城市軌道交通專業教學資源庫城市軌道交通專用通信設備維護課程城市軌道交通專業教學資源庫軌道電路第四節移頻軌道電路1.移頻軌道電路4四、移頻軌道電路移頻軌道電路是移頻自動閉塞的基礎，又用作監督該閉塞分區的空閑。它選用頻率作為控制信息，采用頻率調制的方式，把低頻調制信號FC搬移到較高頻率上，以形成振幅不變，頻率隨低頻信號的幅度作周期性變化的調頻信號。將此信號用鋼軌作為傳輸通道來控制通過信號機的顯示，達到自動指揮列車運行的目的。其移頻信號波形如下圖。從圖中可以看出，調頻信號的變化規律，是以載頻信號f0為中心，作上、下邊頻偏移。當低頻調制信號輸出低電位時，載頻向下偏移Δf(稱為頻偏)，為f1=f0-Δf，叫低端載頻或下邊頻；當低頻調制信號輸出高電位時，載頻向上偏移，為f2=f0+Δf，叫高端載頻或上邊頻。可見，調頻信號是受低頻信號的調制而作上、下邊頻的交替變化，兩者在單位時間內變化的次數與低頻調制信號的頻率相同。1.移頻軌道電路5四、移頻軌道電路uuuuwtwtwtwt低頻信號整形后的低頻信號載頻信號移頻信號移頻信號波形圖2.UM71軌道電路6四、移頻軌道電路BA：調諧單元SVA：空心線圈TAD：匹配變壓器FS：發送器JS：接收器2.UM71軌道電路7四、移頻軌道電路BA：調諧單元SVA：空心線圈TAD：匹配變壓器FS：發送器JS：接收器（1）設備組成2.UM71軌道電路8四、移頻軌道電路（1）設備組成UM71軌道電路采用的是諧振式無絕緣軌道電路。由設在室內的發送器、接收器、軌道繼電器和設在室外的調諧單元、空心線圈、帶模擬電纜的匹配變壓器及若干補償電容組成。（2）技術指標載頻：下行1700、2300；上行2000、2600頻偏：±11Hz低頻：從10.3Hz至29Hz每隔1.1Hz呈等差數列共18個。（3）主要缺點調諧區內不能實現斷軌檢查。2.UM71軌道電路9四、移頻軌道電路（4）UM71軌道電路原理

UM71軌道電路是通用調制的電氣絕緣的軌道電路，它是由發送器EM在編碼系統指令控制下，產生低頻調制的移頻信號，經過電纜通道、匹配單元TDA及調諧單元BA，送至軌道，從送電端傳輸到受電端調諧單元BA再經接收端的匹配單元、電纜通道，將信號送到接收器RE中，接收器將調制信號進行解調放大后，動作軌道繼電器，用以反映列車是否占用軌道電路。鋼軌上傳輸的低頻信息，經機車接收線圈接收送給TVM-300系統，供機車信號、速度監控使用。2.UM71軌道電路10四、移頻軌道電路（5）電氣絕緣節a.定義

BA1、BA2、SVA及26m長的鋼軌構成電氣調諧區，又稱電氣絕緣節，實現相鄰軌道電路的隔離。2.UM71軌道電路11四、移頻軌道電路（5）電氣絕緣節b.工作原理調諧區對于本區段載頻呈現很高的阻抗（極阻抗），利于本區段信號的傳輸和接收；對于相鄰區段載頻信號呈現很低的阻抗（零阻抗），可靠地短路相鄰區段信號，防止越區傳輸。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路12四、移頻軌道電路吸收UM71基礎上的國產化產品，比UM71性能更優越，主要是實現了全程斷軌檢查。（1）組成發送器ZPW·F接收器ZPW·J衰耗盤ZPW·PS1電纜模擬網絡盤PW·PML1匹配變壓器ZPW·BP1調諧單元ZW·T1空心線圈ZW·XK1機械絕緣空心線圈W·XKJ網絡接口柜ZPW·GL-2000A電纜模擬網絡組匣ZPW·XML補償電容CBG1/CBG2無絕緣移頻自動閉塞機柜ZPW·G-2000A空芯線圈防雷單元ZPW·ULG鋼軌引接線3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路13四、移頻軌道電路（1）組成a.發生器用于產生高精度、高穩定、一定功率的移頻信號。系統采用發送N+1冗余方式。故障時，通過FBJ接點轉至“＋1”FS。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路14四、移頻軌道電路（1）組成a.發送器載頻頻率下行：1700-11701.4Hz上行：2000－12001.4Hz1700-21698.7Hz2000－21998.7Hz2300-12301.4Hz2600－1

