鐵路信號基礎認識ZPW-2000A型無絕緣移頻軌道電路目錄Contents移頻軌道電路1ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理2移頻軌道電路移頻軌道電路11、概述

移頻軌道電路是移頻自動閉塞的基礎，又可以監(jiān)督該閉塞分區(qū)的空閑。選用頻率參數(shù)作為控制信息，采用頻率調(diào)制的方式，將低頻調(diào)制信號Fc搬移到較高頻率F0（載頻）上，以形成振蕩不變、頻率隨低頻信號的幅度作周期性變化的信號。而采用這種方式的軌道電路就稱移頻軌道電路。移頻軌道電路11、概述移頻軌道電路特點電氣絕緣傳遞更多信號（4信息、8信息、18信息）移頻軌道電路11、概述移頻信號波形移頻軌道電路12、國產(chǎn)4信息移頻頻偏

頻偏±55HZ，即移頻信號受低頻信號調(diào)制作上下邊頻交替變化，兩者在單位時間內(nèi)變化次數(shù)與低頻調(diào)制信號的頻率相同。移頻軌道電路13、國產(chǎn)4信息移頻載頻750HZ550HZ650HZ850HZ下行下行上行上行移頻軌道電路13、國產(chǎn)4信息移頻載頻移頻自動閉塞的工作原理移頻軌道電路14、UM系列軌道電路1、當f=2300Hz時，L1、C1發(fā)生串聯(lián)諧振，只有百分之幾歐姆的阻抗。2、當f=1700Hz時，L1、C1不能發(fā)生串聯(lián)諧振，呈容抗。3、與SVA電感配合，發(fā)生并聯(lián)諧振，呈阻抗，電阻值為2-2.5Ω補償電容：抵消鋼軌感性調(diào)諧區(qū)ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理2室外部分：調(diào)諧區(qū)JESJES機械絕緣節(jié)匹配變壓器補償電容傳輸電纜調(diào)諧設備引接線1、ZPW-2000A型無絕緣軌道電路系統(tǒng)構(gòu)成室內(nèi)部分：模擬網(wǎng)絡盤含站內(nèi)防雷組合發(fā)送器接收器衰耗器ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理22、ZPW-2000A型無絕緣軌道電路系統(tǒng)構(gòu)成圖ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理23、工作原理匹配變壓器電路圖

電路分析：(1)、V1V2經(jīng)調(diào)諧單元端子接至軌道，L1L2經(jīng)SPT電纜接至室內(nèi)。(2)、考慮到1.0Ω·km道碴電阻，并兼顧低道碴電阻道床，該變壓器變比優(yōu)選為9：1。(3)鋼軌側(cè)電路中，串聯(lián)接入二個16V，4700μF電解電容（C1、C2）該二電容相反極性串接，構(gòu)成無極性聯(lián)結(jié)，起到隔直及交連作用。保證該設備在直流電力牽引區(qū)段運用中，不致因直流成分造成匹配變壓器磁路飽和。(4)F為匹配變壓器的雷電橫向防護元件。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理23、工作原理電氣絕緣節(jié)電路圖電氣絕緣節(jié)由調(diào)諧單元、空芯線圈及29m鋼軌組成。用于實現(xiàn)兩相鄰軌道電路間的電氣隔離，即完成電氣絕緣節(jié)的作用。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理23、工作原理電氣絕緣節(jié)電路圖電氣絕緣節(jié)長29米，在兩端各設一個調(diào)諧單元（下稱BA），對于較低頻率軌道電路（1700、2000Hz）端，設置L1、C1兩元件的F1型調(diào)諧單元；對于較高頻率軌道電路（2300、2600Hz）端，設置L2、C2、C3三元件的F2型調(diào)諧單元。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理23、工作原理電氣絕緣節(jié)電路圖“f1”（f2）端BA的L1C1（L2C2）對“f2”（f1）端的頻率為串聯(lián)諧振，呈現(xiàn)較低阻抗（約數(shù)十毫歐姆），稱“零阻抗”相當于短路，阻止了相鄰區(qū)段信號進入本軌道電路區(qū)段，見圖（C）左端（圖（b）右端）。