轨道电路基础知识ppt课件.pptx

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第一节轨道电路概述

第二节工频交流连续式轨道电路

第三节25HZ相敏轨道电路

第四节移频轨道电路

第五节驼峰轨道电路

第六节轨道电路的基本工作状态和基本参数

第七节轨道电路的调整

一、轨道电路的基本原理

轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，两端加以机械

绝缘（或电器绝缘），接上送电和受电设备构成的电路。最简单的轨

道电路如下图所示。轨道电路由钢轨、轨道绝缘、轨端接续线、引接

线、送电设备及受电设备等主要元件组成。

轨道电源

限流器

（R

引接线

受电端

轨道继电器

GJ

钢轨绝缘

送电端

钢轨线路

轨端接续线

二、轨道电路的作用

轨道电路的第一个作用，是监督列车的作用。

轨道电路的第二个作用，是传递行车信息。

三、轨道电路的分类

（1）按工作电源分：直流和交流。

直流：驼峰JWXC-2.3型直流闭路式轨道电路

交流：JZXC-480型交流轨道电路、25Hz相敏轨道电路等。

（2）按工作方式分：开路式和闭路式。

（3）按分割方式分：有绝缘和无绝缘。

有绝缘：站内轨道电路，四信息、八信息移频轨道电路等。

无绝缘：UM71移频轨道电路、ZPW-2000A移频轨道电路等。

（4）按使用处所分：区间和站内。

区间：移频轨道电路

站内：JZXC-480型交流轨道电路、25Hz相敏轨道电路等。

（5）按电气牵引区段牵引电流的通过路径分为单轨条轨道电路和

双轨条轨道电路。

四、技术要求

（1）满足“故障－安全”原则。

（2）在最不利条件下，受电端的接收设备在调整状态时

应可靠工作，分路状态时应可靠不工作。其入口电流应满

足机车信号要求。

（3）在最不利条件下，用标准分路线在轨道电路内任何

一处轨面可靠分路时，均能使接收设备可靠不工作。

（4）各种制式的轨道电路，在规定的技术性能范围内均

应实现一次调整。

①当轨道电路空闲且设备良好时，轨道电路继电

器衔铁应可靠吸起。

②轨道电路在任何一点被列车占用时，即使只有

一个轮对进入轨道电路，轨道继电器应立即释放

衔铁。

③当轨道电路不完整时，断轨、断线或绝缘破损

时，轨道继电器应立即释放衔铁，关闭信号。

④对某些轨道电路，还应实现由轨道向机车传递

信息的要求。

五、轨道电路的应用

轨道电路主要用于区间和站内。

区间的轨道电路通常是与自动闭塞制式相一致

的轨道电路，按照自动闭塞通过信号机的设置划分闭塞

分区，每个闭塞分区就有其轨道电路。

在半自动闭塞区段，区间一般不设轨道电路，

只有在进站信号机的外方设有接近区段的轨道电路，以

通知列车的接近以及构成接近锁闭。在半自动闭塞区

段，为了监督区间是否空闲，也装设长轨道电路。位于

区间的道口，其接近区段必须装设轨道电路。

站内轨道电路应用更为广泛。对于电器集中联

锁来说，列车进路和调车进路都必须安装轨道电路。

六、站内轨道电路的划分和命名

1、站内轨道电路的划分：

轨道电路之间采用钢轨绝缘把两个轨道电路隔离成互不干扰

的独立的电路单元。每个轨道电路单元称为轨道电路区段。轨道电路

