ZPW—2000A无绝缘移频自动闭塞系统培训教材.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流ZPW2000A无绝缘移频自动闭塞系统培训教材.精品文档.ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统培训教材（二）（侧重安装）中铁一局集团电务务工程有限公司施工计划部收集整理2004年8月前 言本书作为“ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统”的培训教材，供维修及有关技术人员使用。ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统，是由北京全路通信信号研究设计院研制开发的。该项目自1998年开始研究，在保留UM71无绝缘轨道电路所有技术特点的基础上，提出了解决“全程断轨检查”等四项提高无绝缘轨道电路传输安全性及提高轨道电路传输长度、解决低道床等系统问题的技术方案，2001年对提出的技术方案进行了室内模拟试验及现场试验，通过了铁道部专家组的测试审查。2002年5月通过铁道部技术鉴定，决定在全路推广应用。2002年5月沈阳铁路信号工厂开始研制ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统的室外设备，2003年4月开始与北京全路通信信号研究设计院合作，试制ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统的室内设备，2003年9月通过了铁道部专家组的测试与评估审查，取得了沈阳铁路信号工厂生产的ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统设备准许上道运行的资格。本教材主要参考北京全路通信信号研究设计院编写的ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统工程设计说明，并针对现场检测维修无绝缘轨道电路系统设备需要编写的。主要介绍了ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统构成、设备工作原理及使用说明等。由于时间紧、能力所限，错误、疏漏之处难以避免，敬请读者提出宝贵修改意见！编者2003年11月目 录第一章概述11研制过程12主要技术特点13系统主要技术条件13.1 环境条件13.2 发送器13.3 接收器23.4 直流电源23.5 轨道电路23.6 系统冗余方式2第二章系统的构成及原理说明31 系统的构成31.1 室外部分31.2 室内部分41.3 系统防雷42ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统电路原理52.1 电气绝缘节52.1.1 作用52.1.2 简要工作原理52.1.3 电气绝缘节电路环节分析和计算62.1.4 BA参数举例及分析82.1.5 调谐区阻抗频率特性92.1.6 BA工作稳定性92.1.7 空心线圈92.1.8 机械绝缘空心线圈102.1.9 匹配变压器112.2 发送器112.2.1 作用112.2.2 原理框图及电原理说明122.2.3 发送器“N+1”冗余系统原理162.3 接收器172.3.1 作用172.3.2 原理框图及原理说明172.3.3 接收器双机并联运用原理212.4 衰耗盘232.4.1 作用232.4.2 衰耗盘外形示意图232.4.3 衰耗盘面板布置图232.4.4 电原理说明232.4.5 衰耗盘端子用途说明272.4.6 衰耗盘外线连接282.5 电缆模拟网络盘292.5.1 作用292.5.2电缆模拟网络盘外形及构成示意图292.5.3 原理框图292.5.4 防雷电路原理简要说明292.5.5 电缆模拟网络电路原理简要说明302.6 补偿电容作用及原理312.7 站内电码化322.7.1 25Hz相敏轨道电路预叠加ZPW-2000A电码化技术条件322.7.2 ZPW2000-A预叠加电码化设计说明322.7.3 电码化发送检测盘332.7.4 举例设计35第三章主要技术指标431 室内设备431.1 发送器431.2 接收器431.3 衰耗盘441.4 电缆模拟网络盘442 室外设备452.1 匹配变压器（TAD）452.2 空心线圈(SVA)452.3 机械绝缘空心线圈（SVA）452.4 