ZPW-2000A无绝缘轨道电路系统介绍.ppt

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1、,ZPW-2000A无绝缘轨道电路 系统介绍,中铁建电气化局集团南方工程有限公司 2011年2月,主 要 内 容 第一章 技术特点及条件 第二章 系统设备介绍 第三章 设备结构及使用,第一章 技术特点及条件 一、主要技术特点 1、保持UM71无绝缘轨道电路技术特点及优势。 2、解决了调谐区断轨检查，实现轨道电路全程断轨检查。 3、减少调谐区分路死区段。 4、实现对调谐单元断线故障的检查。 5、实现对拍频干扰的防护。 6、通过系统参数优化，提高了轨道电路传输长度。 7、提高机械绝缘节轨道电路传输长度，实现与电气绝缘节轨 道电路等长传输。,8、轨道电路调整按固定轨道电路长度与允许最小道碴电阻方 式

2、进行。既满足了1km标准道碴电阻、低道碴电阻传输长度 要求，又提高了一般长度轨道电路工作稳定性。 9、用SPT国产铁路信号数字电缆取代法国ZCO3电缆，减小铜 芯线径，减少备用芯组，加大传输距离，提高系统技术性能价 格比，降低工程造价。 10、采用长钢包铜引接线取代75mm2铜引接线，利于维修。 11、发送、接收设备四种载频频率通用，由于载频通用，使 器材种类减少，可降低总的工程造价； 12、发送器和接收器均有较完善的检测功能，发送器可实现 “N+1”冗余， 接收器可实现双机互为冗余。,二、主要技术条件 1 环境条件 ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路设备在下列环境条件下应可靠工作： 室外

3、：-30+70；室内：-5+40 周围空气相对湿度：不大于95%（温度30时） 大气压力：74.8kPa106kPa（相对于海拔高度2500m以下）,2 发送器 低频频率：10.3+n1.1Hz ，n=017即： 10.3 Hz、11.4 Hz、12.5 Hz、13.6 Hz、14.7 Hz、15.8 Hz、 16.9 Hz、18 Hz、19.1 Hz、20.2 Hz、21.3 Hz、22.4 Hz、 23.5 Hz、24.6 Hz、25.7 Hz、26.8 Hz、27.9 Hz、29 Hz。 L：11.4、LU:13.6、U2:14.7、U:16.9、UU:18、UUS:19.1、U2S:2

4、0.2、HB:24.6、HU:26.8,载频频率 下行：1700-1 1701.4 Hz 上行： 20001 2001.4 Hz 1700-2 1698.7Hz 20002 1998.7Hz 2300-1 2301.4Hz 26001 2601.4Hz 2300-2 2298.7 Hz 26002 2598.7 Hz 频偏：11 Hz 输出功率：70W,3 接收器 轨道电路调整状态下：主轨道接收电压不小于240mV; 主轨道继电器电压不小于20V（1700负载，无并机接入 状态下）;小轨道接收电压不小于33mV;小轨道继电器或 执行条件电压不小于20V（1700负载，无并机接入状态下）。,4

5、工作电源 直流电源电压范围： 23.5V24.5V； 设备耗电情况：发送器在正常工作时负载为400， 功出为1电平的情况下，耗电为5.55A；当功出短路 时耗电小于10.5A； 接收器正常工作时耗电小于500mA。,5 轨道电路 分路灵敏度为0.15，分路残压小于140mv。 主轨道无分路死区；调谐区分路死区不大于5m； 有分离式断轨检查性能；轨道电路全程断轨，轨道继电器 可靠落下。 传输长度见表1。,6 系统冗余方式 发送器采用N+1冗余，实行故障检测转换。 接收器采用成对双机并联运用。,第 二 章 系统设备介绍 一、系统构成 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统，与UM71无绝缘轨道 电

6、路一样采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。电 气绝缘节长度改进为29m，电气绝缘节由空芯线圈、29m长钢轨 和调谐单元构成。调谐区对于本区段频率呈现极阻抗，利于本 区段信号的传输及接收，对于相邻区段频率信号呈现零阻抗， 可靠地短路相邻区段信号，防止了越区传输，实现了相邻区段 信号的电气绝缘。同时为了解决全程断轨检查，在调谐区内增 加了小轨道电路。,ZPW-2000A型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨 道电路两部分，小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属 “延续段”。主轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示不同含 义的低频调制移频信号，该信号经电缆通道（实际电缆和模拟 电缆）

