信号基础设备-轨道电路-ppt课件.ppt
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- 信号 基础 设备 轨道电路 ppt 课件
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1、 项目二项目二 信号基础设备信号基础设备轨道电路轨道电路 知识要点知识要点 1 1掌握轨道电路的工作原理。掌握轨道电路的工作原理。 2 2掌握轨道电路在轨道交通信号系掌握轨道电路在轨道交通信号系统中的作用。统中的作用。 3 3了解各种常用轨道电路的特点及了解各种常用轨道电路的特点及怎样确保轨道电路可靠工作。怎样确保轨道电路可靠工作。 2022-5-201 1ppt课件 一、轨道电路工作原理 轨道电路是以钢轨作为导体,两端加上机械绝缘轨道电路是以钢轨作为导体,两端加上机械绝缘( (或电气绝缘或电气绝缘) ),接上送电和受电设备构成的电路。,接上送电和受电设备构成的电路。1.1.组成组成 轨道电路
2、的组成如图轨道电路的组成如图2 2一一l l所示。所示。图图21 轨道电路组成示意图轨道电路组成示意图2022-5-202 2ppt课件50Hz 轨道电路轨道电路 25Hz 轨道电路图轨道电路图 2022-5-203 3ppt课件2022-5-204 4ppt课件 (1)(1)导体导体 轨道交通系统的两条钢轨是传输轨道电流的导轨道交通系统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问的接触体。在两节钢轨的接头处为了减少钢轨与钢轨夹板问的接触电阻,用连接线连接。电阻,用连接线连接。 钢轨接续线有塞钉式和焊接式。塞钉式接续线如图钢轨接续线有塞钉式和焊接式。塞钉式接续线如
3、图2222所所示。示。图图22 塞钉式钢轨接续线塞钉式钢轨接续线引接线用于送电设备、受电设备与钢轨的连接。引接线用于送电设备、受电设备与钢轨的连接。轨端接续线轨端接续线 2022-5-205 5ppt课件 (2) (2)钢轨绝缘钢轨绝缘 钢轨绝缘安装在相邻两个轨道电路衔接处,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,在钢轨与夹板间垫有槽形绝缘械强度高、绝缘性能好的材料,在钢轨与夹板间垫有槽形绝缘板,夹板螺栓与夹板之间装有绝缘套管和绝缘垫圈。在两个钢板,夹板螺栓与夹
4、板之间装有绝缘套管和绝缘垫圈。在两个钢轨衔接的断面间还夹有与钢轨断面相同的轨端绝缘。轨衔接的断面间还夹有与钢轨断面相同的轨端绝缘。 城市轨道交通的正线多采用城市轨道交通的正线多采用无缝线路无缝线路,需要使用由电子电,需要使用由电子电路构成电气绝缘路构成电气绝缘( (又称为调谐区又称为调谐区) )来分隔相邻轨道电路。来分隔相邻轨道电路。钢轨绝缘钢轨绝缘(50Kg、60Kg)轨道绝缘节轨道绝缘节 2022-5-206 6ppt课件 (3) (3)送电设备送电设备 轨道电路的送电设备可以是电源,用于向轨道电路的送电设备可以是电源,用于向轨道电路供电,也可以是能够发送一定信息的电子设备,通过轨道电路供
5、电,也可以是能够发送一定信息的电子设备,通过轨道电路向列车传递行车信息。轨道电路向列车传递行车信息。nBG1-80型轨道变压器、型轨道变压器、 n BZ4-U型中继变压器型中继变压器轨道变压器轨道变压器 BGBG型轨道变压器主要用于轨道电路供电,其一次侧为型轨道变压器主要用于轨道电路供电,其一次侧为220v220v,二次侧依据,二次侧依据所连接所连接 的端子不同,可以获得各种不同的电压值。的端子不同,可以获得各种不同的电压值。0.45-10.80 V0.45-10.80 V。扼流变压器扼流变压器 2022-5-207 7ppt课件 (4)(4)受电设备受电设备 轨道电路的受电设备可以是轨道继电
