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1、铁路职业技术学院毕业论文ZPW-2000A移频自动闭塞系统原理摘 要ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路组成的自动闭塞系统在我国铁路系统已得到广泛应用，其对铁路扩能、提速、提效起着非常重要的作用，是一种具有国际先进水平的新型自动闭塞，在感受它技术先进、性能优越等特点的同时，在日常使用、维护中出现的一系列问题也成为困扰信号维修人员的一大难道，现在铁路是高速度高密度运行，因此一线员工对其工作原理的熟练掌握和快速准确的判断、处理故障则无疑对我国快速发展的铁路有极大的促进作用。但是其要成为主体化机车信号控车设备，由于其信息量的限制还不能独自担当控车技术的主要设备，要应用在更高运营速度的客运专线时，其
2、设备将必须进一步改进或者优化，本文就此也提出了几点建议。 关键词：ZPW-2000A； 系统原理；故障分析；发展目录摘 要I引言- 1 -第一章ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统概述- 2 -1.1系统特点- 2 -1.2系统构成- 3 -1.2.1室内设备- 3 -1.2.2室外设备- 4 -1.2.3系统防雷- 5 -第二章系统及各设备工作原理- 6 -3.2故障判断- 19 -3.2.1发送器- 19 -3.2.2接收器- 20 -3.2.3衰耗盘- 20 -3.2.4站防雷和电缆模拟网络- 21 -3.3故障分类及处理方法- 22 -3.3.1断线- 22 -3.3.3 接地-
3、 23 -3.3.4系统故障排查处理- 23 -第四章 故障处理参考流程图- 27 -第五章ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞发展方向和改建意见- 30 -结束语- 32 -致 谢- 37 -参考文献- 38 -I引言闭塞是铁路上防止列车对撞或追撞（追尾）的方式，是铁路上保障安全的重要方法。 闭塞设备是用来保证区间或闭塞分区在同一时间内只能运行一个列车，从而保证行车安全，提高行车效率。然而实际工作中，由于对设备工作原理不清楚，操作不当，不能维修或者维修不熟练，造成设备故障不能及时得到解决，严重威胁行车安全和效率的事时有发生！因此要想成为一名真正的铁路技术工人必须对各设备工作原理了然于胸，要
4、做好随时能够快速处理各种突发状况的准备，还要能通过日常测试、维护把不安全隐患消灭在萌芽中，这些就使得我们必须对各设备有更深的理解！1.1系统特点（1）保持UM71无绝缘轨道电路整体结构上的优势。（2）解决了调谐区断轨检查，实现轨道电路全程断轨检查。（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、低道碴电阻最大传输长度要求，又为一般长度轨道电路最
5、大限度提供了调整裕度，提高了轨道电路工作稳定性。（9）用SPT国产铁路数字信号电缆取代法国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）系统中发送器采用“N+1”冗余，接收器采用成对双机并联运用（0.5+0.5），提高系统可靠性，大幅度提高单一电子设备故障不影响系统正常工作的时间1.2系统构成1G（F1）调谐单元调谐单元调谐单元空心线圈相当总长10km 10km匹配变压器SPT电缆电缆模拟网络相当总长10km室内匹配变压器SPT电缆电缆模拟网络室外电缆模拟网络SPT电缆匹配变压压
6、器补偿电容主轨道电路 调谐区（短小轨道电路）1600 mm3800mmmm/2空芯线圈机械绝缘节接收发送GJ接收站防雷站防雷站防雷/2（XGJ、XGJH）（XG、XGH）ZPW-2000A闭塞系统主要由室内设备、室外设备、系统防雷三大部分组成。1.2.1室内设备由发送器、接收器、衰耗盘、电缆模拟网络等组成。发送器用于产生高精度、高稳定移频信号源，采用 “N+1”冗余设计。故障时，通过FBJ接至“+1”FS.接收器为“0.5+0.5”主备使用。ZPW-2000A型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和调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”。“延续段”信号由
7、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（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（XGJ、XGJH）之一，见下图XG、XGH1GJ3GJXGJ、XGJHG、GHG、GHXG、XGH调谐区短小轨道本轨道电路邻轨道电路主轨道JSFSCPU2CpuJSCPU2Cpu综上所述，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）。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。接收器采用成对双机并联运用