7、传给匹配变压器及调谐单元，该信号既向主轨道传送，也 向调谐区小轨道传送，主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端， 然后经调谐单元、匹配变压器、电缆通道，将信号传至本区段接 收器。调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理， 并将处理结果形成小轨道电路继电器执行条件送至本区段接收器， 本区段接收器同时接收到主轨道移频信号及小轨道电路继电器执 行条件，判决无误后驱动轨道电路继电器吸起，并由此来判断区 段的空闲与占用情况。该系统“电气电气”和“电气机械”两种 绝缘节结构电气性能相同。现按“电气机械”结构进行系统原理 介绍，系统原理构成见图2-1。,设备构成： 发送器 ZPWF 接收器 ZPWJ 衰

8、耗盘 ZPWPS1 电缆模拟网络盘 ZPWPML1 匹配变压器 ZPWBP1 调谐单元 ZWT1 空心线圈 ZWXK1 机械绝缘空心线圈 ZPWXKJ 网络接口柜 ZPWGL-2000A 电缆模拟网络组匣 ZPWXML 补偿电容 CBG1/CBG2 无绝缘移频自动闭塞机柜 ZPWG-2000A 空芯线圈防雷单元 ZPWULG 钢轨引接线,图2-1 ZPW-2000A系统原理,调谐区 调谐区按29m设计，设备包括调谐单元及空芯线圈，其参数保持原“UM71”参数。功能是实现两相邻轨道电路电气隔离。,发送器： 用于产生高精度、高稳定、一 定功率的移频信号。 系统采用发送N+1冗余方式。故 障时，通过

9、FBJ接点转至“1”FS。,机械绝缘节 由“机械绝缘节空芯线圈”（按载频分为1700、2000、2300、 2600Hz四种）与调谐单元并接而成，其特性与电气绝缘节相同。 匹配变压器 一般条件下，按0.31.0km道碴电阻设计，实现轨道电路与SPT传输电缆的匹配连接。,补偿电容 根据通道参数并兼顾低道碴电阻道床传输，选择电容器容 量。使传输通道趋于阻性，保证轨道电路具有良好传输性能。 传输电缆 采用SPT型铁路信号数字电缆，线径为1.0mm，总长10km 调谐区设备与钢轨引接线 采用3700mm、2000mm钢包铜引接线各两根构成。用于 调谐单元、空芯线圈、机械绝缘节空芯线圈等设备与钢轨间 的

10、连接。,二、设备介绍 1、发送器 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路发送器，在区间适用于非电化和电化区段18信息无绝缘轨道电路区段， 供自动闭塞、机车信号和超速防护使用。在车站适 用于非电化和电化区段 站内移频电码化发送。,2、接收器 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路将轨道电路分为主轨道电路 和调谐区短小轨道电路两个部分，并将短小轨道电路视为列 车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。该“延续段”信号由 运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成小轨 道电路轨道继电器执行条件通过（XG、XGH）送至本轨道 电路接收器，做为轨道继电器（GJ）励磁的必要检查条件之一。,主轨道和小轨道检查原理

11、图,接收器用于接收主轨道电路信号，并在检查所属调谐 区短小轨道电路状态（XG、XGH）条件下，动作本轨道 电路的轨道继电器（GJ）。另外，接收器还同时接收邻 段所 属调谐区小轨道电路信号，向相邻区段提供小轨道 电路状态 （XG、XGH）条件。 系统采用接收器成对双机并联冗余方式。,图2-4 接收器双机并联运用示意图,ZPW-2000A系统中A、B两台接收器构成成对双机并联运用。 即： A主机输入接至A主机，且并联接至B并机。 B主机输入接至B主机，且并联接至A并机。 A主机输出与B并机输出并联，动作A主机相应执行对象。 B主机输出与A并机输出并联，动作B主机相应执执行对象。,3、衰耗盘 用于实

12、现主轨道电路、小轨道电路的调整。给出发送和 接收器故障、轨道占用表示及其它有关发送、接收用24V 电源电压、发送功出电压、接收GJ、XGJ测试条件等。 4、电缆模拟网络 电缆模拟网络设在室内，按0.5、0.5、1、2、2、22km 六节设计，用于对SPT电缆长度的补偿，电缆与电缆模拟网 络补偿长度之和为10km。,5、机械绝缘节空芯线圈 按电气绝缘节29m钢轨及空心线圈等效参数设计。该机械节空心线圈分四种频率，与相应频率调谐单元相并联，可获得与电气绝缘节阻抗相同的效果。用在车站与区间衔接的机械绝缘处。,6、衰耗盘 用做对主轨道电路及调谐区短小轨道电路的调整（含正反向），给出发送、接收用电源电