2601.4Hz2300-22298.7Hz2600－22598.7Hz頻偏：±11Hz輸出功率：不小于70W低頻頻率：10.3+n×1.1Hz，n=0～17即：

10.3Hz、11.4Hz、12.5Hz、13.6Hz、14.7Hz、15.8Hz、16.9Hz、18Hz、19.1Hz、20.2Hz、21.3Hz、22.4Hz、23.5Hz、24.6Hz、25.7Hz、26.8Hz、27.9Hz、29Hz。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路15四、移頻軌道電路（1）組成b.接收器接收器用于接收主軌道電路信號,并在檢查所屬調諧區短小軌道電路狀態(XGJ、XGJH)條件下動作本軌道電路的軌道繼電器(GJ)。同時接收器還接收相鄰區段所屬調諧區小軌道電路信號,向相鄰區段輸出小軌道電路狀態(XG、XGH)條件。由此可見在ZPW2000系統中,一個閉塞分區由兩段軌道電路組成:主軌道電路+小軌道電路,且小軌道電路信息交由次區段接收器接收處理。系統采用接收器成對雙機并聯冗余方式。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路16四、移頻軌道電路（1）組成c.衰耗盤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。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路17四、移頻軌道電路（1）組成d.防雷電纜模擬網絡盤

電纜模擬網絡設在防雷電纜模擬網絡盤內，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，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。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路18四、移頻軌道電路（1）組成e.匹配變壓器用于鋼軌對SPT電纜的匹配連接。變比為1：9。匹配變壓器實物圖匹配變壓器原理圖3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路19四、移頻軌道電路（1）組成f.調諧單元：參與電氣絕緣節工作。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路20四、移頻軌道電路（1）組成g.空芯線圈：逐段平衡兩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，保證工作穩定性。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路21四、移頻軌道電路（1）組成g.空芯線圈：調諧區(電氣絕緣節)

調諧區既電氣絕緣節，除車站進出站口交界點外，各閉塞分區分界點均設電氣絕緣節。調諧區按29m長設計，它由調諧單元（稱BA）及空心線圈（稱SVA）組成。其參數保持原“UM71”參數，功能是實現兩相鄰軌道電路電氣隔離。空芯線圈非電氣絕緣節的必須元件，該系統在每一個軌道電路區段亦設置一個空芯線圈目的是對50Hz形成較低的阻抗，對不平衡電流電勢起到短路、平衡作用。另外，該線圈若設在調諧區中間，適當確定參數，可起到改善調諧區阻抗作用。該線圈也可用作復線區段，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。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路22四、移頻軌道電路（1）組成g.空芯線圈：機械絕緣節在車站的進出站口交界處設機械絕緣節，由“機械絕緣節空心線圈”（稱SVA’）與調諧單元并接而成，其節特性與電氣絕緣節相同。在車站進出站口交界處的原絕緣節上再并聯BA、SVA’目的是使該軌道電路與電氣絕緣節軌道電路有相同的傳輸參數和傳輸長度。根據29m調諧區四種載頻的綜合阻抗值，設計SVA’并將該SVA’與BA并聯，能獲得較好的預期效果。機械絕緣節空心線圈的結構特征與空心線圈一致。機械絕緣空心線圈按頻率(1700Hz、2000HZ、2300Hz、2600㈠z)分為四種，安裝在機械絕緣節軌道邊的基礎樁上與相應頻率調諧單元相并聯，使電氣絕緣節-機械絕緣節間軌道電路的傳輸長度與電氣絕緣節-電氣絕緣節間軌道電路的傳輸長度相同。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路23四、移頻軌道電路（1）組成h.補償電容：為抵消鋼軌電感對移頻信號傳輸的影響，采取在軌道電路中，分段加裝補償電容的方法，使鋼軌對移頻信號的傳輸趨于阻性，接收端能夠獲得較大的信號能量。另外，加裝補償電容能夠實現鋼軌斷軌檢查。在鋼軌兩端對地不平衡條件下，能夠保證列車分路。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路24四、移頻軌道電路（1）組成h.補償電容：由于60kg重1435mm軌距的鋼軌電感為1.3Μh/m，同時每米約有幾個pf電容。對于1700、2300Hz的移頻信號，鋼軌呈現較高的感抗值。該值大大高于道碴電阻時，對軌道電路信號的傳輸產生較大的影響。為此，需在兩鋼軌間等距離加補償電容。采取分段加補償電容的方法，減弱電感的影響。其補償原理可理解為將每補償段鋼軌L與電容C視為串聯諧振，補償電容設置密度加大，有利于改善列車分路，減少軌道電路中列車分路電流的波動范圍，有利于延長軌道電路傳輸長度，過密設置又增加了成本，帶來維修的不便，要適當考慮。補償電容的沒置方式宜采用“等間距法”，即將無絕緣軌道電路兩端BA間的距離L按補償電容總量N等分，其步長△=L/N。軌道電路兩端按半步長△/2,中間按全步長△設置電容，以獲得最佳傳輸效果。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路25四、移頻軌道電路（1）組成i.室內防雷室內防雷采用縱向與橫向雷電防護。防雷設備設在電纜模擬網絡盒內，縱向為低轉移系數的防雷變壓器，橫向為帶劣化顯示的壓敏電阻。傳輸電纜采用SPT型鐵路信號數字電纜，線徑為1.0mm，總長10km。