要划分为许多区段，以保证轨道电路可靠工作，排列平行进路的需要

和便于车站作业。

2、轨道电路划分的原则是：

信号机的内外方应划分为不同的区段。

凡是能平行运行的进路，应用钢轨绝缘将它们隔开，形成不同的轨

道电路区段。

在一个轨道电路区段内，单动道岔最多不超过3组，复式交分道岔

不得超过2组。否则，道岔组数过多，轨道电路难以调整。

有时为了提高咽喉使用效率，把轨道电路区段适当划短，使道岔能

及时解锁，立即排列别的进路。

3、轨道电路区段的命名：

（1）道岔区段轨道电路是根据道岔编号来

命名。轨道电路区段中只包含一组道岔的，用其所包

含的道岔编号来命名，如1DG、3DG。包含两组道

岔编号连缀来命名，如7-9DG、13-19DG。若包含

三组道岔，则以两端的道岔编号连缀来命名，如11-

27DG，包含了11、23、27号三组道岔。

（2）无岔区段命名

对于股道，以股道号命名，如

ⅠG、ⅡG。进站信号机内方及双线单方向运行

的发车口的无岔区段，根据所衔接的股道编号加

A（下行咽喉）及B（上行咽喉）来表示。如：

ⅠAG

差置调车信号机之间的无岔区段，以两端

相邻的道岔编号写成分数形式来表示。如附图1中

D5、D15间的1/19WG，D4、D6间的2/20

WG。牵出线、机待线、机车出入库线、专用线等

调车信号机外方的接近区段，用调车信号机编号后

加G来表示，如图3-4中的D5G。

工频交流连续式轨道电路采用工频50HZ交流电

源，以JZXC-480型继电器为轨道继电器，故又称JZXC-

480型轨道电路。这种轨道电路实质上是交直流轨道电路，

电源是交流电，钢轨中传输的是交流电，而轨道继电器是

整流继电器。与交流轨道电路相比，无需调整相位角。

工频交流连续式轨道电器因结构简单，是目前

我国铁路站内轨道电路运用最为广泛的制式。但是该轨道

电路存在许多缺点，如道床电阻变化适应范围小，极限传

输长度短，分路灵敏度低，防雷性能差，形成雨天“红光

带”和分路不良等影响行车的情况。所以，必须逐渐用相

敏轨道电路等制式所代替。

一、工频交流轨道电路的组成

JZXC-480型轨道

电路是非电化区段使用的一种

非电码化安全型交流连续式轨

道电路，这种轨道电路构成简

单，电路采用干线供电方式，

由信号楼引出一对或两对电缆

向各轨道区段送电端轨道变压

器BG5供电，由受电端1：

20的BZ4升压变压器升压后送

到室内JZXC-480型继电

器。JZXC-480型轨道电路一

送一受只有送端串有可调电阻，

一送多受时各受电端都加一只

电阻，送受端电阻均为

2.2/220W型。

RX

GJ

二、工频交流轨道电路工作原理

当轨道电路完整，且无车占用时，交流电源由送电端经钢轨传输到受电端，轨道继电器吸起，表示本轨道电路空闲。此时轨道继电器的交流端电压应在10．5-16V之间，即高于轨道继电器工作值9．2V的15%，有此安全系数，以保证轨道继电器可靠励磁。

当车占用轨道电路时，轨道电路被车辆轮对分路，使轨道继电器端电压低于其工作值，轨道继电器落下，表示本轨道电路被占用。分路时，轨道继电器的交流残压值不得大于2 ．7V ，即轨道继电器释放值4 ．6V 的60%，以低于释放值40%的安全系数保证轨道继电器可靠释放。