6、器,轨道电路的受电设备可以是轨道继电器,用于反映轨道电路范围内有无列车、车辆占用和钢轨是否完整;用于反映轨道电路范围内有无列车、车辆占用和钢轨是否完整;或者当轨道电路中包含有控制信息时,轨道电路的受电设备也或者当轨道电路中包含有控制信息时,轨道电路的受电设备也可以是能够接收并鉴别电流特性的电子设备,能够根据接收到可以是能够接收并鉴别电流特性的电子设备,能够根据接收到的不同特性的电流,令有关继电器动作。的不同特性的电流,令有关继电器动作。 2022-5-208 8ppt课件 (5)(5)限流电阻限流电阻 限流电阻是一个可调电阻器,连接在轨道限流电阻是一个可调电阻器,连接在轨道电路电源端,用来调整
7、电路电源端,用来调整轨道电路的电压轨道电路的电压。当轨道电路被列车、。当轨道电路被列车、车辆的轮对分路时,能够防止输出电流过大而损坏电源。车辆的轮对分路时,能够防止输出电流过大而损坏电源。变阻器变阻器 轨道电路用变阻器为轨道电路用变阻器为R2.2/220R2.2/220型。阻值为型。阻值为2.22.2,功率,功率为为220W220W、容许电流为、容许电流为10 A10 A、容许温度为、容许温度为105105可调电阻器可调电阻器2022-5-209 9ppt课件 2 2工作原理工作原理 图图2121是是直流轨道电路原理图直流轨道电路原理图,从图中可以看出:,从图中可以看出: 1)1)当轨道电路设
8、备完好,又当轨道电路设备完好,又没有列车没有列车、车辆占用时,轨道电、车辆占用时,轨道电流从电源流从电源正极正极经钢轨、轨道继电器线圈回到经钢轨、轨道继电器线圈回到负极负极而构成而构成回路回路,继,继电器处于电器处于吸起吸起状态,表示轨道区段内状态,表示轨道区段内无车无车占用。此状态称为轨道占用。此状态称为轨道电路的电路的调整调整状态。状态。 2)2)当轨道区段内当轨道区段内有列车有列车、车辆占用时,因为车辆的轮对电阻、车辆占用时,因为车辆的轮对电阻比轨道继电器线圈电阻小得多,所以比轨道继电器线圈电阻小得多,所以轨道电路被轮对分路轨道电路被轮对分路,这时,这时流经继电器线圈的电流很小,不足以使
9、衔铁保持流经继电器线圈的电流很小,不足以使衔铁保持吸起吸起,继电器失,继电器失磁磁落下落下,表示该区段,表示该区段有车有车占用。此状态称为轨道电路的占用。此状态称为轨道电路的分路分路状态。状态。 3)3)当轨道区段内发生断轨或断线等故障时,流经继电器线圈当轨道区段内发生断轨或断线等故障时,流经继电器线圈的电流中断,使继电器失磁落下。此状态称为轨道电路的断轨状的电流中断,使继电器失磁落下。此状态称为轨道电路的断轨状态。态。2022-5-201010ppt课件轨道电路的作用:轨道电路的作用: 钢轨钢轨传送电信息传送电信息 绝缘节绝缘节划分各轨道区段划分各轨道区段 轨端接续线轨端接续线保持电信息延续
10、保持电信息延续 轨道继电器轨道继电器反映轨道的状况反映轨道的状况2022-5-201111ppt课件二、轨道电路的作用二、轨道电路的作用 轨道电路用于监督线路的轨道电路用于监督线路的占用占用情况,并可以向列车情况,并可以向列车传输传输控控制信息,将列车制信息,将列车运行运行和和信号信号显示等显示等联系联系起来。对于城市轨道交起来。对于城市轨道交通,轨道电路是信号系统的通,轨道电路是信号系统的重要重要基础设备,直接影响行车安基础设备,直接影响行车安全和运输效率。全和运输效率。 轨道电路的作用主要表现在以下两方面。轨道电路的作用主要表现在以下两方面。 1 1监督列车占用监督列车占用 利用轨道电路监