SPT數字電纜能實現1MHz(模擬信號)、2Mbit/s(數字信號)以及額定電壓交流750V或直流1100V及以下鐵路信號系統中有關設備和控制裝置之間的聯接，傳輸系統控制信息及電能。可在鐵路電氣化和非電氣化區段使用。j.調諧區設備與鋼軌間的引接線調諧區設備與鋼軌間連接由3700mm、2000mm鋼包銅引接線各兩根構成。分別用于調諧單元、空心線圈、機械絕緣節空心線圈等設備與鋼軌間的連接。k.室外防雷防雷系統由兩部分構成：室外防雷、室內防雷。室外橫向防雷設在匹配變壓器內，為壓敏電阻。縱向防雷設在空心線圈處，通過中心抽頭接地。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路26四、移頻軌道電路（2）ZPW2000軌道電路工作原理圖3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路27四、移頻軌道電路（3）ZPW-2000A型無絕緣軌道電路工作原理：

a.ZPW-2000A型無絕緣軌道電路分為主軌道電路和調諧區小軌道電路兩部分，小軌道電路視為列車運行前方主軌道電路的所屬“延續段”。

b.主軌道電路的發送器由編碼條件控制產生表示不同含義的低頻調制的移頻信號，該信號經電纜通道（實際電纜和模擬電纜）傳給匹配變壓器及調諧單元，因為鋼軌是無絕緣的，該信號既向主軌道傳送，也向調諧區小軌道傳送，主軌道信號經鋼軌送到軌道電路受電端，然后經調諧單元、匹配變壓器、電纜通道，將信號傳至本區段接收器。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路28四、移頻軌道電路（3）ZPW-2000A型無絕緣軌道電路工作原理：c.接收器一方面對主軌道電路移頻信號進行解調，同時配合與送電端相連接的本區段調諧區小軌道電路檢查條件（由運行前方區段接收端送來的XGJ、XGJH條件）動作本區段軌道繼電器。另一方面接收器還對小軌道電路信號進行解調，給出小軌道執行條件（XG、XGH），經衰耗盤送至相鄰區段接收器。3.ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路29四、移頻軌道電路（3）ZPW-2000A型無絕緣軌道電路工作原理：c.ZPW-2000A型無絕緣軌道電路同UM71軌道電路基本相同，只是在調諧區內增加了小軌道電路，用來實現無絕緣軌道電路全程斷軌檢查，避免了UM71軌道電路調諧區存在的“死區段”（它的“死區段”只有調諧區內小于5米的一小節）從而大大地提高了軌道電路的安全性、傳輸性、穩定性。ZPW-2000A型無絕緣軌道電路分為主軌道電路和調諧區小軌道電路電路兩部分，并將小軌道電路看作是列車運行方向主軌道電路的“延續段”。主軌道電路發送器產生的移頻信號既向主軌道傳送，也向調諧區小軌道電路傳送。主軌道信號經過鋼軌送到軌道電路受電端，然后經調諧單元、匹配變壓器、電纜通道，將信號傳到本區段接收器。調諧區小軌道信號由運行前方相鄰軌道電路接收器處理，并將處理結果形成的小軌道電路執行條件送到本軌道電路接收器，做為軌道繼電器勵磁的必要檢查條件之一。本區段接收器同時接收到主軌道移頻信號及小軌道電路繼電器執行條件，判斷無誤后驅動軌道電路繼電器吸