25Hz相敏轨道电路.ppt
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- 25 Hz 轨道电路
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1、25Hz相敏轨道电路第一部分第一部分 基础知识基础知识一、什么叫25Hz相敏轨道电路?相:相位(二元二位继电器局部电源电压相位超前于轨道电源电压相位 90)敏:频率(二元二位继电器局部电源和轨道电源工作频率为25Hz)电气化铁路的牵引电源是工频50Hz的。要使用一种区别于50Hz的电源作为轨道电路的电源,使得轨道电路不受其它电源的干扰。二、电源频率为什么要用25Hz?25Hz相敏轨道电路是实用于电力牵引区段亦用于非电力牵引区段的一种站内轨道电路制式。三、适用范围 1、监督列车、车列的占用情况及轨道电路的完整性(25Hz)。当轨道电路在调整状态时,GJ可靠吸起,当轨道电路有车占用或轨道电路故障时
2、,GJ可靠落下。GJ的接点条件用于6502电气集中联锁或计算机联锁系统,参加联锁。四、功能 2、传输列控(机车信号)所需信息(移频)。利用轨道电路的通道,传输移频信息,以实现站内电码化。3、电化区段两根钢轨通过电力牵引电流(50Hz)。牵引电流牵引电流BE25BE25五、电气化区段对轨道电路的特殊要求 1、必须采用非工频轨道电路(25Hz)。2、采用双扼流双轨条轨道电路。3、交叉渡线(含复式交分道岔)上两根直股都通过牵引电流时,应加设钢轨绝缘。目的是切断1轨条和4轨条之间的电气连接,将上、下两个道岔区段完全隔开,防止上、下两个道岔区段之间,存在分路时互相影响,工作不稳定的问题。H12341ba
3、234 图中 a、b两组绝缘为新增,目的是切断1号轨经过道岔跳线、辙岔心、跳线与4号轨直接连通的电气通路。交叉渡线增加两组钢轨绝缘后形成了“死区段”1ba234死区段死区段不同线间距加装绝缘死区段长度表不同线间距加装绝缘死区段长度表 由于绝缘节的增设,出现了死区段,死区段长度均超过规定的标准数值2.5m。为了保证安全,规定如下:(1)规定单机不准在交叉接线上停留。因为瞬间断电,失去对小车的检查。(2)最外轮对间距小于死区段长度的小车单独运行时,在小车出清进路后,有时道岔区段不能正常解锁,需办理人工解锁。(3)列车头部和尾部在死区段中运行时,仍有单轨回流现象,但不平衡电流的数值较小。4、道岔跳线
4、、钢轨引接线和接续线截面加大(不小于50mm2),引接线等阻。5、高柱信号机的安全地线、接触网的杆塔地线、桥梁等建筑物地线不得直接与设有轨道电路的钢轨相连接,也不应接至扼流变压器中心点;严禁经火花间隙与设有轨道电路的钢轨连接。1、97型25Hz相敏轨道电路(简称97型);2、JXW25Hz相敏轨道电路(简称电子型);3、GX.J-25型电子相敏轨道电路(电子型)。六、使用类型第二部分第二部分 97型型25Hz相敏轨道电路相敏轨道电路一、组成 1、送电设备:BG25轨道变压器、RX限流电阻、断路器、BE25轭流变压器;2、钢轨、接续线、引接线、绝缘等;3、受电设备:BE25轭流变压器、断路器、B
5、G25轨道变压器、FB防雷补偿器、HF防护盒、JRJC-70/240交流二元继电器、JWXC-H310继电器等。E/、E/、E/、/、/分别为25Hz轨道的五种单元类型,E代表设扼流变压器,/为送电端,/为受电端,/为一送多受的分支受电端;/、/分别为不设扼流变压器的送电端、受电端。二、25Hz相敏轨道电路单元97型型25Hz相敏轨道单元电路图相敏轨道单元电路图E/E/E/GJZ 220GJF 2201ARD1ARD10ARD4.4Rx1234510 ARD12345HFJJZ 220JJG 110CZBG25BG25BE25XB1234GJ14(I2-I3)1 3(I2-I3)14KZBE2
6、5XB10 ARD12345JJG 110JJF 220CZBG25XB1234GJ(I2-I3)14BE25RS 1 3HF/97型型25Hz相敏轨道单元电路图相敏轨道单元电路图 1、由25Hz轨道电源屏分别供出25Hz 220V轨道电源和25Hz 110V局部电源。轨道电源由室内供出,通过电缆供向室外,经送电端轨道变压器BG25降压、限流电阻RX、扼流变压器BE25、钢轨、受电端扼流变压器BE25、中继变压器BG25升压、电缆,送回室内,经过防雷补偿器Z、防护盒HF、给交流二元继电器GJ的轨道线圈供电。同时,继电器的局部线圈的电源由室内供出。当轨道线圈和局部线圈电源满足规定的相位和频率要求