8、方式。（3）衰耗盘，用于实现主轨道电路、小轨道电路的调整。给出发送接收故障、轨道占用表示及发送、接收用+24V电源电压、发送功出电压、接收GJ、XGJ测试条件。（4）电缆模拟网络，通过0.5、0.5、1、2、2、2*2km六节电缆模拟网络，补偿实际SPT数字信号电缆，使补偿电缆和实际电缆总距离为10km。1.2.2室外设备（1）电气绝缘节(调谐区)电气绝缘节由调谐单元（ZW.T1（F1）、ZW.T1（F2）、空芯线圈（ZW.XK1）、设备引接线、及29m钢轨组成。用于实现两相邻轨道电路间的电气隔离。（2）机械绝缘节由“机械绝缘节空芯线圈（ZPW.XKJ）”与调谐单元并接及设备引接线组成，其特性
9、与电气绝缘节相同。（3）匹配变压器（ZPW.BP）实现轨道电路与传输电缆的匹配连接(道碴电阻一般在0.251.0的情况下)。（4）补偿电容根据通道参数兼顾低道碴电阻道床传输，采用分段加装补偿电容方法，在一定程度上减少钢轨电感对移频信号传输的影响，延长(或保证)轨道电路长度；保证轨道电路的传输性能。（5）传输电缆ZPW-2000A采用铁路内屏蔽数字信号电缆，其电缆芯线直径为1.0mm，一般条件下，电缆长度按10Km考虑。（6）设备引接线采用3600mm、1600mm钢包铜注油线，用于调谐单元、空芯线圈、匹配变压器等设备与钢轨间的连接1.2.3系统防雷系统防雷可分为室内和室外两部分1.室内(1)一
10、般防护从钢轨引入的雷电信号，包括横向防雷、纵向防雷。横向：限制电压在75V、10KA以上。纵向：根据设计，一般可通过空心线圈中心线直接接地进行纵向雷电防护。在不能直接接地时，应通过空心线圈中心线与地间加装横向、纵向防雷元件。电气化区段考虑牵引回流不畅条件下，出现的纵向不平衡电压峰值，限制电压选在AC500V、5KA以上。非电气化区段则只考虑50HZ、AC220V电流影响，纵向电压选在AC280V（或AC275V）、10KA以上。（2）防雷地线电阻要严格控制在10欧姆以下。（3）对于多雷地区、石质地层的地区，有条件应加装贯通地线。2.室外防护由电缆引入的雷电信号。横向：限制电压在AC280V、1
11、0KA以上。纵向：利用低转移系数防雷变压器进行防护。第二章系统及各设备工作原理2.1系统工作原理在移频自动闭塞区段，移频信息的传输，是按照运行列车占用闭塞分区的状态，迎着列车的运行方向，自动地向各闭塞分区传递信息的。如下图所示，若下行线有两列列车A、B运行，A列车运行在1G分区，B列车运行在5G分区。由于1G有车占用，防护该闭塞分区的通过信号机7显示红灯，这时7信号点的发送设备自动向闭塞分区2G发送以26.8 Hz调制的中心载频为2300Hz的移频信号。当5信号点的接收设备接收到该移频信号后，使通过信号机5显示黄灯。此时5信号点的发送设备自动地向闭塞分区3G发送以16.9 Hz调制的中心载频为
12、17000Hz的移频信号。当3信号点的接收设备接收到该移频信号后，使通过信号机3显示绿黄灯。同理，3信号点的发送设备又自动地向闭塞分区4G发送以13.6 Hz调制的中心载频为2300的移频信号，当1信号点的接收设备接收到此移频信号后，使通过信号机1显示绿灯。1信号点的发送设备会自动向5G发送11.4HZ调制1700HZ的移频信号。由于续行列车B已进入5G分区，该区段的接收设备接收不到11.4HZ调制1700HZ的移频信号，防护后续区段的信号机点红灯。道理同1G区段。此时B车司机可按绿灯显示定速运行。如果列车A由于某种原因停在1G分区续行列车B进入3G分区时，司机见到5信号机显示黄灯，则应注意减
13、速运行。当续行列车B进入2G分区时，由于信号机7显示红灯，司机使用常用制动措施，使列车B能停在显示红灯的信号机的前方。这样，就可根据列车占用闭塞分区的状态，自动改变地面信号机的显示，准确地指挥列车的运行，实现自动闭塞。ZPW2000A移频自动闭塞的工作原理2.2各设备工作原理1、匹配变压器电路图 电路分析(1)、V1V2 经调谐单元端子接至轨道， L1L2 经 SPT 电缆接至室内。(2) 、考虑到 1.0 km 道碴电阻，并兼顾低道碴电阻道床，该变压器变比优选为 9：1。(3) 钢轨侧电路中，串联接入二个 16V，4700F 电解电容（C1、C2）该二电容按相反极性串接，构成无极性联结，起到
14、隔直及交连作用。保证该设备在直流电力牵引区段运用中，不致因直流成分造成匹配变压器磁路饱和。 （4）F 为匹配变压器的雷电横向防护元件。2、电气绝缘节电路图 电气绝缘节由调谐单元、空芯线圈及29m 钢轨组成。用于实现两相邻轨道电路间的电气隔离，即完成电气绝缘节的作用。电气绝缘节长 29 米，在两端各设一个调谐单元（下称 BA），对于较低频率轨道电路（1700、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（2300、2600Hz）端，设置 L2、C2、C3 三元件的 F2 型调谐单元。“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“零阻抗”相当于短路，阻止了相邻区段信号进入本轨道电路区段，见图（C）左端（图（b）右端）。 “f1”（f2）端的 BA 对本区段的频率呈现电容性，并与调谐区钢轨、SVA 的综合电感构成并联谐振，呈现较高阻抗，称“极阻抗”（约 2 欧），相当于开路。以此减少了对本区段信号的衰耗。 3、补偿电容作用
