《ZPW2000A區間軌道電路和站聯電路》應知應會2023/2/42

主要內容第一章ZPW-2000A系統概述第二章ZPW-2000A原理說明第三章技術要求及檢修標準第四章故障判斷與處理第五章站間聯系電路一、系統簡介ZPW-2000A型無絕緣軌道電路，是在法國UM71無絕緣軌道電路技術引進及國產化基礎上，結合國情進行提高系統安全性、系統傳輸性能及系統可靠性的技術再開發。前者較后者在軌道電路傳輸安全性、傳輸長度、系統可靠性以及結合國情提高技術性能價格比、降低工程造價上都有了提高。2023/2/43ZPW-2000A系統概述二、主要技術特點1、充分肯定、保持UM71無絕緣軌道電路技術特點及優勢。2、解決了調諧區斷軌檢查，實現軌道電路全程斷軌檢查。3、減少調諧區分路死區。4、實現對調諧單元斷線故障的檢查。5、實現對拍頻干擾的防護。6、通過系統參數優化，提高了軌道電路傳輸長度。7、提高機械絕緣節軌道電路傳輸長度，實現與電氣絕緣節軌道電路等長傳輸。2023/2/44ZPW-2000A系統概述8、軌道電路調整按固定軌道電路長度與允許最小道碴電阻方式進行。既滿足了1Ω·km標準道碴電阻、低道碴電阻傳輸長度要求，又提高了一般長度軌道電路工作穩定性。9、用SPT國產鐵路信號數字電纜取代法國ZCO3電纜，減小銅芯線徑，減少備用芯組，加大傳輸距離，提高系統技術性能價格比，降低工程造價。10、采用長鋼包銅引接線取代75mm2銅引接線，利于維修。11、發送、接收設備四種載頻頻率通用，由于載頻通用，使器材種類減少，可降低總的工程造價；12、發送器和接收器均有較完善的檢測功能，發送器可實現“N+1”冗余，接收器可實現雙機互為冗余。2023/2/45ZPW-2000A系統概述二、主要技術條件1環境條件

ZPW-2000A型無絕緣移頻軌道電路設備在下列環境條件下應可靠工作：空氣溫度：室外：-30℃～+70℃；室內：-5℃～+40℃空氣相對濕度：不大于95%（溫度30℃時）大氣壓力：74.8kPa～106kPa（相對于海拔高度2500m以下）2023/2/46ZPW-2000A系統概述

2工作電源

直流電源電壓范圍：23.5V～24.5V；

設備耗電情況：發送器在正常工作時負載為400Ω，

功出為1電平的情況下，耗電為5.55A；當功出短路時耗電小于10.5A；

接收器正常工作時耗電小于500mA。

3軌道電路

分路靈敏度為0.15Ω，分路殘壓小于140mv。

主軌道無分路死區；調諧區分路死區不大于5m；

有分離式斷軌檢查性能；軌道電路全程斷軌，軌道繼電器可靠落下。2023/2/47ZPW-2000A系統概述序號設備型號序號設備型號1發送器ZPW·F8匹配變壓器ZPW·BP12模擬網絡盒ZPW·PML19調諧單元ZW·T13衰耗盒ZPW·PS110空心線圈ZW·XK14接收器ZPW·J11補償電容CBG1/CBG25無絕緣移頻自動閉塞機柜ZPW·G-2000A12機械絕緣空心線圈ZPW·XKJ6網絡接口柜隔離組匣ZPW·GL-2000A13空心線圈防雷單元ZPW·ULG/ZPW·ULG17傳輸電纜SPT內屏蔽數字電纜14鋼軌引接線鋼包鋼雙頭2023/2/48ZPW-2000A物理部件2023/2/49ZPW-2000A基本原理項目主軌小軌設置發送端位于列車運行前方，列車先經過區段接收端小軌總是位于區段的前方，其檢查條件由相鄰區段送回長度≤1500m29m殘壓<140mV-----入口短路電流載頻：1700Hz、2000Hz、2300Hz時≥500mA；2600Hz時≥450mA-----備注分路靈敏度0.15?死區段不大于5m2023/2/410ZPW-2000A基本原理2023/2/411ZPW-2000A型無絕緣軌道電路將軌道電路分為主軌道電路和調諧區小軌道電路，并將小軌道電路視為列車運行前方主軌道電路的所屬“延續段”。該“延續段”信號由運行前方相鄰軌道電路接收器處理，并將處理結果形成小軌道電路軌道繼電器執行條件通過（XG、XGH）送至本軌道電路接收器，做為軌道繼電器（GJ）勵磁的必要檢查條件之一。ZPW-2000A基本原理2023/2/412ZPW-2000A基本原理主軌道和小軌道檢查示意圖2023/2/413ZPW-2000A基本原理