三、工频交流轨道电路各部件及其作用

1 、轨道变压器：用于轨道电路供电，可通过改变变压器Ⅱ次侧的

端子连接，获得不同的输出电压。

2 、中继变压器：用于轨道电路受电端，BZ4 与JZXC-480 型轨

道继电器配合使用，可使钢轨阻抗与轨道变压器相匹配。

3 、变阻器：当轨道电路被车辆轮对分路后，用于承载送电端电流，

保护设备不损坏。

4 、钢轨绝缘：安装在轨道电路分界处，以保证相邻轨道电路间的

可靠的电气绝缘，使它们互不影响。

5 、钢轨引接线：用于轨道电路送受端变压器箱或电缆盒与钢轨的

连接。

6 、钢轨接续线：用于连接两钢轨轨端，降低接触电阻。

四、轨道电路的极性交叉

1 ．极性交叉

有钢轨绝缘的轨道电路，为了实现对钢轨绝缘破损的

防护，要保持绝缘节两侧的轨面电压具有不同的极性或相

反的相位，这就是轨道电路的极性交叉。如下图

极性相反

相位相反

2 ．极性交叉的作用

轨道电路如果不按“极性交叉”的要求来配置极性，当

相邻两区段中有一个区段为轮对所占用时，则在绝缘破损的情况

下，经破损处，电流在两个区段形成的回路（见下图），占用区

段虽然处于分路状态，但受端的轨道继电器就会在串电流的作用

下有可能保持在吸起状态，这是不安全的。

对于区间移频轨道电路，采用频率防护的方法，

即相邻区段采用不同的频率。

轮对

1GJ

3GJ

五、钢轨绝缘的设置

１．道岔区段警冲标内方的钢轨绝缘

在道岔区段，设于警冲标内方的钢轨绝缘，除双动道岔渡线上的

绝缘外，其他安装位置距警冲标不得小于3.5m处。如左图所示。

≧3.5m

当不得已必须装于警冲标内方小于3.5m

处，则构成了“侵限绝缘”，在联锁中要充分考虑

“侵限绝缘”的防护问题。

侵限绝缘

3.5m

２．两钢轨绝缘应设于同一坐标处

当两钢轨绝缘不能设于同一坐标时，其错开的距

离（死区段）应不大于2.5m。

３．两相邻死区段间隔

规定轨道电路两相邻死区段或死区段与相邻轨道

电路的间隔，一般不小于18m；当死区段长度小于

2.1m时，其与相邻死区段间的间距或与相邻轨道电路

的间隔允许15~18m。这是考虑死区段间隔或与相邻

轨道电路的间隔，必须大于车辆两轴间的最大距离。

４．信号机处的钢轨绝缘

设于信号机处的钢轨绝缘，应与信号机坐标相

同。

进站、接车进路信号机（以及自动闭塞区间并

置的通过信号机）处的钢轨绝缘可设在信号机前方

1m或后方1m的范围内。

调车信号机处，钢轨绝缘可设在信号机前方或后

方各1m的范围内。

25HZ

一、25HZ 相敏轨道电路概述

25HZ 相敏轨道电路是电力牵引区段较为常用的

一种轨道电路，它也可用于非电化区段，是应用较

为广泛的一种轨道电路制式。由于25HZ 相敏轨道

电路采用低频传输，终端设备采用相位鉴别方式，

且频率限为25HZ轨道电路的作用，因此具有相对传输损耗小，执

行设备灵敏度高，抗干扰能力强等优点，缺点是设

备故障点多，工作电源需两种（局部110V 及轨道

220V ）。

二、25Hz 相敏轨道电路设备构成

送电端扼流变压器(BE25) 、送电端电源变压器

(BG25) 、送电端限流电阻(RX) 、熔断器(RD1 、RD2) 、

受端扼流变压器、受电端中继变压器(BG25) 、RD3 熔断器、

防雷补偿器(FB) 、防护盒(HF) 、轨道继电器

（GJR ）、25HZ 电源屏。

25HZ 相敏轨道电路原理

BG25

扼流变

压器

RX

10A

1A 1A

10A

HF

扼流变

压器

BG25

GJR

三、25HZ 轨道电路原理

由25HZ 电源屏分别供出25HZ 轨道电源和局部电源

。轨道电源由室内供出，通过电缆供向室外，经送电端变压

器、送电端限流电阻、送电端扼流变压器、钢轨线路、受电

端扼流变压器、受电端中继变压器、电缆线路送回室内，经

过室内防雷硒堆、防护合给二元二位继电器的轨道线圈供电。

局部线圈的25HZ 电源由室内供出，当轨道线圈和局部线圈

所得电流满足规定的相位和频率要求时，二元二位继电器吸

起，轨道电路处于工作壮态。

四、各主要部件作用

1 、二元二位继电器

作用：反映轨道区段的占用和出清。

原理：它是一种交流感应式继电器。当该继电器通过规定的交流频率电

流， 局部线圈电压超前轨道线圈90

时吸起。该继电器具有可靠的

频率和相位选择性，对轨端绝缘破损和外界牵引电流及其它频率干扰

能可靠的防护。

3 4

1 2

二元二位继电器

轨道线圈

局部线圈

2 、防护盒

作用：减少25HZ 信号在传输中的衰耗和相移；减少50HZ 干扰电压。

原理：L/C 串联谐振电路，谐振频率50HZ 。当轨道线圈加50HZ 的电

压时， L 、C 电路串联谐振，相当于15Ω 电阻，起着减少轨道线

圈干扰电压的作用，对25HZ 信号电流，L 、C 电路相当于一个

16uf 的电容轨道电路的作用，由于电容的特性，L 、C 电路减少了轨道电路传输衰

耗和相移的作用。

L C

3 、扼流变压器

作用：构通牵引电流，同时配合送电端供电变压器，受电端匹配变

压器和二元二位继电器等设备，构成25HZ 相敏轨道电路系统。

原理：变比1 ：3 。当两根钢轨的牵引电流分别由牵引线圈两

端流入，由中接点流出时。因为上下两线圈匝数相同，而线圈

中电流方向相反，则信号线圈中不产生50HZ 感应电流。对

25HZ 信号电流来说，从一个方向流经牵引线圈，与信号线圈

共同形成变压器。

牵引线圈

信号线圈

牵引线圈

信号线圈

4 、送端限流电阻

作用：防止车辆在送端轨面上分路时，分路电流过大烧毁轨道变压器；

提高分路灵敏度。

阻值使用规定：

1 、道岔区段送端有

扼流时为4.4 Ω ，不

带扼流时为1.6 Ω

2 、无岔区段送端有

扼流时为4.4 Ω ，不

带扼流时为0.9 Ω

5 、10A 熔断器

作用：50Hz 干扰电流过大时，防止损坏信号器材。

6 、变压器

送受电端使用同一类型，用于送端时作为供电变压器，根据轨道电路的类型、长度、调整电压。用于终端时作为中继变压器，为使轨道继电器高阻抗与轨道的低阻抗相匹配，变比固定。