调谐单元（BA）462.5 补偿电容46第四章安装与维护471 技术人员的应知应会472 移频柜482.1 移频柜组成482.2 端子占用分配表492.3区间移频柜组合类型：533网络接口柜534 主要表示、检查部位及测量值534.1 闭塞分区编号及移频柜设备位置的排列534.2 设备故障的三级报警指示设计544.3 主要表示灯544.4 主要测试插孔555 开通试验步骤565.1 开通试验前准备工作565.2 开通试验566 系统故障分类及处理办法576.1 断线576.2 混线576.3 接地587 故障处理程序587.1 一般有报警故障处理程序587.2 无报警故障处理程序588 对工程防雷设计及施工的意见589 对工程室内配线的建议5910 常用维修测试仪表5910.1 CD96-3型UM71参数选频测试表5910.2 CD96-3A型UM71/YP多用测试表6010.3 HP8904A频率合成器6110.4 1250A频响分析仪6110.5 BOP100-4M型6211 ZPW-2000A轨道电路调整表62附表1 1700Hz轨道电路调整表63附表2 2000Hz轨道电路调整表64附表3 2300Hz轨道电路调整表65附表4 2600Hz轨道电路调整表66附表5 电缆模拟网络电缆补偿长度调整表67附表6 发送器载频调整表68附表7 发送器带载输出电平级调整表68附表8 接收器载频调整69附表9 接收器电平级调整表70附表10 不同长度的小轨道的电平级调整表1附表11 ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统设备清单8第一章概述1研制过程ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统是在法国UM71无绝缘轨道电路技术引进、国产化基础上，结合国情进行的技术再开发。前者较后者在轨道电路传输安全性、传输长度、系统可靠性、可维修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显著提高。该系统自1998年开始研究。2000年10月底，针对郑州局、南昌局接连两次发生因钢轨电气分离式断轨，轨道电路得不到检查，客车脱轨的重大事故，该系统提出了解决“全程断轨检查”等四项提高无绝缘轨道电路传输安全性的技术创新方案，获得了铁道部运输局、科技司的肯定。2001年，针对郑-武UM71轨道电路雨季多处“红光带”，该系统围绕“低道碴电阻道床雨季红光带”问题，通过对轨道电路计算机仿真系统的开发，提出了提高轨道电路传输性能的一系列技术方案，从理论和实践结合上实现了传输系统的技术优化。2002年5月28日，该系统通过铁道部技术鉴定，确定推广应用。2002年10月17日至今，该系统对适用于地下铁道短调谐区ZPW-2000技术方案进行了运用试验，情况良好。ZPW-2OOOA无绝缘轨道电路由较为完备的轨道电路传输安全性技术及参数优化的传输系统构成。国家知识产权局已受理了有关“钢轨断轨检查”、“多路移频信号接收器”······ 等8项专利，成为我国目前安全性高、传输性能好、具有自主知识产权的一种先进自动闭塞制式，为“机车信号做为主体信号”创造了必备的安全基础条件。2主要技术特点1) 充分肯定、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1·km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，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。3系统主要技术条件3.1 环境条件ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路在下列环境条件下应可靠工作：1) 周围空气温度：室外：-30+70；室内：-5+402) 周围空气相对湿度：不大于95%（温度30时）3) 大气压力：74.8kPa106kPa（相对于海拔高度2500m以下）4) 周围无腐蚀和引起爆炸危险的有害气体。