11、督列车在正线或列车和车辆在车辆段等线利用轨道电路监督列车在正线或列车和车辆在车辆段等线路的占用状态。轨道电路反映有关线路空闲时,为路的占用状态。轨道电路反映有关线路空闲时,为开放信号开放信号、建立进路、构成闭塞提供了依据;轨道电路被占用时,用于建立进路、构成闭塞提供了依据;轨道电路被占用时,用于实现控制有关实现控制有关信号机的自动关闭信号机的自动关闭,实现信号系统的自动控制。,实现信号系统的自动控制。2022-5-201212ppt课件 2 2传输行车信息传输行车信息 在正线上,根据列车的不同位置,有关闭塞分区的轨道电在正线上,根据列车的不同位置,有关闭塞分区的轨道电路传输不同的控制信息,实现
12、对追踪列车的控制。带有路传输不同的控制信息,实现对追踪列车的控制。带有编码信编码信息息的轨道电路是城市轨道交通信号系统的轨道电路是城市轨道交通信号系统车车- -地地之间信息传输的之间信息传输的通道之一。通道之一。 例如数字编码式音频轨道电路中传输的行车信息,为例如数字编码式音频轨道电路中传输的行车信息,为ATPATP系统直接系统直接提供提供控制列车运行所需的控制列车运行所需的前行列车位置前行列车位置、运行前方、运行前方信信号状态号状态、线路条件等信息,以确定列车运行的目标速度,控制、线路条件等信息,以确定列车运行的目标速度,控制列车在当前运行速度下列车在当前运行速度下是否是否减速或停车。减速或
13、停车。2022-5-201313ppt课件 四、交流工频轨道电路四、交流工频轨道电路 用于城市轨道交通的交流工频轨道电路有用于城市轨道交通的交流工频轨道电路有50Hz50Hz相敏轨道电相敏轨道电路路( (有继电式和微电子式,其中不注明时即指继电式有继电式和微电子式,其中不注明时即指继电式) )、PFPF轨道轨道电路,只有监督列车占用的功能,不能传输其他信息。下面以电路,只有监督列车占用的功能,不能传输其他信息。下面以50Hz50Hz相敏轨道电路为例介绍交流工频轨道电路,其结构图如图相敏轨道电路为例介绍交流工频轨道电路,其结构图如图2-32-3所示。所示。图图2-3 50Hz相敏轨道电路结构图相
14、敏轨道电路结构图2022-5-201414ppt课件4 4按是否包含道岔分类按是否包含道岔分类 车辆段内轨道电路分为车辆段内轨道电路分为无岔无岔区段区段轨道电路和轨道电路和道岔区段道岔区段轨道电轨道电路。路。 无岔区段轨道电路内钢轨没无岔区段轨道电路内钢轨没有分支,结构简单,用于停车线、有分支,结构简单,用于停车线、检车线、尽头线调车信号机接近检车线、尽头线调车信号机接近区段,以及两个差置调车信号机区段,以及两个差置调车信号机之间的线路。之间的线路。 道岔区段轨道电路结构道岔区段轨道电路结构比较复杂比较复杂,包含了岔前线路、岔后,包含了岔前线路、岔后直向位置线路和岔后侧向位置线路。根据道岔结构
15、,不仅有关直向位置线路和岔后侧向位置线路。根据道岔结构,不仅有关钢轨、杆件要增加绝缘,还要增加道岔跳线和连接线,当分钢轨、杆件要增加绝缘,还要增加道岔跳线和连接线,当分支超过一定长度时,还必须设置多个受电端。支超过一定长度时,还必须设置多个受电端。2022-5-201515ppt课件 1轨道电路组成(1)(1)送电端送电端 送电端一般安装在室外变压送电端一般安装在室外变压器箱内,包括器箱内,包括BGBG5 5-D-D型轨道变压器、型轨道变压器、R-R-2 22 2220220型变阻器、熔断器,轨道电源从型变阻器、熔断器,轨道电源从室内通过电缆送至送电端。室内通过电缆送至送电端。2022-5-2