13、压、发送功出电压、轨道输入输出GJ， XGJ测试条件。给出发送、接收故障报 警和轨道占用指示灯等。,7、防雷模拟网络盘 用作对通过传输电缆引入室内雷电冲击的横向、纵向防护。通过0.5、0.5、1、2、2、22km六节电缆模拟网络，补偿SPT数字信号电缆，使补偿电缆和实际电缆总长度为10km，以便于轨道电路的调整和构成改变列车运行方向。,图2-7 防雷模拟网络盘原理图,8、匹配变压器 匹配变压器用于钢轨对SPT电缆的匹配连接，变比为1：9，L1用作对电缆容性的补偿，并作为送端列车分路的限流阻抗。原理见图2-10。 C1、C2电解电容按同极性串接，形成无极性，在直流电力牵引中用于隔离直流（如地下铁

14、道）。V1、V2接至钢轨，E1、E2接至SPT电缆。F为带劣化指示的防雷单元.,图2-10 匹配变压器原理图,9、调谐区用钢包铜引接线 为加大调谐区设备与钢轨间的距离，便于工务维修等原因，加长了引接线长度。其材质为多股钢包铜注油线，满足耐酸、碱，耐冻，耐磨，耐高温性能。其长度为2000mm，3700mm各两根并联运用。,10、补偿电容 为抵消钢轨电感对移频信号传输的影响，采取在轨道电路中，分段加装补偿电容的方法，使钢轨对移频信号的传输趋于阻性，接收端能够获得较大的信号能量。另外，加装补偿电容能够实现钢轨断轨检查。在钢轨两端对地不平衡条件下，能够保证列车分路。 在ZPW-2000A系统中，补偿电

15、容容量、数量均按轨道电路具体参数及传输要求确定。,11、SPT数字电缆 主要电气参数： 导线线径：1mm； 直流电阻：47/km； 线间电容：2910%nF/km。,第三章 设备结构及使用 一、机柜 1 结构特征 用于安装室内发送器、接收器、衰耗盘等设备， 每台机柜可放置10套轨道电路的设备，机柜布置示意见图3-1（正面视），外形图片见图3-2。,图3-1 ZPW-2000A机柜布置示意图,型号规格： ZPW G-2000A 外形尺寸： 900X400X2350mm 重量：约200Kg,2 安装与使用 ZPWG -2000A型机柜安装在机械室内，配线从顶端出线；使用时将发送器、接收器、衰耗盘按

16、照施工图装入对应位置，发送器、接收器挂在U形槽上，用钥匙锁紧，衰耗盘插入对应的框架内。机柜在出厂时已按照施工图将发送器、接收器的频率选择用跨线封好。,（1）该移频架含10套ZPW-2000A型轨道电路设备。 每套设备含有发送、接收、衰耗各一台及相应零层端子板、熔断器板、按组合方式配备，每架五个组合。 四柱电源端子板用于外电源电缆与架内设备联结。 （2）移频架纵向设置有5条不锈钢导轨，用于安装发送、接收设备。 （3）接收设备按1、2，3、4，5、6，7、8，9、10五对形成双机并联运用的结构。双机并用不由工程设计完成，在机柜内自行构成。 （4）为减少柜内配线： YBJ引出接线，固定设置在位置1衰

17、耗盘，1SH线条引至01端子板。 （5）站内正线电码化发送及+1FS均设置在移频组合内。,二、发送器 1 结构特征 发送器内部由数字板、功放板两块电路板构成，外部装有黑色网罩及锁闭杆。 2 规格型号 型号：ZPWF 外形尺寸：220mm100mm383mm 重量：约5.0kg,图3-4 发送器外形及底座图片,图3-5 发送器底座示意图,区间发送器 技术指标如下表,4 发送器技术指标,三、接收器 1 结构特征 接收器为带NS1底座的2M插座型盒体,内部由数字板、I/O板、CPU板三块电路板构成，外部装有黑色网罩及锁闭杆。 2 规格型号 型号：ZPWJ 外形尺寸： 220100123(mm) 重量

18、：约1.5kg,图3-6 接收器外形及底座图片,图3-7 接收器底座示意图,4 接收器技术指标,四、衰耗盘 1 结构特征 衰耗盘是带有96芯连接器的盒体结构。盒体正面有测试塞孔，可以测量发送电源电压、接收电源电压、发送功出电压、主轨道输入电压、主轨道输出电压、小轨道输出电压、轨道继电器和小轨道继电器电压。具有发送和接收正常工作、故障指示，轨道空闲和占用指示功能。 2 规格型号 型号：ZPWPS1 外形尺寸： 18868178(mm) 重量：约1.0kg,图3-8 衰耗盘外形图片,衰耗盘96芯插座示意图,3 衰耗盘技术指标,4 轨道电路调整 主轨道电路的调整 主轨道电路的调整是按照接收电平调整表

