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1、客运专线客运专线 ZPW-2000AZPW-2000A 轨道电路轨道电路ZPW-2000A 轨道电路是在既有 ZPW-2000 无绝缘轨道电路的基础上，针对高速铁路的应用进行了适应性改造，它保留了既有 ZPW-2000 轨道电路稳定、可靠的特点，具有我国自主知识产权、适用于高速铁路列控系统。（一）技术特点ZPW-2000A 轨道电路具有以下技术特点：1.ZPW-2000A 轨道电路、接收器载频选择可通过列控中心进行集中配置，发送器采用无接点的计算机编码方式，取代了既有 ZPW-2000A 轨道电路系统的继电编码方式，取消了大量的编码继电器。2.发送器由既有的 N+1 提高为 1+1 的备用模式
2、，最大限度地降低了因设备故障而影响行车。3.将既有 ZPW-2000A 轨道电路的调谐单元和匹配单元整合为一个调谐匹配单元，减少了系统的设备数量，提高了系统的可靠性。4.优化了补偿电容的配置，采用 25 微法一种，不同的信号载频采用不同的补偿间距；补偿电容采用了全密封工艺，提高了其容值稳定性和延长了使用寿命。5.加大了空心线圈的导线线径，从而提高了关键设备的安全容量要求。6.ZPW-2000A 轨道电路系统带有监测和故障诊断功能，为系统的状态修提供了技术支持；7.站内采用与区间同制式的 ZPW-2000A 轨道电路，提高系统的可靠性。8.站内道岔区段的弯股采用与直股并联的一送一受轨道电路结构，
3、轨道电路在大秦线站内 ZPW-2000A 轨道电路的基础上，使道岔分支长度由小于等于 30m 延长到的 160m，提高了机车信号车载设备在站内使用的安全性、灵活性，方便了设计。（二）信号特征1.载频频率下行： 1700-1 1701.4 Hz1700-2 1698.7 Hz 2300-1 2301.4 Hz 2300-2 2298.7 Hz上行： 2000-1 2001.4 Hz2000-2 1998.7 Hz 2600-1 2601.4 Hz 2600-2 2598.7 Hz2.低频频率：F18F1 频率分别为：10.3 Hz、11.4 Hz、12.5 Hz、13.6 Hz、14.7 Hz、
4、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频偏：11 Hz3.输出功率：70W（400 负载）（三）轨道电路工作参数1.轨道电路的标准分路灵敏度：(1)道渣电阻为 1.0km 或 2.0km 时，为 0.15；(2)道渣电阻不小于 3.0km 时，为 0.25；2.可靠工作电压：轨道电路调整状态下，接收器接收电压（轨出 1）不小于 240mV，轨道电路可靠工作；3.可靠不工作：在轨道电路最不利条件下，使用标准分路电阻在轨道区段的任意点分路
5、时，接收器接收电压（轨出 1）原则上不大于153mV，轨道电路可靠不工作；4.在最不利条件下，在轨道电路任一处轨面机车信号短路电流不小于下规定值，如表 LB6-1 所示：表格 LB6-1 机车信号短路电流不小于规定值频率(Hz)1700200023002600机车信号短路电流(A)0.50 0.50 0.50 0.455.直流电源电压范围：23.0V25.0V。二、系统框图及简要原理（一）各种类型轨道电路系统原理框图1. 区间轨道电路系统结构（1）电气绝缘节电气绝缘节轨道电路系统结构图 LB6-1 区间电气绝缘节电气绝缘节轨道电路系统结构图（2）机械绝缘节电气绝缘节轨道电路系统结构图 LB6-