16、01616ppt课件电容器电容器CACA起补偿作用,以提高轨道继电器局部线圈的功率因起补偿作用,以提高轨道继电器局部线圈的功率因数,降低输入电流;防雷元件数,降低输入电流;防雷元件Z Z是对接的硒片,称为浪涌抑制是对接的硒片,称为浪涌抑制器,用于防雷。器,用于防雷。 (2)(2)受电端受电端 受电端包括安装受电端包括安装在室外变压器箱内的在室外变压器箱内的BZ-DBZ-D型型中继变压器、中继变压器、R-2R-22 2220220型变阻器、熔断器,安装在型变阻器、熔断器,安装在室内组合架上的电容器、防室内组合架上的电容器、防雷元件、雷元件、交流二元继电器交流二元继电器。 受电端中,电容器受电端中
17、,电容器C C用于隔离直流,不使用于隔离直流,不使牵引电流进入轨道继电器的轨道线圈,并能够牵引电流进入轨道继电器的轨道线圈,并能够减少轨道电路的传输衰耗和相移;减少轨道电路的传输衰耗和相移;2022-5-201717ppt课件 (3)(3)绝缘绝缘 钢轨绝缘设置于钢轨绝缘设置于轨道电路分界处,用于隔离相轨道电路分界处,用于隔离相邻的轨道电路。邻的轨道电路。 (4)(4)接续线和引接线接续线和引接线 接续接续线用于连接相邻钢轨,引接线线用于连接相邻钢轨,引接线用于将变压器箱或电缆盒接向用于将变压器箱或电缆盒接向钢轨。钢轨。 (5)(5)回流线回流线 回流线连接相回流线连接相邻的不同侧钢轨,为牵引
18、回流邻的不同侧钢轨,为牵引回流提供越过钢轨绝缘节的通路。提供越过钢轨绝缘节的通路。轨端接续线轨端接续线 2022-5-201818ppt课件 2 2工作原理工作原理 电源屏分别提供电源屏分别提供50Hz50Hz轨道电轨道电源和局部电源。源和局部电源。送电端送电端轨道电源轨道电源GJZGJZ220220、GJFGJF220220经轨道变压器降压经轨道变压器降压后送至钢轨。在后送至钢轨。在受电端受电端钢轨电压钢轨电压经中继变压器升压后送至轨道继经中继变压器升压后送至轨道继电器的轨道线圈电器的轨道线圈3-43-4端子。端子。轨道继电器的局部线圈轨道继电器的局部线圈1-21-2接局部电源接局部电源GJ
19、ZGJZ220220、GJFGJF220220。2022-5-201919ppt课件 当轨道继电器当轨道继电器RGJRGJ的轨道线的轨道线圈和局部线圈电源满足规定的圈和局部线圈电源满足规定的相位和频率相位和频率要求时,轨道电路要求时,轨道电路处于调整状态,处于调整状态,RGJRGJ吸起,表示吸起,表示轨道区段轨道区段空闲空闲。列车占用使轨。列车占用使轨道区段处于分路状态时,道区段处于分路状态时,RGJRGJ落落下。当轨道电源和局部电源频下。当轨道电源和局部电源频率、相位不符合时,率、相位不符合时,RGJRGJ落下。落下。 交流二元继电器的特性使交流二元继电器的特性使50Hz50Hz相敏轨道电路
20、具有相敏轨道电路具有相位鉴别相位鉴别能力,即相敏特性,因此其抗干扰性能高。能力,即相敏特性,因此其抗干扰性能高。2022-5-202020ppt课件2.9 轨道电路概述 25Hz相敏轨道电路相敏轨道电路特点:轨道电路的信号电源由铁磁分频特点:轨道电路的信号电源由铁磁分频器供给器供给25Hz交流电,以区分交流电,以区分50Hz牵引牵引电流。电流。接收采用二元二位相敏轨道继电器。接收采用二元二位相敏轨道继电器。二元二位继电器的轨道线圈由送电端二元二位继电器的轨道线圈由送电端25Hz电源经轨道传输后供电。电源经轨道传输后供电。二元二位继电器的局部线圈由二元二位继电器的局部线圈由25Hz局部局部分频器