五、电气特性

调整状态时，轨道继电器轨道线圈上的有效电压应不小于

15V 。

用0.06 欧姆标准分路电阻线在轨道电路送、受电端任一处轨面分路时，

轨道继电器端电压应不大于7.4V 。

六、25HZ 轨道电路种类

按轨道电路送电端、受电端是否设有扼流变压器可分为两

种情况：送电端、受电端均设扼流变压器和送电端、受电端均不设

扼流变压器

一、移频轨道电路

移频轨道电路是移频自动闭塞的基础，又用作监督该闭塞

分区的空闲。它选用频率作为控制信息，采用频率调制的方式，

把低频调制信号FC 搬移到较高频率上，以形成振幅不变，频率

随低频信号的幅度作周期性变化的调频信号。将此信号用钢轨作

为传输通道来控制通过信号机的显示，达到自动指挥列车运行的

目的。其移频信号波形如下图。

从图中可以看出，调频信号的变化规律，是以载频信号f0

为中心，作上、下边频偏移。当低频调制信号输出低电位时，载

频向下偏移Δf( 称为频偏) ，为f1=f0- Δf ，叫低端载频或下边频；

当低频调制信号输出高电位时，载频向上偏移，为f2=f0+Δf ，叫

高端载频或上边频。可见，调频信号是受低频信号的调制而作上、

下边频的交替变化，两者在单位时间内变化的次数与低频调制信

号的频率相同。

wt

wt

wt

wt

低频信号

整形后的低频信号

载频信号

移频信号

移频信号波形图

BA ：调谐单元SVA ：空心线圈TAD ：匹配

变压器

FS ：发送器JS ：接收器

二、UM71 轨道电路

1 、设备组成

BA1

TAD

JS

SVA BA2

BA1

TAD

FS

SVA BA2

UM71 轨道电路采用的是谐振式无绝缘轨道电路。由设在室内的发送器、

接收器、轨道 继电器和设在室外的调谐单元、空心线圈、带模拟电缆的

匹配变压器及若干补偿电容组成。

2 、技术指标

载频：下行1700 、2300 ；上行2000 、2600

频偏：±11Hz

低频：从10.3Hz 至29Hz 每隔1.1Hz 呈等差数列共18 个。

3 、主要缺点

调谐区内不能实现断轨检查。

4 、UM71 轨道电路原理

UM71 轨道电路是通用调制的电气绝缘的轨道电

路，它是由发送器EM在编码系统指令控制下，产生

低频调制的移频信号，经过电缆通道、匹配单元TDA

及调谐单元BA ，送至轨道，从送电端传输到受电端

调谐单元BA 再经接收端的匹配单元、电缆通道，将

信号送到接收器RE 中，接收器将调制信号进行解调

放大后，动作轨道继电器，用以反映列车是否占用轨

道电路。钢轨上传输的低频信息，经机车接收线圈接

收送给TVM-300 系统，供机车信号、速度监控使用。

5 、电气绝缘节

（1 ）定义

BA1 、BA2 、SVA 及26m长的钢轨构成电气调谐区，又称电气绝缘

节，实现相邻轨道电路的隔离。

1G

3G

发送盒 接收盒

（2 ）工作原理

调谐区对于本区段载频呈现很高的阻抗（极阻抗），

利于本区段信号的传输和接收；对于相邻区段载频信号呈现很

低的阻抗（零阻抗），可靠地短路相邻区段信号，防止越区传

输。

三、ZPW-2000A 无绝缘移频轨道电路

吸收UM71 基础上的国产化产品，比UM71 性能更优越，主要是

实现了全程断轨检查。

1 、组成

发送器 ZPW·F

接收器 ZPW·J

衰耗盘 ZPW·PS1

电缆模拟网络盘PW·PML1

匹配变压器 ZPW·BP1

调谐单元 ZW·T1

空心线圈 ZW·XK1

机械绝缘空心线圈 W·XKJ

网络接口柜 ZPW·GL-

2000A

电缆模拟网络组匣 ZPW·XML

补偿电容 CBG1/CBG2

无绝缘移频自动闭塞机柜 ZPW·G-

2000A

空芯线圈防雷单元 ZPW·ULG

钢轨引接线

（1 ）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FBJ 接点转至“＋1”FS 。

载频频率

下行：1700-11701.4 Hz上行：2000 －1 2001.4 Hz

1700-21698. －21998.7Hz

2300-12301. －1 　 2601.4Hz

2300-22298.7 －2 2598.7 Hz

频偏：±11 Hz

输出功率：不小于70W

低频频率：10.3+n×1.1Hz ，n=0 ～17 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 。

