均是交流，但动作是直流轨道电路完整无车占用--GI↑，交流电压在10.5-16v左右，车占用时--GJ↓，GJ的交流残压此时应低于2.7v。二、工频轨道电路各部件及其作用1、轨道变压器：供电2、中继变压器：阻抗匹配3、变阻器：调节电流4、钢轨绝缘：电气绝缘5、轨道电路连接线：连接轨道电路送受端变压器箱或电缆盒与钢轨6、扼流变压器：轨道电路设备通过扼流变压器接向轨道，并传递信号信息三、50HZ相敏轨道电路一、概述1、组成：50HZ相敏轨道电路轨道电源变压器送电端限流电阻送电端扼流变压器受电端轨道变压器受电端扼流变压器二元二位轨道继电器2、特点：提高了绝缘破损的防护性能；延长了极限长度；提高了系统的抗干扰能力。3、微电子相敏轨道电路返还系数高、机械结构简单、抗干扰能力强第五节、数字无绝缘轨道电路1、问题的提出50Hz工频轨道电路必须用绝缘节来分割，且只能提供“有车”或“无车”两种信息。牵引电流对轨道电路的干扰导致工频轨道电路不能安全、可靠的工作。分割轨道电路的绝缘节在安装时不得不锯断钢轨，因而限制了列车速度的提高，而绝缘节易于破损也成为信号技术的多发故障之一。•类型：AF-904型数字（音频）轨道电路•厂家：美国US＆S公司•功能：是联锁逻辑处理单元和车载设备之间的通信接口•应用：在上海地铁2号线和天津滨海线运用。二、AF-904系统AF-904系统是联锁逻辑处理单元和车载设备之间的通信接口,执行正线区段的轨道占用检测和数字车载信号的传输两大功能。AF-904系统设备按地点可分为轨旁设备和信号室内设备两部分1、AF-904系统功能和硬件结构第六节、计轴器1、概述，问题的提出轨道状况的变化道岔区段、交叉区段或轨道区段的检测按照技术和经济原则，计轴设备是目前检测区间所使用的最有效的系统。2、计轴器系统原理列车从所检测区间的一端出发，驶入区间，经过计轴点时，计轴评估器对传感器产生的轴信号进行处理、判别及计数，此时轨继电器落下。发车端不断将“计轴数”及“驶入状态”等信息编码传给接端。当列车驶出区间，经过接车端计轴点时，接车端计数，接车端将“计数”及“驶出状态”传给发车端。当两端对“计轴数”及“驶入、驶出状”校核无误后方可使两端轨道继电器吸起，给出所检测区间的空闲信号。3、计轴器的组成计轴器的组成计轴探头电子连接箱(EAK)计轴评估器(Ax1eCounterEvaluator)。第七节、轨道电路常见故障一、分路不良分路不良故障是指轨道区段有车占用时，相关的轨道继电器不落下，控制台或显示器对应区段不显示红光带。造成分路不良的主要原因有轨道电路本身的故障、轻车、轨面不清洁或生锈等原因。二、红光带红光带故障指轨道区段没有车占用时，控制台或显示器对应区段显示红光带。造成红光带的主要原因有轨道电路送电电压底、道床潮湿肮脏引起泄漏电流大、轨道电路断线或断轨等。