19、3-5在衰耗盘后的96芯插座上进行跨线实现的。,小轨道电路的调整 首先用CD96-3专用选频表在衰耗盘面板输入塞孔上测出小轨道的输入信号，然后按照下表在衰耗盘后的96芯插座上进行跨线。 例：若正向时测出的小轨道信号为46mV，则对照表3-6第9项正向端子联接在衰耗盘后的96芯插座上进行跨线。 若反向时测出的小轨道信号为50mV，则对照表3-6第13项反向端子联接在衰耗盘后的96芯插座上进行跨线。,衰耗盘轨道电路调整原理示意图：,五、接口柜 1 结构特征 网络接口柜用于安装防雷电缆模拟网络盘，柜内最上一层为零层，可安装两排18柱端子板，共32个。零层以下最多可放9层网络组匣，每层可放10台电缆模

20、拟网络盘。 2 型号规格：ZPWGL-2000A 外形尺寸：2350mm900mm500mm 3 安装与使用 网络接口柜放置在机械室内，使用时将防雷电缆模拟网络盘插入所对应的组匣内，背面用手拧螺丝固定，电缆模拟网络的调整是通过网络盘35芯连接器的跨线进行。,电缆模拟网络补偿长度调整表：,4 防雷电缆模拟网络组匣 结构特征 防雷电缆模拟网络组匣是防雷电缆模拟网络盘的另一种安装方式，它装在机械室组合架上，每台组匣可放置8台防雷电缆模拟网络盘，带恻面端子，用户可根据现场实际情况选用此安装方式。,规格型号：ZPWXML1 外形尺寸： 880484178(mm) 重量：约30kg,图3-11防雷电缆模拟

21、网络组匣图片,六、防雷电缆模拟网络盘 1 结构特征 防雷电缆模拟网络盘是盒体结构，盒内装有两块模拟电缆板及防雷变压器，盒体正面有测试塞孔，可以测量电缆侧的电压，也可以测量设备侧的电压。盒体是通过35线插头与组匣相连接，通过调整35线插座的端子进行电缆长度的调整。,2 规格型号 ZPWPML1 外形尺寸： 40876178(mm) 重量：约3kg 3 安装与使用 机柜安装方式 组匣安装方式,4 模拟网络盘技术指标,七、匹配变压器 1 结构特征 匹配变压器的盒体采用不饱和聚脂材料，盒盖上带有滑槽。采用钢包铜引接线与钢轨连接。匹配变压器内装有横向防雷单元，型号为V20-C/1 75V 15KA（OB

22、O）。,图3-13 匹配变压器内部结构示意图,2 规格型号 型号：ZPWBP1 外形尺寸： 35527086(mm) 重量：约5.4kg 3 安装与使用 安装在轨道旁的基础桩上。V1-V2端子接轨道侧。E1-E2接电缆测。,图3-14 匹配变压器外形图片,4 匹配变压器技术指标,八、调谐单元 1 结构特征 调谐单元的盒体采用不饱和聚脂材料，盒盖上带有滑槽。采用钢包铜引接线与钢轨连接。,图3-15 调谐单元内部结构示意图,2 规格型号 型号：ZWT1-1700、2000 ZWT1-2300、2600 外形尺寸： 35527086(mm) 重量：约5.1kg 3 安装与使用 安装在轨道旁的基础桩上

23、。采用钢包铜引接线与钢轨连接。,图3-16 调谐单元外形图片,九、空芯线圈 1 结构特征 空芯线圈盒体采用不饱和聚脂材料，盒盖上带有滑槽。采用钢包铜引接线与钢轨连接。 2 规格型号 型号：ZWXK 外形尺寸： 35527086(mm) 重量：约7.05kg,图3-17 空芯线圈内部结构示意图,图3-18 空芯线圈外形图片,3 安装与使用 空芯线圈安装在调谐区轨道边的基础桩上, 空芯线圈两端采用钢包铜引接线与钢轨连接。 4 横向连接 简单横向连接 完全横向连接 用于牵引电流返回的完全横向连接 横向连接设置标准,5 空芯线圈技术指标 电感值L ：33.5uH 1uH 电阻值R：18.5m 5.5m