3.2 发送器1) 低频频率：10.3+n×1.1Hz ，n=017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、29Hz2) 载频频率下行：1700-11701.4 Hz上行：2000-12001.4 Hz1700-21698.7 Hz2000-21998.7 Hz2300-12301.4 Hz2600-12601.4 Hz2300-22298.7 Hz2600-22598.7 Hz3) 频偏：±11 Hz4) 输出功率 ：70W（400负载）3.3 接收器轨道电路调整状态下：1) 主轨道接收电压不小于240mV;2) 主轨道继电器电压不小于20V（1700负载，无并机接入状态下）;3) 小轨道接收电压不小于100mV;4) 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）。3.4 直流电源1) 直流电源电压范围：23.5V24.5V2) 设备耗电情况：发送器在正常工作时负载为400，功出为电平的情况下，耗电5.55A；当功出短路时耗电10.5A；接收器正常工作时耗电小于500mA。3.5 轨道电路1) 分路灵敏度为0.15；分路残压小于140mV（带内）。2) ZPW-2000A系统在10km SPT电缆及不同道碴电阻条件，轨道电路传输长度见表1-1：表1-1轨道电路传输长度轨道电路 载频长度(m) (Hz) 道碴电阻(·km)1700200023002600151900190018001800121750170016501600101500150015001460081050105010501050068508008008000570065065065003450450420450注：轨道电路有三种情况，规定如下：JESJES（电气绝缘节电气绝缘节）：由SVASVA组成；JESBA/SVA（电气绝缘节机械绝缘节）：由SVASVA组成；BA/SVABA/SVA(机械绝缘节机械绝缘节)：由SVASVA组成。这三种轨道电路的传输长度是一致的。3）ZPW-2000A系统在10、12.5、15km SPT电缆及1.0、1.2、1.5·km道碴电阻下，轨道电路传输长度见表1-2。表1-2 不同道碴电阻下轨道电路传输长度序号道碴电阻·km传输电缆长度km轨道电路长度（m）1700Hz2000 Hz2300 Hz2600 Hz11.010150015001500146012.5150014001400130015140014001300130021.210175017001650160012.5160016001600150015150015001400140031.510190019001800180012.51800180017001700151700160016001500 注：传输电缆长度表示为发送或接收传输电缆长度。站间电缆长度为传输电缆长度2倍。即，传输电缆长度为10、12.5、15km表示站间电缆长度为20、25、30km。4）主轨道无分路死区，调谐区分路死区不大于；5）有分离式断轨检查性能：轨道电路全程（含主轨及小轨）断轨，有关轨道继电器可靠失磁。3.6 系统冗余方式发送器采用+冗余，实现故障检测转换。接收器采用成对双机并联运用。第二章系统的构成及原理说明1 系统的构成ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统，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，电气绝缘节由空心线圈、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，防止越区传输。这样便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的受电端，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。图2-1“电气机械”绝缘节系统原理图1.1 室外部分1) 调谐区（JESJES）调谐区按29m设计，设备包括调谐单元及空心线圈，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。2) 机械绝缘节由“机械绝缘空心线圈”(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。3) 匹配变压器一般条件下，按0.251.0·km道碴电阻设计，实现轨道电路与SPT传输电缆的匹配连接。4) 补偿电容根据通道参数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。5) 传输电缆采用SPT型铁路信号数字电缆，线径为1.0mm，一般条件下，电缆长度按10km考虑。