7、时(局部电压相位超前于轨道电压相位900,频率为25Hz),GJ吸起,轨道电路处于调整状态,表示轨道电路空闲。三、工作原理 2、列车占用时,轨道电路被分路,GJ落下。若频率、相位不符合要求时,GJ也落下。这样,25Hz相敏轨道电路就具有相位鉴别能力,即相敏特性,抗干扰性能较高。四、各主要部件(一)(一)BG25轨道变压器轨道变压器 1、作用及设置:用于25Hz轨道电路,传递轨道信息和阻抗匹配之用。用作送电端供电变压器时,根据不同长度供以不同电压。用作受电端时,使轨道继电器的高阻抗与扼流变压器的低阻抗相匹配。注:一次电压注:一次电压I I1 1-I-I4 4,连接连接I I2 2-I-I3 3
8、1234123123110V110V7.7V3.85V1.1V0.55VBG1-72/251234123123110V110V0.44V0.88V5.28V10.56VBG2-130/2541.32V2、BG25轨道变压器原理图轨道变压器原理图类类 型型额定容量额定容量VA频率频率Hz额定电压额定电压V额定额定电流电流A空载电流空载电流不大于不大于A铁芯铁芯一次一次二次二次二次二次BG1-65/2565252200.512.05.40.02C型型BG1-72/2572252200.5513.25.40.02C型型BG1-140/25140252200.517.580.04C型型BG2-130/
9、25130252200.4418.4870.03C型型400HzBG3-130/2513025220C型型50HzBG-R130/2513025220RBG2-130/25主要用于移频电码化区段主要用于移频电码化区段.BG3-130/25主要用于一般区段。主要用于一般区段。3、BG25轨道变压器主要参数轨道变压器主要参数电压电压V V使用使用连接连接电压电压V V使用使用连接连接电压电压V V使用使用 连接连接O.44O.4412126.606.6022223131l2.76l2.7623234242O.88O.8834347.047.0412123l3l13.2013.20131342421
10、.321.3223237.487.48222241 41 13.6413.64l2 l2 34341.761.7613137.927.921212414114.0814.081111I33I332.202.2024248.368.362222343414.5214.52121233332.642.6414148.808.8021213333l4.96l4.96131334343.083.08l2l224249.249.242222333315.4015.40111132323.523.52111123239.689.682323343415.8415.84l3l33.963.961212232
11、3lO.12lO.122121323216.2816.28131321214.404.40l3l32424lO.56lO.56232316.7216.72333341414.844.841111222211.0011.001313323217.16 17.16 232331315.28 5.28 121211.44 11.44 33 33 424217.60 17.60 13 13 31315.72 5.72 12 12 212111.88 11.88 32 32 323218.04 18.04 33 33 41416.16 6.16 32324l4l12.32 12.32 13 13 323
12、218.48 18.48 13 13 41414、BG-130/25轨道变压器使用端子接线轨道变压器使用端子接线(二)(二)BE25扼流变压器扼流变压器 1、作用:用于电化区段站内25Hz相敏轨道电路(非电化区段不设)。沟通牵引电流;传递轨道电路信号信息;采用电码化区段的还要叠加移频机车信号信息。牵引电流牵引电流BE25BE25轨道轨道电路电路信息信息电码化电码化移频移频信息信息 2、设置:轨道电路的发送端和接收端设置扼流变压器,利用它沟通牵引电流的同时,轨道电路设备通过扼流变压器接向轨道,并传递信号信息;扼流变压器的型号:BE1型为400Hz铁芯,用于电码化区段;BE2型为50Hz铁芯。用于