接收器接收主軌道電路信號，并在檢查所屬調諧區小軌道電路狀態（XG、XGH）條件下，動作本軌道電路的軌道繼電器（GJ）。接收器同時接收鄰區段調諧區小軌道電路信號，向相鄰區段提供小軌道電路狀態（XG、XGH）條件。一套系統兩項功能區段空閑檢查增加小軌檢查發送機車信號2023/2/414ZPW-2000A基本功能兩項功能主要靠發送器來實現，發送器能夠發送固定的功出電壓、固定的載頻和根據前方區段空閑狀況發送相應的低頻。2023/2/415ZPW-2000A頻率設置行別下行代號1700-11700-22300-12300-2載頻中心頻率（Hz）1701.41698.72301.42298.7行別上行代號2000-12000-22600-12600-2載頻中心頻率（Hz）2001.41998.72601.42598.72023/2/416ZPW-2000A載頻說明1型：標稱載頻+1.4Hz；2型：標稱載頻-1.3Hz。誤差為±0.15Hz。每個區段的載頻是固定不變的。序號123456789信息名稱L3LL2LUU2LU2UUUUUS機車信號顯示綠綠綠綠黃黃2黃黃雙黃雙黃閃載頻10.311.412.513.614.715.816.918.019.12023/2/417ZPW-2000A低頻說明序號101112131415161718信息名稱U2SL5U3L4HBHUH機車信號顯示黃2閃綠黃綠紅黃閃紅黃檢測碼紅載頻20.221.322.423.524.625.726.827.929低頻頻率共18個，從10.3～29Hz，每個低頻間相差1.1Hz。其計算公式：10.3+n×1.1Hz,n=0～17。低頻決定條件是列車運行前方區段空閑的個數。列車前方連續五個區段空閑既有線機車信號載頻自動切換軌道電路占用檢查，不做機車信號信息前方信號機顯示一個紅燈一般上行線有1個N+1盒，下行線有1個N+1盒；多個區段使用同一個N+1發送盒，必須保證使用N+1備盒之后，條件和原盒一致；多個區段的配線（載頻、低頻、電平和功出）串接到N+1，由FBJ↑隔開，一旦某個盒故障，FBJ↓，接通N+1；同一線別有兩個以上盒故障，N+1頂替配線靠近的區段。2023/2/418發送器N+1原理說明2023/2/419接收器雙機并機原理ZPW-2000A系統中A、B兩臺接收器構成成對雙機并聯運用。即：A主機輸入接至A主機，且并聯接至B并機。B主機輸入接至B主機，且并聯接至A并機。A主機輸出與B并機輸出并聯，動作A主機相應執行對象。B主機輸出與A并機輸出并聯，動作B主機相應執執行對象。說明：A、B機是同一機柜中同一列上下接收器。其實就是一個接收器中有兩套接收設備，一套作為本區段的主機，一套做為另一區段的并機。注意：理論上講，關閉上下任一接收器的電源開關是不影響兩個區段的正常工作，但是與鄰站相鄰的區段（一般是上行和下行最后一個區段。），有的本區段小軌條件電源取自本接收器的電源開關，所以關閉后會產生紅光帶。2023/2/420接收器雙機并機原理2023/2/421電氣絕緣節構成及原理構成：電氣絕緣節長29m，在兩端各設一個調諧單元，對于較低頻率軌道電路（1700Hz、2000Hz）端，設置L1、C1兩元件F1型調諧單元；對于較高頻率軌道電路（2300Hz、2600Hz）端，設置L2、C2、C3三元件的F2型調諧單元。2023/2/422電氣絕緣節構成及原理原理：