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理23、工作原理電氣絕緣節(jié)電路圖“f1”（f2）端的BA對本區(qū)段的頻率呈現(xiàn)電容性，并與調(diào)諧區(qū)鋼軌、SVA的綜合電感構(gòu)成并聯(lián)諧振，呈現(xiàn)較高阻抗，稱“極阻抗”（約2歐），相當于開路。以此減少了對本區(qū)段信號的衰耗。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理23、工作原理補償電容作用＝鋼軌呈現(xiàn)感性在1700Hz、2600Hz有著甚高的感抗值阻礙了信息的傳輸為此在鋼軌上一段距離內(nèi)加裝有補償電容見上圖。由于L與C的補償?shù)窒虽撥夒姼?，使鋼軌呈現(xiàn)阻性并在BB、CC呈現(xiàn)較高的阻抗和較高的電壓。當電容斷線故障時由于補償作用的消失鋼軌感性的作用使信號在鋼軌上產(chǎn)生較大的衰減，從而降低了接收端電壓使系統(tǒng)導向安全。。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理23、工作原理補償電容作用其補償原理可理解為將每補償段鋼軌L與電容C視為串聯(lián)諧振，見右圖。以此在補償段入口端（A、B）取得一個趨于電阻性負載R。并在出口端（C、D）取得一個較高的輸出電平。一般載頻頻率低，補償電容容量大；最小道碴電阻低，補償電容容量大；軌道電路只考慮加大機車信號入口電流，不考慮列車分路狀態(tài)時，電容容量大。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理24、電纜模擬網(wǎng)絡電纜模擬網(wǎng)絡按0.5、0.5、1、2、2、2*2km六節(jié)對稱π型網(wǎng)絡，以便串接構(gòu)成0-10km按0.5km間隔任意設置補償模擬電纜值。。SK2SK1SK3ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理25、空芯線圈電力牽引區(qū)段，對于有機械結(jié)緣節(jié)的軌道電路，采用扼流變壓器溝通和平衡牽引電流回流，由于要通過較大牽引電流，在牽引電流不平衡條件下，又不能造成扼流變壓器飽和，造成變壓器體積大、重量大、維修工作量大等缺點。但是扼流變壓器起到了在每一個軌道電路段平衡一次牽引電流的作用。在無絕緣軌道電路區(qū)段，在每一個軌道電路區(qū)段亦設置一個起到平衡牽引電流的空芯線圈。在兩軌間該線圈應對50Hz形成較低的阻抗，對不平衡電流電勢起到短路、平衡作用。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理25、空芯線圈另外，該線圈若設在調(diào)諧區(qū)中間，適當確定參數(shù)，并可起到改善調(diào)諧區(qū)阻抗作用。該線圈也可用作復線區(qū)段，上下行線路間等電位連接、渡線絕緣兩端牽引電流平衡以及防雷接地等作用。空芯線圈SVA結(jié)構(gòu)特點：SVA由直徑1.53mm、19股電磁線繞制，截面為35mm。在20℃時，以1592Hz信號測試，電感量為：L＝33±μH，電阻值為25mΩ≥R≥14mΩ。直流電阻為R0＝4.5±0.5mΩ。銅線敷有耐高溫的玻璃絲包。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理25、空芯線圈SVA作用：（1）平衡牽引電流回流SVA設置在29米長調(diào)諧區(qū)兩個調(diào)諧單元的中間，由于它對于50Hz牽引電流呈現(xiàn)甚小的交流阻抗（約10mΩ），故能起到對不平衡牽引電流電動勢的短路作用。（2）對于上、下行線路間的兩個SVA中心線可做等電位連接。一方面平衡線路間牽引電流，一方面可保證維修人員安全。（3）作抗流變壓器見下圖，如在道岔斜股絕緣兩側(cè)各裝一臺SVA，二中心線連接。應該指出，SVA作抗流變壓器時，其總電流≤200安（4）SVA對1700Hz感抗值僅有0.35Ω，對2600Hz也只有0.54Ω。在調(diào)諧區(qū)中，不能把它簡單作為一個低阻值分路電抗進行分析，而應將其作為并聯(lián)諧振槽路的組成部分。SVA參數(shù)的適當選擇，可為諧振槽路提供一個較為合適的Q值，保證調(diào)諧區(qū)工作的穩(wěn)定性。