13、一般轨道区段。BE1-400/25 BE2-400/25:用于侧线。BE1-600/25 BE2-600/25:用于正线BE1-800/25 BE2-800/25:用于靠近牵引变电所的区段。3、扼流变压器的原理图、扼流变压器的原理图12345信号线圈信号线圈牵引线圈牵引线圈8T8T48T 4、改进型扼流变压器(适合旧型轨道电路):在电气化牵引区段不平衡牵引电流脉冲干扰,会造成轨道电路闪红光带。为了解决这个问题,在轨道电路发送端和接收端设适配变压器BES。ESP适配器与信号线圈并联使用。调整适配器与扼流变压器抗干扰线圈的抽头连接,使不同区段的不平衡电流在这个连接的谐振回路内产生同频振荡。6 65
14、 54 411112 23 31 110109 98 87 712121 1:3 3信号线圈信号线圈1 1ESPESP8T8T8T8T8T8T16T16T32T32T64T64T312T312T48T48T3 3BEBE牵引线圈牵引线圈3A3AP P5、扼流变压器的工作原理、扼流变压器的工作原理牵引电流牵引电流BE25 对50Hz牵引电流来说,扼流变压器就相当于将钢轨绝缘节全部短路。如果牵引电流不平衡,扼流变压器铁芯中总磁通不为零,在次级线圈中将产生干扰,影响轨道电路的正常工作,需增设防护设备。对于信号电流来说,能够通过BE25正常感应输入和输出。因极性交叉,在两扼流变压器中点处电位相等,因此
15、,不会越过绝缘节流向另一轨道电路区段,而流回本区段,在次级感应出信号电流。牵引电流从1、2两个端子流入中点3,理想状态下,如果两根钢轨上的牵引电流平衡,则产生的磁通相互抵消,牵引电流不会感应到信号线圈。1236、扼流变压器的设置原则、扼流变压器的设置原则 (1)正线是牵引电流的回归通道,所以,正线上的轨道区段,各绝缘节两侧均需设置扼流变压器。(2)轨道电路送、受电端均需设置扼流变压器。(3)为了构成双线区段两正线间牵引电流通路,在双线区段进站信号机处,将两正线扼流变压器的中性点相连。(4)两平行进路之间,为使经渡线道岔反位运行的列车牵引电流回归,应将两线路上扼流变压器中性点相连。(一般对同坐标
16、的两扼流变中性点相连,这样可节省连线)(5)应考虑侧线上牵引电流回归,必需时应设置无受电端扼流变(空扼流)。电化区段双线轨道电路图 一送一受轨道电路或可以设长度不大于65m的二个或三个以上的无受电分支,为了沟通牵引电流的回流通路,可以在其中一个分支上设置一个空扼流。如下图所示,1-3DG为一送两受区段,3号道岔弯股长度不足65m,不设受电端,为了保证牵引电流的畅通,在该分支末端设置了空扼流变压器,将该空扼流的中性点与相邻的扼流变压器的中性点相连。空扼流变压器的设置 13 装“空扼流”处,其信号线圈经BG2-130/25型轨道变压器与BCQ补偿器相连,以进行补偿。BCQ补偿器 空空BE25124
17、53BG25RD1A31413-1BCQ-UXB3BE252145 BCQ补偿器的作用:对轨道电路的信号传输进行补偿,减少空扼流变对轨道电路信号能量的消耗,以减少轨道电路的总功耗。在电码化区段,还要对机车信号的信息进行补偿,以减少空扼流变对机车信号信息的能量消耗,因此,对于不同制式的机车信号,补偿器类型不同。(6)为了沟通线路间回归电流,引接吸上线或引接接触网变压器馈电地线,“空扼流”还可设在一送一受轨道电路的中部。如下图所示,为了使D2G的牵引电流回归,从该区段送、受电端扼流变中点引横向连接线至D4G的扼流变的中点均显得距离太远,为此,在D4G的中部与D2信号机同坐标处设置一“空扼流”。D4
18、D2D2GD4G (7)为了使牵引电流回归,有时会由两个空扼流中性点相连。如下图所示,D8G和D6G的牵引电流无法通过横向连接线沟通,该图在6/8道岔渡线中间及10号道岔直股末端设置了三个“空扼流”。6810D6D4D8D6GD8G (8)一个轨道电路只能设一个“空扼流”,而包括空扼流变压器在内,每个轨道电路区段最多可设四个扼流变压器。(9)不走行电力机车的轨道区段可不设扼流变。(10)为了回归电力机车的非集中区线路的牵引电流,应在集中区边界绝缘处(如牵出线、货物线、尽头线、专用线、机车出入库线等),将非集中区两根钢轨短路并接向集中区单扼流变中点。(11)半自动闭塞区段,应将预告信号机处的扼流
19、变压器中心点与钢轨绝缘区间一侧的两根钢轨连接,以沟通牵引电流。(12)由接触网供电作为车站电源的25kV变压器的接地端的回流线,不应接在有轨道电路的钢轨上;在附近轨道电路无扼流变压器的情况下,可在该轨道电路上加设扼流变压器(空扼流),并将供电变压器的回流线接至扼流变压器的中心端子板上,使电流经钢轨和回流线返回牵引变电所。全部采用双扼流轨道电路,中点相连后易构成迂回电路,为减少迂回电路对轨道电路的影响,在确保回归牵引电流畅通的条件下,应将个别扼流变的中点连线拆除,以断开迂回电路。注意:正线(包括正线上的道岔区段和无岔区段)装设的扼流变中点必须相连。7、轨道电路扼流变压器中心线拆除、轨道电路扼流变