24、 ,十、机械空芯线圈 机械绝缘节空芯线圈的结构特征与空芯线圈一致。机械绝缘空芯线圈按频率（1700 Hz、2000 Hz、2300 Hz、2600 Hz）分为四种，安装在机械绝缘节轨道边的基础桩上与相应频率调谐单元相并联，使电气绝缘节-机械绝缘节间轨道电路的传输长度与电气绝缘节-电气绝缘节间轨道电路的传输长度相同。,机械空芯线圈技术指标,十一、补偿电容 1 结构特征 电容器采用电缆线焊接在电容器内部，轴向分两头引出，把电缆用环氧塑脂灌封。电缆的连接方式有两种，一种是用锡焊接塞钉，塞钉镀锡。另一种是压接线鼻子，然后用专用销钉与钢轨连接。电容器的外壳材料为黑色ABS塑料。,2 安装与使用 补偿电容

25、的安装方法，是按照等间距设置补偿电容的方法。其具体方法如下: 表示等间距长度；轨道电路两端调谐单元与第一个电容距离为2， 安装允许误差0.5。,3 补偿电容规格及技术指标 1700Hz：55F5%（轨道电路长度2501450m） 2000Hz：50F5%（轨道电路长度2501400m） 2300Hz：46F5%（轨道电路长度2501350m） 2600Hz：40F5%（轨道电路长度2501350m） 测试频率：1000Hz 额定工作电压：交流160V 损耗角正切值：tg9010-4 绝缘电阻：不小于500M，直流100V时,图3-25 补偿电容安装位置示意图,计算公式：L/ Nc， 其中，：轨

26、道电路两端调谐单元的距离（并非轨道电路长） Nc：根据优选设计确定的补偿电容数量 补偿电容的配置，其容量根据轨道电路频率的不同而不同，其数量按照轨道电路的长度来确定.,十二、SPT-P内屏蔽电缆规格及使用 可实现1MHz（模拟信号）、2Mbit/s（数字信号）以及额定电压交流750V或直流1100V及以下铁路信号系统中有关设备和控制装置之间的联接，传输系统控制信息及电能。可在铁路电气化和非电气化区段使用。 该电缆不适用于：自动闭塞系统轨道电路相同频率的发送线对和接收线对使用同一电缆。 该电缆不适用于：自动闭塞系统轨道电路相同频率的发送线对或接收线对使用同一屏蔽四线组。,1.使用原则 两个频率相

27、同的发送与接收不能采用同一根电缆。 两个频率相同发送不能设置在同一屏蔽四线组内。 两个频率相同接收不能设置在同一屏蔽四线组内。 电缆中有两个及其以上的相同频率的发送、或者有两个及其以上的相同频率的接收时，该电缆需采用内屏蔽型。 电缆中各发送、各接收频率均不相同时，可采用非内屏蔽SPT电缆，但线对必须按四线组对角线成对使用。 以上五原则可简述为： 同频的发送、接收线对不能同缆； 同频线对不能同一四线组； 无同频线对时，采用非屏蔽SPT电缆。,同频发送接收电缆使用举例： 1700-1发送与1700-1接收为同频，不能同缆。 1700-1发送与1700-2接收为不同频，可以同缆。 1700-1发送与

28、1700-1发送为同频，不能同四线组， 但可在不同四线组内设置。 1700-1接收与1700-1接收为同频，不能同四线组， 但可在不同四线组内设置。 1700-1发送与1700-2接收为不同频，可以在同一四 线组内设置。 以上表明：1700-1型与1700-2型为不同频，其它频率亦然。,2.电缆使用型号说明：,3.SPT-P电缆主要电气指标 导线线径：1mm 直流电阻：23.5/km 工作电容：272 nF/km（四线组）,移频设备主要参数测试说明 测试位置-在衰耗盘面板上。 “发送电源”塞孔-发送器24V工作电源，23.5V-24.5V； “接收电源”塞孔-接收器24V工作电源，23.5V-

29、24.5V； “发送功出”塞孔-发送器输出电平测试； “轨入”塞孔-接收器输入电压（轨道U-V1V2），大于240 mV ； “轨出1”塞孔-来自主轨道，主轨道经过电平级调整后的输出 电平，大于240 mV ； “轨出2”塞孔-来自小轨道，经过衰耗电阻分压后的输出电 平，应在100130 mV ；,“GJ（Z）”塞孔主机轨道继电器电压，大于20V； “GJ（B）”塞孔并机轨道继电器电压，大于20V； “GJ”塞孔轨道继电器电压，大于20V。 XGJ（Z） 主机小轨道继电器（或执行条件）电压，大于20V； XGJ（B） 并机小轨道继电器（或执行条件）电压，大于20V； XGJ 小轨道继电器（或执行条件）电压，大于20V；开路大于30V。,机车信号轨道入口电流 1700Hz、2000Hz 、2300Hz、机车信号轨道的入口电流大于500mA. 2600Hz机车信号轨道的入口电流大于450mA.,谢 谢 ！,