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理26、發(fā)送器作用產(chǎn)生18種低頻信號8種載頻（上下行各四種）的高精度、高穩(wěn)定的移頻信號；產(chǎn)生足夠功率的輸出信號；調(diào)整軌道電路；對移頻信號特征的自檢測，故障時給出報警及N+1冗余運用的轉(zhuǎn)換條件。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理26、發(fā)送器作用原理框圖ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理26、發(fā)送器作用電平級連接端子電壓備注11-119-12170常用級，站內(nèi)電碼化固定用一級22-119-12156常用級33-119-12135常用級44-119-12110常用級55-119-1277常用級61-114-126273-115-125882-114-124691-113-1235104-115-1233發(fā)送電平級電壓表[注]：區(qū)間常用1～5電平級；站內(nèi)電碼化：固定用1級。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理26、發(fā)送器作用“安全與門”在確認兩組動態(tài)信號同時存在條件下，方可驅(qū)動執(zhí)行繼電器，其原理框圖如下圖：兩數(shù)字電路間的聯(lián)系為數(shù)字交換或自檢、互檢及閉環(huán)檢查等。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理26、發(fā)送器作用發(fā)送器“安全與門”電路ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理26、發(fā)送器作用方波1、方波2分別表示由CPU1、CPU2單獨送出的方波動態(tài)信號?！肮怦?”、“光耦2”用于模擬電路與數(shù)字電路間的隔離。變壓器B1將“方波1”信號變化讀出，經(jīng)“整流橋1”整流及電容C1濾波，在負載R0上產(chǎn)生一個獨立的直流電源U0。該獨立電源反映了方波1的存在，并做為執(zhí)行電路開關(guān)三級管的基級偏置電源。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理26、發(fā)送器作用“方波2”信號通過“光耦2”控制開關(guān)三級管偏置電路。在“方波1”、“方波2”同時存在的條件下，通過變壓器B2，“整流橋2”整流及電容濾波使發(fā)送報警繼電器（FBJ）勵磁。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理26、發(fā)送器作用由以上分析可以看出，F(xiàn)BJ↑反映“方波1”“方波2”的同時存在。電路中，R1用于限流。C1采用四端頭，為檢查電容斷線，防止獨立電源U0出現(xiàn)較大的交流紋波。Rb1為上偏置電阻，Rb2做為漏泄電阻，保證無“方波2”信號時，三級管的可靠關(guān)閉。Re做為“光耦2”長期固定導通時的恒流保護，同時做為FBJ繼電器電壓的調(diào)整。Ce為交流旁路電容。采用B1、B2變壓器耦合提取交流信號、都為了保證電路的“故障—安全”。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理26、發(fā)送器作用由以上分析可以看出，F(xiàn)BJ↑反映“方波1”“方波2”的同時存在。電路中，R1用于限流。C1采用四端頭，為檢查電容斷線，防止獨立電源U0出現(xiàn)較大的交流紋波。Rb1為上偏置電阻，Rb2做為漏泄電阻，保證無“方波2”信號時，三級管的可靠關(guān)閉。Re做為“光耦2”長期固定導通時的恒流保護，同時做為FBJ繼電器電壓的調(diào)整。Ce為交流旁路電容。采用B1、B2變壓器耦合提取交流信號、都為了保證電路的“故障—安全”。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理26、發(fā)送器作用表示燈設置及故障檢測：（1）“工作”表示燈設在衰耗器內(nèi)，與FBJ線圈條件相并聯(lián)，如右圖R用作限流，“N”為“工作”指示燈，光耦提供發(fā)送報警接點。