（2 ）接收器

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

( XGJ 、XGJH) 条件下动作本轨道电

路的轨道继电器(GJ) 。同时接收器还

接收相邻区段所属调谐区小轨道电路信

号, 向相邻区段输出小轨道电路状态

(XG 、XGH) 条件。由此可见在

系统中, 一个闭塞分区由两

段轨道电路组成: 主轨道电路+ 小轨道

电路, 且小轨道电路信息交由次区段接

收器接收处理。系统采用接收器成对双

机并联冗余方式。

（3 ）衰耗盘

用于实现主轨道电路、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 ）防雷电缆模拟网络盘

电缆模拟网络设在防雷电缆模拟网络盘内，按

0.5 、0.5 、1 、2 、2 、2×2km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，以便于轨道电路的调

整和构成改变列车运行方向。

（5 ）匹配变压器

用于钢轨对SPT 电缆的匹配连接。变比为1 ：9 。

匹配变压器实物图

匹配变压器原理图

（6 ）调谐单元：参与电气绝缘节

工作。

（7 ）空芯线圈：逐段平衡两钢轨的牵引电流回流，实现上下行

线路间的等电位连接，改善电气绝缘节的Q 值，保证工作稳定

性。

调谐区( 电气绝缘节)

调谐区既电气绝缘节，除车站进出站口交界点

外轨道电路的作用，各闭塞分区分界点均设电气绝缘节。调谐区按

29m长设计，它由调谐单元（称BA ）及空心线圈

（称SVA ）组成。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。

空芯线圈非电气绝缘节的必须元件，该系统在

每一个轨道电路区段亦设置一个空芯线圈目的是对

50Hz 形成较低的阻抗，对不平衡电流电势起到短

路、平衡作用。

另外，该线圈若设在调谐区中间，适当确定参

数，可起到改善调谐区阻抗作用。该线圈也可用作

复线区段，上下行线路间等电位连接、渡线绝缘两

端牵引电流平衡以及防雷接地等作用。

机械绝缘节

在车站的进出站口交界处设机械绝缘节，由“机械绝

缘节空心线圈” （称SVA’ ）与调谐单元并接而成，其节特

性与电气绝缘节相同。在车站进出站口交界处的原绝缘节上

再并联BA 、SVA’ 目的是使该轨道电路与电气绝缘节轨道

电路有相同的传输参数和传输长度。根据29m调谐区四种

载频的综合阻抗值，设计SVA’ 并将该SVA’ 与BA 并联轨道电路基础知识ppt课件.pptx，能

获得较好的预期效果。

机械绝缘节空心线圈的结构特征与空心线圈一致。机

械绝缘空心线圈按频率(1700 Hz 、2000 HZ 、2300

Hz 、2600 ㈠z) 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。

（8 ）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。

补偿电容

由于60kg 重轨距的钢轨电感为1.3

Μh/m，同时每米约有几个pf 电容。对于

1700 、 的移频信号，钢轨呈现较高的感抗值。

该值大大高于道碴电阻时，对轨道电路信号的传输产生较

大的影响。为此，需在两钢轨间等距离加补偿电容。采取

分段加补偿电容的方法，减弱电感的影响。 其补偿原理

可理解为将每补偿段钢轨L 与电容C 视为串联谐振轨道电路基础知识ppt课件.pptx，补

偿电容设置密度加大，有利于改善列车分路，减少轨道电

路中列车分路电流的波动范围，有利于延长轨道电路传输

长度，过密设置又增加了成本，带来维修的不便，要适当

考虑。

补偿电容的没置方式宜采用“等间距法”， 即将

无绝缘轨道电路两端BA 间的距离L 按补偿电容总量N

等分，其步长=L/N 。轨道电路两端按半步长/2, 中

间按全步长设置电容，以获得最佳传输效果 。

（9 ）室内防雷

室内防雷采用纵向与横向雷电防护。防雷设备设在电缆模拟

网络盒内，纵向为低转移系数的防雷变压器，横向为带劣化显示