《ZPW-2000A培训教材》由会员分享,可在线阅读,更多相关《ZPW-2000A培训教材(249页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、ZPW-2000A 无绝缘 轨道电路介绍,主 要 内 容 第一章 概述 第二章 原理说明 第三章 设备结构及使用 第四章 站内轨道电路预叠加电码化 第五章 测试仪器仪表,第一章 概述 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路,是在法国UM71无绝 缘轨道电路技术引进 及国产化基础上,结合国情进行提 高系统安全性、系统传输性能及系统可靠性的技术再开发。 前者较后者在轨道电路传输安全性、传输长度、系统可靠 性以及结合国情提高技术性能价格比、降低工程造价上都 有了提高。该系统于2002年10月在北京地铁五三站经过试 验验证,系统也适用于城市轻轨及地下铁道。,一、主要技术特点 1、充分肯定、保持UM71无绝
2、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(断轨是指电气折断)。 3、减少调谐区分路死区。 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
3、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: 周围空气温度:室外:-40+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:70.0kPa106kPa(相对于海拔高度3000m以下),2 发送器 低频频率:10.3+n1.1Hz ,n=017即:
4、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。,载频频率 下行:1700-1 1701.4 Hz 上行:20001 2001.4 Hz1700-2 1698.7Hz 20002 1998.7Hz2300-1 2301.4Hz 26001 2601.4Hz2300-2 2298.7 Hz 26002 2598.7 Hz 频偏:11 Hz 输出功率:不小于70W,
5、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42mV;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 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(带内)。 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
6、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 原理说明 一、系统构成及原理ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统,与UM71无绝缘轨道 电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
7、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 义的低频调制的移频信号,该信号经电缆通道(实际电缆和模拟 电缆)传给匹配变压器及调谐单元,因为钢轨是无绝缘的,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
8、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,为补偿间距。,设备构成: 发送器 ZPWF 接收器 ZPWJ 衰耗盘 ZPWS 电缆模拟网络盘 ZPWML 匹配变压器 ZPWBPL 调谐单元 ZWT 空心线圈 ZWXK 机械绝缘空心线圈 ZPWXKJ 网络接口柜 ZPWGK-2000A/T 电缆模拟网络组匣 ZPWXML/T 补偿电容 ZPW CBG 无绝缘移频自动闭塞机柜 ZPWG-2000A/T 空芯线圈防雷单元 ZPWU
9、LG/ ZPWULG1 钢轨引接线,图2-1 ZPW-2000A系统原理,24V直流电源屏,低频控制条件,发送器,防雷与电缆模拟网络,电缆,匹配变压器,室外送端BA1BA2,室外受端BA1BA2,电缆,防雷与电缆模拟网络,衰耗器,接收器,匹配变压器,正反向控制,补偿电容,1 室外设备构成 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。,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,其节特性 与电气绝缘节相同。 匹配变压器一般条件下,按0.31.0km道
10、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 的连接。,2 室内设备构成 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。,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
11、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。,衰耗器用于实现主轨道
12、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。 防雷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。,3 系统防雷 系统防雷由两部分构成: 室内防雷:该防雷设在室内发送端和接收端,实现对从电缆引入雷电冲击的横向、纵向防护。 室外防雷:对钢轨引入雷电冲击进行保护。横向防护防雷单元设在匹配变压器轨道输入端。纵向防护防雷单元设在空芯线圈中心线与地之间。完全横向连接处不设防雷单元。,二、设备原理说明
13、1 发送器 用途: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。 电路原理介绍同一载频编码条件、低频编码条件源,以反码形式分别 送入两套微处理器CPU中,其中CPU1产生包括低频控制信 号Fc的移频信号。移频键控信号FSK分别送至CPU1、CPU2 进行频率检测。检测结果符合规定后,即产生控制输出信号, 经“控制与门”使“FSK”信号送至“滤波”环节,实现方波正 弦波变换。,功放输出的FSK信号,送至两CPU进行功出电压检测。两 CPU对FSK信号的低频
14、、载频和幅度特征检测符合要求后 使发送报警继电器励磁,并使经过功放的FSK信号输出。当 发送输出端短路时,经检测使“控制与门”有10S的关闭(装 死或称休眠保护)。,图2-3 发送器原理框图,(1)低频和载频编码条件读取 采用动态检测读取方式,确保故障安全:电路设有读取光耦和控制光耦。24V电源通过继电器编码条件,送至读取光耦和控制光耦电路,产生方波信号,实现低频和载频编码条件读取。,编码条件读取电路,(2)微处理器、可编程逻辑器件 采用双CPU、双软件、双套检测电路、闭环检查。CPU采用80C196,CPU1控制产生移频信号。 CPU1、CPU2同时对输出移频信号的低频、载频及幅度特征的检测
15、。 FPGA可编程逻辑器件,构成移频信号发生器,并行I/O扩展接口、频率计数器等。,(3)移频信号产生 低频和载频编码条件通过并行I/O接口分别送至两个CPU,经判别是否有,且只有一路。条件满足后,CPU1通过查表得到编码条件所对应的上、下边频数值,控制移频发生器,产生相应的FSK移频信号。 FSK信号由CPU1自检,CPU2进行互检,检测符合条件后,两CPU各产生一个控制信号,经过“控制与门”,将FSK信号送至低通滤波器。条件不满足时由两个CPU构成故障报警。,(4)安全与门电路为确保发送器“故障-安全”,专门设计两个分立元件构成的具有“故障-安全”保证的“安全与门”,对CPU1、CPU2输
16、出的方波动态信号进行检查。确认两路方波动态信号同时存在后,执行继电器FBJ吸起。,安全与门电路,(5)低通滤波器该滤波器由可编程低通滤波器260芯片构成,满足1700Hz至2600Hz三次及以上谐波的衰减。,(6)激励放大器采用射极输出器,以满足故障安全要求。激励放大器采用双5V电源运算放大器构成。,(7)功率放大器,2 接收器用于对主轨道电路移频信号的解调,并配合与送电端相 连接调谐区短小轨道电路的检查条件,动作轨道继电器。 另外,还实现对与受电端相连接调谐区短小轨道电路移频 信号的解调,给出短小轨道电路执行条件,送至相邻轨道 电路接收器。接收器接收端及输出端均按双机并联运用设 计,与另一台接收器构成相互热机并联运用系统,保证接 收系统的高可靠运用。,