根据工程需要，传输电缆长度可按12.5 km、15 km考虑。6) 调谐区设备引接线采用3600mm、1600mm钢包铜引接线构成。用于BA、SVA、SVA等设备与钢轨间的连接。1.2 室内部分1) 发送器用于产生高精度、高稳定移频信号源。系统采用N+1冗余设计。故障时，通过FBJ的接点转至“1”FS。2) 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（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。主轨道和调谐区小轨道检查原理见图2-2。图2-2主轨道和调谐区小轨道检查原理图综上所述，接收器用于接收本主轨道电路信号，并在检查所属调谐区短小轨道电路状态（J、J）条件下，动作本轨道电路的轨道继电器（）。另外，接收器还接收相邻区段小轨道电路的信号，向相邻区段提供小轨道电路状态（、）条件。接收器采用DSP数字信号处理技术，将接收到的两种频率信号进行快速傅氏变换（FFT）,获得两种信号能量谱的分布，并进行判决。系统采用接收器成对双机并联冗余方式。3) 衰耗用于实现主轨道电路、小轨道电路的调整。给出发送和接收故障、轨道占用表示及发送、接收用24电源电压、发送功出电压、接收GJ、XGJ测试条件等。4) 电缆模拟网络电缆模拟网络设在室内，按0.5、0.5、1、2、2、2×2km六段设计，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。1.3 系统防雷系统防雷可分为室内室外两部分： 1) 室外：(1)一般防护从钢轨引入雷电信号，含横向、纵向。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纵向防雷元件。 电化牵引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500V、5KA以上。 非电化区段则只考虑50Hz220V电流影响，纵向限制电压选在280V（或275V），10KA以上(2)防雷地线电阻要严格控制在10以下。对于采取局部土壤取样不能真实代表地电阻的石质地带，必须加装长的铜质地线，具体长度需视现场情况定。(3)对于多雷及其以上地区，特别对于石质地层的地区，有条件应加装贯通地线。在电化区段，该地线为区间防雷、安全、电缆等地线以及上下行等电位连接线共同使用。该贯通地线与两端车站地网线相连接。2) 室内：防护由电缆引入的雷电信号。横向：限制电压在280V、10KA以上。纵向：利用低转移系数防雷变压器进行防护2ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统电路原理2.1 电气绝缘节2.1.1 作用 电气绝缘节由调谐单元、空心线圈及29m钢轨组成。用于实现两相邻轨道电路间的电气隔离。2.1.2 简要工作原理电气绝缘节长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。见图2-3图2-3 工作原理BA工作原理见下图2-4(a)(c)图2-4 BA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。2.1.3 电气绝缘节电路环节分析和计算1) 构成电气绝缘节的基本电路包含有L-C串联谐振电路、L-C并联谐振电路，尚有部分电感、电阻串联并联电路。2) 在电气绝缘节的两端，从钢轨通过引接线向BA，对应于相邻区段的频率呈现为“零阻抗”，约数十毫欧。由于引接线具有一定的电感，所以BA呈一定的容性，进行补偿。以保证钢轨两端的“零阻抗”，见下图2-5图2-5Lr为BA、SVA钢轨引接线电感Lr与L1之和与C1串联谐振于f2，构成“零阻抗”。3) 调谐区对于某一载频形成的电感Lv，设钢轨电阻为0，“零阻抗”为0的理想条件下， L为29m钢轨电感4) 几个基本电路（1）L-C串联电路基本电路（见图2-6）： 图2-6 电抗曲线、阻抗曲线（见图2-7）：电抗曲线 阻抗曲线图2-7特点：在谐振点处有一零点；谐振点f0处，阻抗为纯电阻Rff0阻抗为容性其等效电容由下式得ff0阻抗为感性其等效电容由右式得 （2）LC并联电路基本电路（见图2-8）：图2-8电抗曲线、阻抗曲线（见图2-9）：电抗曲线 阻抗曲线图2-9特点：在谐振点处，有一极点，阻抗最大谐振点f0处，阻抗Z为：回路值为在电气绝缘节中一般取510（3）LC串并联电路1基本电路（见图2-10）：图2-10电抗曲线、阻抗曲线（见图2-11）：电抗曲线： 阻抗曲线：图2-11特点：¨ 在f02处有一串联谐振点（零点），阻抗最小，为L1C1串联谐振点。