6、2 区间机械绝缘节电气绝缘节轨道电路系统结构图2.站内轨道电路系统结构机械绝缘节机械绝缘节轨道电路系统结构图 LB6-3 站内机械绝缘节机械绝缘节轨道电路系统结构图3. 典型的区间和站内正线股道轨道电路框图如图 LB6-4 和 LB6-5 所示（1）区间轨道电路结构：图 LB6-4 区间轨道电路结构图（2）站内轨道区段轨道电路结构：图 LB6-5 站内道岔区段轨道电路结构图（二）简要工作原理1.调谐区的工作原理由于当前铁路线路多为长轨，且多为电气化牵引，为了减少锯轨，采用电气分割相邻轨道电路信号，利用调谐单元对不同频率信号的不同阻抗值，实现相邻区段信号的隔离，划定了轨道电路的控制范围。图 LB
7、6-6 调谐区设置长度要求电气绝缘节长 L 调谐区米（调谐区长度取决于轨道电路钢轨参数值，不同轨道结构的轨道电路的钢轨参数不同，例如：无砟和有砟的路基地段为 29m，桥梁地段一般情况下为 32m），在两端各设置一个调谐匹配单元，对于较低频率轨道电路（1700Hz、2000Hz）端，设置L1、C1 两元件的 F1 型调谐单元；对于较高频率轨道电路（2300Hz、2600Hz）端，设置 L2、C2、C3 三元件的 F2 型调谐单元。见图 LB6-8。图 LB6-7 调谐区工作原理f1（f2）端 BA 的 L1C1（L2C2）对 f2（f1）端的频率为串联谐振，呈现较低阻抗（约数十毫欧姆），称“零阻
8、抗”相当于短路，阻止了相邻区段信号进入本轨道电路区段。f1（f2）端 BA 对本区段的频率呈现电容性，并与调谐区钢轨，SVA的电感构成并联谐振，呈现高阻抗，称“极阻抗”，从而，降低电气绝缘节对信号的衰减。2.电气绝缘节调谐区内的检测功能将调谐区做为一段短小轨道电路（如 32m）。利用相邻区段的接收器，对调谐区谐振信号进行解调处理，设置高低两个防护门限，对调谐区进行检查。图 LB6-8 电气绝缘节调谐区内的检测功能示意图3.系统冗余设计(1)发送器采用 1 备 1 方式。(2）接收器由本接收“主机”及另一接收“并机”两部分组成。图 LB6-9 发送器 1 备 1 原理图 图 LB6-10 接收器
9、双机并联运用原理框图4.补偿电容设置无论区间轨道电路区段还是站内道岔轨道电路区段，当轨道电路区段长度大于 300 米时，原则上需要设置补偿电容，以改善轨道电路信号在钢轨线路上的传输条件，补偿电容采用高可靠的全密封电容（型号：ZPWCBGM）。(1)补偿电容容值的选择根据道床泄漏电阻值确定，(2)补偿电容按照相等间距原则进行布置，补偿间距按照有关原则进行计算布置。(3)补偿电容安装位置的允许公差区间补偿电容的安装位置允许公差为：半截距0.25m；间距0.5m。对于站内道岔区段岔心处的补偿电容的安装位置允许公差为：10.0m处理，其余的一般按“区间补偿电容的安装位置允许公差”原则处理。三、站内 Z
10、PW2000A 轨道电路（一）站内 ZPW2000A 轨道电路含义站内 ZPW2000A 轨道电路是集轨道电路信息和列车的车载信息于一体，在任意时刻向钢轨同时传送轨道电路信息和列车的车载信息。它是相对于目前 “站内轨道电路电码化”而言的。从这一含义可以看出：车站 ZPW2000A 轨道电路的发送设备应具有编码能力，以便将轨道电路信息和列车的车载信息集一体。该信息经调整、放大后，通过轨道电路传输系统的传输通道，将经过调制的信号送至钢轨，经钢轨传输网络向轨道电路传输系统的接收设备和列车的车载设备提供信息。（二）站内 ZPW2000A 轨道电路结构站内道岔区段轨道电路采用“分支并联”一送一受轨道电路
11、结构，以实现道岔弯股的分路检查防护和车载信号信息的连续性传输。具体如下：（加跳线和绝缘节）图 LB6-11 站内 ZPW2000A 轨道电路结构图轨道电路的“道岔跳线”十分重要，应该保证其实时完好。（三）扼流适配变压器的作用为了降低不平衡牵引电流在扼流变压器两端产生的 50Hz 电压，又能让牵引电流畅通无阻，站内轨道电路采用带适配器的扼流变压器。如果站内 ZPW2000A 轨道电路使用在非电气化牵引区段，则应取消带适配器的扼流变压器。因此，带适配器的扼流变压器的作用有两个：1.降低不平衡牵引电流在扼流变压器两端产生的 50Hz 电压，使其不大于 2.4V；2.导通钢轨内的牵引电流，使其畅通无阻