21、供电。分频器供电。平时,轨道电路空闲,且只有当轨道线平时,轨道电路空闲,且只有当轨道线圈电压和局部线圈电压的相位角接近或圈电压和局部线圈电压的相位角接近或等于等于90度时,继电器才吸起。与此不同度时,继电器才吸起。与此不同的其他情况都会使继电器落下。的其他情况都会使继电器落下。可见,可见,25Hz相敏轨道电路既有对频率的相敏轨道电路既有对频率的选择性(区别电力选择性(区别电力50Hz牵引电流)又有牵引电流)又有对相位的选择性。对相位的选择性。2022-5-202121ppt课件五、数字轨道电路 数字轨道电路数字轨道电路所传输的轨道信号内包含数字信息,例如所传输的轨道信号内包含数字信息,例如列车
22、列车运行方向运行方向、目标距离目标距离、目标速度目标速度等,能够为车载等,能够为车载ATPATP设备设备提供控制信息。下面以音频数字轨道电路为例介绍数字轨道提供控制信息。下面以音频数字轨道电路为例介绍数字轨道电路。电路。 音频轨道电路音频轨道电路是联锁逻辑处理单元和车载设备之间的通是联锁逻辑处理单元和车载设备之间的通信接口,实现了正线区段轨道电路占用检测以及地对车的信接口,实现了正线区段轨道电路占用检测以及地对车的ATPATP数字信号传输的双重功能。数字信号传输的双重功能。2022-5-202222ppt课件 1 1设备组成设备组成 (1) (1)轨旁设备轨旁设备 轨旁设备由轨道耦合单元、棒线
23、和耦合环轨旁设备由轨道耦合单元、棒线和耦合环线三部分组成,在轨道之间或者沿轨旁安装,采用互耦方式,线三部分组成,在轨道之间或者沿轨旁安装,采用互耦方式,如图如图2 24 4所示。所示。 图图2-4 轨道耦合单元轨道耦合单元 2022-5-202323ppt课件 棒线置于棒线置于两钢轨之间两钢轨之间,端点焊接于钢轨上,形成,端点焊接于钢轨上,形成“S S”形形棒线。一匝导线构成的环线与棒线。一匝导线构成的环线与“S S棒棒”耦合,并与室内控制柜耦合,并与室内控制柜的辅助板相连。的辅助板相连。 发送的轨道信号发送的轨道信号电流通过棒线感应到钢轨,由列车电流通过棒线感应到钢轨,由列车车载设车载设备接
24、收。备接收。 图中轨道图中轨道耦合单耦合单元元,将轨道信号连接到,将轨道信号连接到控制机箱的控制机箱的接收和发送接收和发送电路,并调谐轨道电路电路,并调谐轨道电路的载频频率。每个耦合的载频频率。每个耦合电路由电路由变压器和可调电变压器和可调电容容组成槽路。组成槽路。2022-5-202424ppt课件图图2-5 音频轨道电路机箱音频轨道电路机箱 (2) (2)室内设备室内设备 室室内设备主要是安装在室内设备主要是安装在室内控制柜内的控制机箱,内控制柜内的控制机箱,如图如图2-52-5所示,每个机所示,每个机箱内包括多个箱内包括多个PCBPCB电路电路板,每个轨道电路包括板,每个轨道电路包括控制
25、板、辅助板、电源控制板、辅助板、电源板。板。 控制板产生具有控制板产生具有ATPATP功能的数字编码信息;辅助板将控制功能的数字编码信息;辅助板将控制板产生的板产生的信息放大信息放大发送至室外,并接收来自轨道的信息;电发送至室外,并接收来自轨道的信息;电源板产生控制板和辅助板工作所需的电源。源板产生控制板和辅助板工作所需的电源。2022-5-202525ppt课件2022-5-202626ppt课件2022-5-202727ppt课件2022-5-202828ppt课件2022-5-202929ppt课件 拓展与提高拓展与提高 一、轨道电路的极性交叉一、轨道电路的极性交叉 有有钢轨绝缘的轨道电
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