¨ 在f01处有一并联谐振点（极点），阻抗最大，为电感Lv与L1C1构成的等效电容的并联谐振点。（以上忽略R因素）（4）LC串并联电路2基本电路（见图2-12）：图2-12电抗曲线、阻抗曲线（见图2-13）：电抗曲线： 阻抗曲线：图2-13特点：¨ 在f01处有一串联谐振点（零点），阻抗最小，为L2C2串联谐振点。¨ 在f02处有一并联谐振点（极点），阻抗最大，为电感Lv与L2C2构成的等效电感并联后与C3的并联谐振。亦即C3与（）的并联谐振。（以上忽略R因素）2.1.4 BA参数举例及分析1) f11700Hz、f22300Hz F1、F2参数见表2-1：表2-1 F1、F2参数类型元件计算值实际值F1L137.145H33.534.6HC1128.91f121127fF2L297.387H8890HC290f（设定）8993fC3236.604f（124130）×2f2) 误差分析（1）由于下述计算忽略了钢轨电阻，设备与钢轨连接线电线电感、电阻、线圈及电感中的电阻等，故计算结果为一理想值。实际上，BA、SVA至钢轨引接线采用了两根长度分别为1.6米、3.6米的钢包铜线。由于集肤效应造成，对不同频率信号，连接线呈现不同的电阻值，其电阻、感抗参考值见表2-2：表2-2 钢包铜线电阻、感抗参考值频率（Hz）分量数值R （m）L （m）17008.331.4200010.135.2230011.939260013.642.6在BA设计过程中，为抵消钢轨引接线电感的影响，在谐振频率点，BA的LC串联支路电抗值略呈电容性。对于F1型单元，L1、C1数值应满足： 该数值洽与2300Hz时钢轨引接线感抗值相抵消。见右图2-141-2端总电抗X为：使则 图2-14同样，对于F2单元，除C2外，C3也应考虑对钢轨引接电感的补偿。其目的使得F2单元对f1频率阻抗略呈容性，为-32m（1700Hz）、-37.5m（2000Hz）；对f2频率阻抗呈容性为-300m（2300Hz）、-400m（2600Hz）。（2）实际制造过程中，考虑到对L2有一定允许误差，C2、C3均附加有小电容进行补偿。该补偿电容并接在C2、C3上，数据根据计算确定，电容连接方法见图2-15：图2-153）元件实际参数表见表2-3表2-3 BA实际参数表类型频率（Hz）L1（L2）mHC1（C2）（f）C3（f）C1(C2)C1(C2)C3C3F11700124用0.476.8调整200081.6用0.475.1调整F2230090.9用0.475.6调整127×2用0.4712调整260060.4用0.473.9调整101×2用0.4710调整2.1.5 调谐区阻抗频率特性前述计算分析均按中心频率进行，实际信号有±11Hz的频偏，占用通频带不少于±40Hz。另外BA参数既要考虑到移频信号规定的频率变化，又要考虑自身参数的变化。在调谐区中部设置的SVA，其50Hz的交流阻抗仅约10m，其电阻分量也改善了并联谐振槽路的Q值，使调谐区并联谐振阻抗约为2，该考虑对提高电气绝缘节工作稳定性带来好处。调谐单元外形如图216。2.1.6 BA工作稳定性在BA制作过程中考虑了：1）L1、L2采用U行磁性瓷，为降低温度系数，间隙垫有环氧薄片.2）为使电感与电容（C1、C2、C3）达到较好的温度补偿，U型磁性瓷上下固定采用了金属弹簧方式。当温度升高时，弹簧拉力减弱，使电感增加受到一定程度抵消。图2-163）电容选择应具有温度系数小，工作稳定，损耗角小，高频工作可靠的特点。4）电感线圈选用多股电磁线绕制，以减少高频下的电阻。5）与钢轨采用3.6m，1.6m钢包铜引接线连接，与钢轨采用塞钉连接方式，接触电阻50。2.1.7 空心线圈空心线圈外形如图218。1）目的在无绝缘轨道电路区段，在每一个轨道电路区段设置一个起到平衡牵引电流的空心线圈。在两轨间该线圈应对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，并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。2）空心线圈SVA结构特点SVA由直径1.53mm、19股敷有耐高温的玻璃丝包电磁线绕制，截面为35mm2。在20时，以1592Hz信号测试，电感量为：L33±H，电阻值为25mR14m。