“F1”（F2）端BA的L1C1（L2C2）對“F2”（F1）端（即相鄰區段）的頻率為串聯諧振，呈現較低阻抗（約數十毫歐姆），稱“零阻抗”相當于短路，阻止了相鄰區段信號進入本軌道電路區段。2023/2/423電氣絕緣節構成及原理原理：

“F1”（F2）端的BA對本區段的頻率呈現電容性，并與調諧區鋼軌、空心線圈的綜合電感構成并聯諧振，呈現較高阻抗，稱“極阻抗”（約2歐），相當于開路。以此減少了對本區段信號的衰耗。綜上所述，調諧單元與空心線圈、29m鋼軌、電感等參數配合，實現了兩個相鄰軌道電路信號的隔離，即完成“電氣絕緣節”功能。系統防雷由兩部分構成：室內防雷：該防雷設在室內發送端和接收端，實現對從電纜引入雷電沖擊的橫向、縱向防護。室外防雷：對鋼軌引入雷電沖擊進行保護。橫向防護防雷單元設在匹配變壓器軌道輸入端。縱向防護防雷單元設在空芯線圈中心線與地之間。完全橫向連接處不設防雷單元。2023/2/424系統防雷結構簡介防雷模擬網絡盒作用：電纜模擬網絡設在室內，按0.5、0.5、1、2、2、2×2km六節設計，用于對SPT電纜長度的補償，使電纜與電纜模擬網絡補償長度之和為10km，以便于軌道電路的調整和構成改變列車運行方向。2023/2/425技術要求及檢修標準低轉移系數防雷變壓器用于縱向保護橫向壓敏電阻用于電纜引入的雷電沖擊信號防雷模擬網絡盒原理框圖發送盒作用：發送固定的功出電壓、載頻和低頻。發送盒正常工作的6個條件：電源正常且極性正確：23～25V有且只有一個載頻和型號（-1或-2型）