發(fā)送工作正常：工作表示燈亮，報警接點通。發(fā)送故障：工作表示燈滅，報警接點切斷車站移頻報警。盒報警繼電器YBJ電路。（2）故障表示燈為便于檢修所對復雜數(shù)字電路的維修，盒內(nèi)針對每一套CPU設置了一個指導維修人員查找設備故障的“故障表示燈”。用其閃動狀況，表示它可能出現(xiàn)的故障點ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理26、發(fā)送器作用表示燈設置及故障檢測：閃動次數(shù)含義可能的故障點1低頻編碼條件故障低頻編碼條件線斷線或混線；相應的光耦被擊穿或斷線；相應的穩(wěn)壓管二級管被燒斷或擊穿。2功出電壓檢測故障負載短路；功放電路故障；功出電壓檢測故障濾波電路故障；其他故障引起；3低頻頻率檢測故障JT3或JT4或N16故障；J1斷線；4上邊頻檢測故障JT3或JT4或N16故障；J1斷線；5下邊頻檢測故障JT3或JT4或N16故障；J1斷線；6型號選擇條件故障型號選擇條件線斷線或混線；相應的光耦擊穿或斷線；相應的穩(wěn)壓管二級管被燒斷或擊穿；7載頻編碼條件故障載頻編碼條件線斷線或混線；相應的光耦被擊穿或斷線。故障表[注]：閃光方式為燈閃N次后，暫停一段時間，然后繼續(xù)閃動，其中N=1～7ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理26、發(fā)送器作用序號代號用途1D地線2＋24-1＋24V電源外引入線3＋24-2載頻編碼用＋24V電源（＋1FS除外）4024-1024電源外引入線5024-2備用617001700Hz載頻720002000Hz載頻823002300Hz載頻926002600Hz載頻10-11型載頻選擇11-22型載頻選擇12F1～F1829Hz～10.3Hz低頻編碼選擇線131～5、9、11、12功放輸出電平調(diào)整端子14S1、S2功放輸出端子15T1、T2測試端子16FBJ-1FBJ-2外接FBJ（發(fā)送報警繼電器端子）發(fā)送器端子代號及用途說明發(fā)送器插座板底視圖ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理27、接收器作用接收器接收端及輸出端均按雙機并聯(lián)運用設計，與另一臺接收器構(gòu)成相互熱機并聯(lián)運用系統(tǒng)（或稱0.5+0.5），保證接收系統(tǒng)的高可靠運用。用于對主軌道電路移頻信號的解調(diào)，并配合與送電端相連接調(diào)諧區(qū)短小軌道電路的檢查條件，動作軌道繼電器。實現(xiàn)對與受電端相連接調(diào)諧區(qū)短小軌道電路移頻信號的解調(diào)，給出短小軌道電路執(zhí)行條件，送至相鄰軌道電路接收器。檢查軌道電路完好，減少分路死區(qū)長度，還用接收門限控制實現(xiàn)對BA斷線的檢查。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理27、接收器作用原理框圖及原理說明：接收器由本接收“主機”及另一接收“并機”兩部分構(gòu)成（如右圖）ZPW-2000A系統(tǒng)中A、B兩臺接收器構(gòu)成成對雙機并聯(lián)運用，即：A主機輸入接至A主機，且并聯(lián)接至B并機；B主機輸入接至B主機，且并聯(lián)接至A并機。A主機輸出與B并機輸出并聯(lián)，動作A主機相應執(zhí)行對象(AGJ)B主機輸出與A并機輸出并聯(lián)，動作B主機相應執(zhí)行對象(BGJ)ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理27、接收器作用主軌道A/D、小軌道A/D：模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將主機、并機輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成計算機能處理的數(shù)字信號。CPU1、CPU2：是微機系統(tǒng)，完成主機、并機載頻判決、信號采樣、信息判決和輸出驅(qū)動等功能。