12、。基于以上原因，站内道岔区段的空扼流变压器应该使用带适配器的扼流变压器。（四）站内道岔区段道岔分支轨道电路信息连续性高速铁路列车控制系统的机车车载设备，要求地面轨道电路系统提供列车车载信息，其传送的信息必须能够实时、连续、稳定地被机车的车载设备接收，这就要求地面轨道电路系统提供给列车车载信号设备的信息，必须在时间和空间上的连续性。1.时间上的连续站内采用了与区间同制式的 ZPW-2000A 轨道电路，可以确保地面轨道电路系统提供给列车车载设备的信息在时间上是连续的。2.空间上的连续高速铁路车站轨道电路采用机械绝缘节，正线采用胶粘绝缘节，并且站内轨道区段有道岔轨道区段，因此，在站内，列车车载信息
13、在机械绝缘节处和道岔的弯股必然存在列车车载信息连续性的问题。下面就具体分析各种情况下的列车车载信息空间连续性问题。(1)机械绝缘节处信息的空间连续机械绝缘节的结构如图 LB6-12 所示：图 LB6-12 机械绝缘节结构图从图可以看出，由于受到机械绝缘节结构的影响，轨道电路设备的安装必然要离开机械绝缘节一定的距离。因此，机车经过机械绝缘节时，因受到轨道电路设备安装位置的限制和机车的车载信号接收感应器的安装位置限制，机车的车载信号接收感应器在轨道电路的机械绝缘节两边均存在一段机车车载信号接收“盲区”，如图 LB6-13 所示：图 LB6-13 机械绝缘节处各尺寸图由图示可知，轨道电路的钢轨连接线
14、往钢轨上连接设备时，需要离开鱼尾板一定的距离，距轨缝的距离约 0.6m0.8m；而机车车载信号设备的接收线圈距机车的第一轮对的距离最大可达 1.0m。这样，就不难看出机车的第一轮对从 A 点开始至轨缝 C 点相对于接收线圈自 B 点运行的 D 点的范围内。当机车车载信号设备的接收线圈在 BD 间，因钢轨内无电流或电流量不足而造成机车车载信号设备的接收中断。只有当线圈已越过轨缝 1.0m 或机车的第一轮对已越过轨缝，其前方的轨道电路区段被机车分路时，则机车车载信号设备的接收线圈下方钢轨内的车载信号电流才能够大于或等于机车信号入口电流，车载信号设备可重新可靠地接收机车信号车载信息，这一接收“盲区”
15、约为1.61.8m。为了消除列车车载信号的接收“盲区”，在道岔绝缘节处采用“跳线换位”和在轨道电路收发端处采用轨道电路钢轨引接线迂回的方法。具体如图 LB6-14 所示：图 LB6-14 绝缘节处道岔跳线示意图图 LB6-15 机械绝缘节处轨道电路钢轨引接线迂回设置图从以上图示可以看出，图 LB6-14 通过改变道岔跳线的走线方式，图LB6-15 通过对轨道电路钢轨引接线的安装方式采取迂回走线处理，可以消除机车车载信号在机械绝缘节处的信息中断问题。(2)道岔区段内车载信息的连续性道岔区段内，由于道岔结构，绝缘节设置和道岔跳线设置等，均会引起机车车载信号在岔区内信息不连续的问题，现以单开道岔为例
16、说明车载信息连续性。对于单开道岔区段的轨道电路，如果按照传统方式安装道岔跳线，则在弯股上机车车载信号设备的接收线圈下方，钢轨内的车载信号电流量不足以动作车载信号设备或无信号电流，具体见图 LB6-16 所示：图 LB6-16 道岔轨道电路弯股信号电流示意图由图中信号电流流经路径可以看出，在弯股上存在机车车载信号设备的接收线圈下方，钢轨内的车载信号电流量不足以动作车载信号设备或无信号电流问题。为了使地面轨道电路系统提供给列车车载信号设备的信息在空间上的连续，并且具有足以动作车载信号设备，必须对道岔跳线采取如下措施：道岔跳线换位，增设道岔跳线。采取上述措施后，可以使运行于道岔区段内的列车，在弯股的无受电分支的任何地点均能连续、正确和稳定可靠地接收到列车车载信号设备的控制信息。采取在弯股上每间隔一定的距离就增设一组道岔跳线，以强制列车车载信号设备的控制信息电流流