20、压器中心线拆除 (1)牵引电流不平衡的因素 弯道上的两根钢轨的钢轨阻抗不相等。钢轨接头电阻不可能完全一致导致整个长钢轨阻抗与另一侧的钢轨阻抗就不同。扼流变压器中性点两边的阻抗不相等;而牵引回流要经过多个扼流变压器的中性点后才能回归到牵引变电所,两根钢轨由此而形成的阻抗是不一致的。线路的一侧敷设有长的金属管路或各种带金属护套的屏蔽电缆等原因造成轨道电路的对地漏泄不平衡,即两根钢轨对地漏泄导纳的不相等。8、轨道电路中的不平衡牵引电流、轨道电路中的不平衡牵引电流 (2)不平衡牵引电流对轨道电路的影响 两轨之间的不平衡电流对轨道电路产生干扰。由于两轨之间的电流差值在两轨间产生轨间干扰电压,轨间干扰电压
21、经扼流变压器的变比,使次侧产生更高的干扰电压,轨道电路的送、受电端受到干扰。不平衡电流对轨道电路的干扰,可分为稳定干扰与冲击干扰两种状况。稳定干扰是牵引网供电系统正常供电时,由于列车位移和列车所需电流的改变,钢轨线路上每一轨道电路区段随时间和列车运行状态而改变所受到的干扰。冲击干扰是机车升弓和牵引网短路时所受到的干扰。(3)减小不平衡电流采取的措施 改善两根钢轨的纵向电导不平衡以及规范铁路沿线各项建筑物的地线与钢轨连接的方法:钢轨网的纵向电导,不仅取决于钢轨本身,而且取决于钢轨接头互相连接的质量。钢轨接头电阻可能很小,也可能很大;接头状态将决定大地中的电流数值。现在电气化区段普通采用双套轨端连
22、接线的办法,一套塞钉连接线,一套轨端焊接线,两线并用。采用长钢轨和无缝线路,大大减少了接头电阻对钢轨网总的纵向电导的影响,从而减少了对牵引电流漏泄的影响。应按年限定期对线路实施大(中)修,清筛道砟,提高线路质量。(4)加适配器来改善牵引电流对轨道电路的干扰状况 加设适配器于接收电路前端,其目的是对稳定干扰和冲击干扰中大的不平衡牵引电流(主要是50Hz成分)进行滤波,至少应滤去95%以上;而适配器对有用的信号电流衰耗极小,不影响轨道电路正常工作。适配器是第一级滤波器,滤掉50Hz不平衡电流(10A以内),其输入阻抗要与轨通电路的各项参数相匹配。对于超过10A以上的强大电流,由10A熔断器给予防护
23、,使轨道电路受电端的设备不受损害。适配器适配器轨道电路接收电路轨道电路接收电路10A5A (1)在双轨条轨道电路的区段内,直接供电方式的接触网支柱、信号设备、桥栏杆的地线,必须通过火花间隙(此方式不宜继续使用,而应设置专用接地线)或通过扼流变压器的中性点接向钢轨。单轨条轨道电路的区段内,允许将上述各种地线直接向牵引轨条上。所有地线的入地部分应涂沥青或其他绝缘物。(2)AT供电方式的接触网支柱绝缘子通过保护线接钢轨。BT供电方式的接触网支柱绝缘子采用双重绝缘通过回流线接钢轨。保持线及回流线均应通过扼流变压器的中性点接向钢轨。(3)站台、道口等行人稠密的处所和装有设备(隔离开关、避雷器等)的接触网
24、混凝土支柱,以及有接触网设备的钢柱应为双接地。一根接地线接向接地极,另一根接地线应通过火花间隙接向钢轨。接向钢轨的地线的入地部分应涂有沥青或其他绝缘物。9、铁路沿线各项地线与钢轨连接时的技术要求、铁路沿线各项地线与钢轨连接时的技术要求(三)(三)HF25型防护盒型防护盒 1、作用:用于25Hz相敏轨道电路中,保证二元二位继电器不受50Hz牵引电流的干扰,并对25Hz信号频率的无功分量及轨道电路相位角进行补偿,以保证二元二位继电器可靠工作。2、HF2-25型防护盒132使用端子:1、3 对50Hz信号呈串联谐振,相当于15欧姆电阻,以抑制干扰电流,对于信号电流相当于16f电容,减少JRJC型轨道
25、继电器上50Hz牵引电流的干扰电压。3、HF3-25型防护盒54216783A1A3A5A7A9A11123A12A2A4A6A84、HF4-25型防护盒5、HFJ-25型系列电子监控防护盒 (1)特点:在原HF-25型系列防护盒内增加电子监控装置,来提高二元二位轨道继电器的返还系数,有效地解决了25Hz相敏轨道电路分路不良问题。轨道电路分路残压(二元继电器落下值)由7.4V提高到13.5V。(2)原理:当采样电压高于11V或14V时,执行继电器落下,局部电源正常工作;当采样电压低于11V或14V时,执行继电器吸起,切断局部电源,迫使二元二位继电器落下。红灯电子开关处于切断状态;绿灯电子开关处
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