選擇：

±0.15Hz有且只有一個低頻接通：±0.03Hz發送電平調整線接觸良好功出負載無短路現象（正常負載為400Ω左右）發送盒未受高壓沖擊而處于保護狀態（死機）2023/2/426技術要求及檢修標準接收盒作用：解調主軌信號，配合小軌檢查條件動作軌道繼電器；解調鄰區段小軌信號，送出小軌執行條件。接收盒正常工作的5個條件：電源正常且極性正確：23～25V載頻型號和發送盒相符軌出1電壓符合標準（最佳效果：640~870mV）“XGJ”條件電壓>20V（直供30V、人工條件24V）接收盒未受高壓沖擊而處于保護狀態（死機）2023/2/427技術要求及檢修標準衰耗盒作用：用于實現主軌道電路、小軌道電路的調整。給出發送和接收器故障、軌道占用表示及其它有關發送、接收用＋24V電源電壓、發送功出電壓、接收GJ、XGJ測試條件等。表示燈意義：發送工作燈---綠色，亮燈?工作正常，滅燈?故障。接收工作燈---綠色，亮燈?工作正常，滅燈?故障。軌道占用燈---綠燈?正常反映軌道電路空閑，紅燈?列車占用時亮。2023/2/428技術要求及檢修標準衰耗盒檢修標準（1）“發送電源”塞孔--發送器24V工作電源，23V-25V；（2）“接收電源”塞孔--接收器24V工作電源，23V-25V；（3）“發送功出”塞孔--發送器輸出電平測試；（4）“軌入”塞孔--接收器輸入電壓，主軌信息≧240mV、小軌信息電壓≧51mV；（5）“軌出1”塞孔--來自主軌道，經過衰耗盒調整后的輸出電平，≧240mV2023/2/429技術要求及檢修標準衰耗盒檢修標準（6）“軌出2”塞孔--來自小軌道，經過衰耗盒調整后的輸出電平，應在125～145mV，吸起電壓80mV，落下電壓63mV；（7）“GJ（Z）”塞孔--主機軌道繼電器電壓，直流≧24V；（8）“GJ（B）”塞孔--并機軌道繼電器電壓，直流≧24V；（9）“GJ”塞孔--軌道繼電器電壓，直流≧24V。2023/2/430技術要求及檢修標準衰耗盒檢修標準（10）“XG（Z）”塞孔--主機小軌道繼電器（或執行條件）電壓，≧30V；（11）“XG（B）”塞孔--并機小軌道繼電器（或執行條件）電壓，≧30V；（12）“XG”塞孔--小軌道繼電器（或執行條件）電壓，≧30V（開路≧50V）。（13）“XGJ”塞孔--小軌道檢查條件電壓，≧24V。2023/2/431技術要求及檢修標準傳輸電纜優點：與普通電纜相比，提高抗干擾，提高傳輸長度型號：SPT內屏蔽數字電纜發送、接收電纜全程綜合對地絕緣≥1MΩ。機械絕緣節由“機械絕緣節空芯線圈”（按載頻分為1700、2000、2300、2600Hz四種）與調諧單元并接而成，其節特性與電氣絕緣節相同。2023/2/432技術要求及檢修標準匹配變壓器2023/2/433技術要求及檢修標準匹配變壓器配線與實物對照示意圖匹配變壓器作用：匹配變壓器用于鋼軌對SPT電纜的匹配連接，變比為1：9，L1用作對電纜容性的補償，并作為送端列車分路的限流阻抗。2023/2/434技術要求及檢修標準匹配變壓器示意圖

說明：C1、C2電解電容按同極性串接，形成無極性，在直流電力牽引中用于隔離直流（如地下鐵道）。V1、V2接至鋼軌，E1、E2接至SPT電纜。F為帶劣化指示的防雷單元.調諧單元作用：構成電氣絕緣。注意：不同的載頻用不同的調諧單元。空心線圈作用：逐段平衡鋼軌的牽引電流回流，實現上下行線路間的等電位連接，改善電氣絕緣節的Q值，保證調諧單元工作穩定。2023/2/435技術要求及檢修標準補償電容作用：使傳輸通道趨于阻性，保證軌道電路具有良好傳輸性能。故障：電容開路式損壞時，主軌、小軌的電壓會出現以下3種情況：①主軌電壓下降，小軌電壓上升。（這種情況較多）②主軌電壓不變，小軌電壓上升。③主軌電壓上升，小軌電壓下降。要求：當主軌長度超過300M時，必須加裝補償電容。2023/2/436技術要求及檢修標準補償電容型號：不同載頻用不同的電容，誤差±10%：大載頻小電容，小載頻大電容。技術要求：額定工作電壓：交流160V

絕緣電阻：直流100V時，不小于500MΩ2023/2/437技術要求及檢修標準載頻信號1700-11700-22000-12000-2使用電容55μF50μF載頻信號2300-12300-22600-12600-2使用電容46μF40μF其他技術要求室內各種配線采用阻燃線。室內電線、電纜布線禁止出現環狀。各種配線不得有中間接頭和絕緣破損現象。室內各種配線與數據通信線共槽的線纜應采用阻燃屏蔽線。

2023/2/438技術要求及檢修標準2023/2/439系統故障判斷順序2023/2/440樓內故障分析與判斷編號衰耗盒測試數據分線盤數據故障范圍判斷軌出1XGJGJ發送接受1000室內發送至分線盤，查找發送模擬電纜防雷、繼電器組合電路200/24>80V至送端電纜或配線300正常室外發送端匹配盒或電源引入線4030V0室外主軌接受至分線盤5030V正常室內分線盤至接受盒6正常0/低室外送端電容壞或調諧區斷軌7正常正常>35V室內組合GJ電路，檢查繼電器是否松動注：此前提是發