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理27、接收器作用安全與門1～4：是將兩路CPU輸出的動態(tài)信號變成驅(qū)動繼電器（或執(zhí)行條件）的直流輸出。載頻選擇電路：根據(jù)要求，利用外部的接點，設定主機、并機載頻信號，由CPU進行判決，確定接收盒的接收頻率。接收盒根據(jù)外部所確定載頻條件，送至兩CPU，通過各自識別，并通信、比較確認一致，視為正常，不一致時，視為故障并報警。外部送進來的信號，分別經(jīng)過主機、并機兩路模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理27、接收器作用安全與門1～4：兩套CPU對外部四路信號進行單獨的運算，判決處理。表明接收信號符合幅度、載頻、低頻要求時，就輸出3kHz的方波，驅(qū)動安全與門。安全與門收到兩路方波后，就轉(zhuǎn)換成直流電壓帶動繼電器。如果雙CPU的結(jié)果不一致，安全與門輸出不能構(gòu)成，且同時報警。電路中增加了安全與門的反饋檢查，如果CPU有動態(tài)輸出，那么安全與門就應該有直流輸出，否則就認為安全與門故障，接收盒也報警。如果接收盒收到的信號電壓過低，就認為是列車分路。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理27、接收器作用接收報警電路：兩來自兩個CPU的信號，經(jīng)過一個與非門后，控制報警電路。如果正常，CPU就輸出一個高電平1，與非門輸出一個低電平（0），這時衰耗器接收工作表示燈點亮，光耦導通。給外部提供一個導通的條件，構(gòu)成總移頻報警電路。如果發(fā)現(xiàn)故障，CPU就輸出低電平（0），與非門輸出高電平，工作表示燈滅，光耦斷開，構(gòu)成報警電路。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理27、接收器作用故障表示燈：為便于檢修所對復雜數(shù)字電路的維修，盒內(nèi)針對每一套CPU設置了一個指導維修人員查找設備故障的“故障表示燈”。用其閃動狀況表示它可能出現(xiàn)故障的點，具體情況如表。ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理27、接收器作用G閃動次（N）含義可能的故障點1CPU故障RAM故障；CPU內(nèi)部RAM故障2主機載頻故障載頻輸入條件沒有或有兩個及以上；相應的光耦被擊穿。3備機載頻故障載頻輸入條件沒有或有兩個及以上；相應的光耦被擊穿。4通信故障CPLD故障或另一CPU故障5安全與門1故障安全與1輸出電路故障6安全與門2故障安全與2輸出電路故障7安全與門3故障安全與3輸出電路故障8安全與門4故障安全與4輸出電路故障9EPROM故障故障表示燈具體情況表ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理27、接收器作用序號代號用途1D地線2+24＋24V電源3(+24)＋24V電源（由設備內(nèi)給出，用于載頻及類型選擇）4024024V電源51700(Z)主機1700HZ載頻62000(Z)主機2000HZ載頻72300(Z)主機2300HZ載頻82600(Z)主機2600HZ載頻91(Z)主機1型載頻選擇102(Z)主機2型載頻選擇11X1(Z)主機小軌道1型載頻選擇12X2(Z)主機小軌道2型載頻選擇13ZIN(Z)主機軌道信號輸入14XIN(Z)主機鄰區(qū)段小軌道信號輸入15GIN(Z)主機軌道信號輸入共用回線16G(Z)主機軌道繼電器輸出線17GH(Z)主機軌道繼電器回線18XG(Z)主機小軌道繼電器（或執(zhí)行條件）輸出線19XGH(Z)主機小軌道繼電器（或執(zhí)行條件）回線接收器外線連接示意圖接收器端子代號及用途說明ZPW-2000A型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)電路原理27、接收器作用序號代號用途20XGJ(Z)主機小軌道檢查輸入21XGJH(Z)主機小軌道檢查回線221700(B)并機1700HZ載頻232000(B)并機2000HZ載頻242300(B)并機2300HZ載頻252600(B)并機2600HZ載頻261(B)并機小軌道1型載頻選擇272(B)并機小軌道2型載頻選擇28X1(B)并機正向運行選擇29X2(B)并機反向運行選擇30ZIN(B)