SVA设有中心线，每半个线圈可通过100安培电流。即在100安不平衡电流或200安中点流出牵引电流情况下可以长期工作。在500安4分钟的不平衡电流下（或中心点通过1000安平衡电流下），SVA均可正常工作。由于没有铁芯，大电流情况下，不存在磁路饱和问题。3）SVA作用（1）平衡牵引电流回流SVA设置在29米长调谐区两个调谐单元的中间，由于它对于50Hz牵引电流呈现甚小的交流阻抗（约10m），故能起到对不平衡牵引电流电动势的短路作用，见图2-17:图2-18图2-17设I1、I2有100安不平衡电流，可近似视为短路，则有由于SVA对牵引电流的平衡作用，减小了工频谐波对轨道电路设备的影响。（2）对于上、下行线路间的两个SVA中心线可做等电位连接。一方面平衡线路间牵引电一方面可保证维修人员安全。见图2-19:（3）作抗流变压器见图2-20:图2-19 图2-20例如在道岔斜股绝缘两侧各装一台SVA，二中心线连接。应该指出，SVA作抗流变压器时，其总电流200安（长时间通电）（4）SVA对1700Hz感抗值仅有0.35，对2600Hz也只有0.54。在调谐区中，不能把它简单作为一个低阻值分路电抗进行分析，而应将其作为并联谐振槽路的组成部分。SVA参数的适当选择，可为谐振槽路提供一个较为合适的Q值，保证调谐区工作的稳定性。4）做调谐区两端设备纵向防雷的接地连接（1）当复线区段设有完全横向连接线时，通过SVA中心点直接接入地线。（2）当设有简单横向连接或无横向连接的SVA中心点，则经过防雷元件接地。5）调谐区设备纵向防雷元件的选择（1）UM71的选择在UM71轨道电路中长期选用soule公司0.5KV阀式避雷器。该元件过载时，依靠引线重力拉断，以保证安全。其参数为：正常工作电压 500V（交流）正常放电电流 5KA最大电压（波峰） 3KV最大残压（5KA条件下） 2.5kV由于体积大，安装受限制，检查更换不便。（2）ZPW-2000系统中对该元件的选择：原则：除模块化、阻燃、劣化指示、带电插拔及可靠性高的一般要求外，还必须具备热熔断功能。为此，选用V20-C/1 385×2或DEHNgusrf 385×2。其特性见表2-4：表2-4 防雷元件特性 型号 特性项目V20-C/1385×2DEHNguard385×2V20-c/1280DENGguard标称放电电流In20KA15KA20KA20KA最大连续工作电压Uc385×2（AC）385×2（AC）280（AC）275(AC)限制电压1.5×2KV5KA1.5×2KV5KA1.4KV20KA1.5KV20KA备 注用于电化区段用于非电化区段注：385×2表示两个元件串联指标。该指标与soule公司0.5KV阀式避雷器相对应。2.1.8 机械绝缘空心线圈对于进站和出站口均设有机械绝缘节。为使机械绝缘节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，即可获得预期效果。根据计算和室内外试验，SVA标称数值如表2-5。2.1.9 匹配变压器1）作用用于钢轨（轨道电路）与SPT铁路数字信号电缆的匹配连接。表2-5 机械绝缘空心线圈参数载频（Hz）L（H）R（m）170028.6029.60200028.4433.58230028.3233.75260028.2535.70注：钢包铜引接线数值已减除。2）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。原理及外形见图2-21。图2-21 TAD原理及外形图（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，构成无极性联接，起到隔直通交作用。保证该设备在直流电力牵引区段运用中，不致因直流成份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。该压敏电阻选择75V防护等级。该压敏电阻典型型号及特性见表2-6。表2-6 匹配变压器压敏电阻型号及特性型号特性项目V20-C/175DEHNguard75标称放电电流In15KA10KA最大连续工作电压Uc75VAC75VAC限制电压U1400V450V注：国外手册In：代号为Isn，又译作“标称通流容量”Uc：又译作“最大持续运行电压”、“最大持续操作电压”U1：代号为Up，又译作“电压保护水平”、“电压保护级别”（5）10mH的电感L1用作SPT电缆表现出容性的补偿。同时，与匹配变压器相对应处轨道被列车分路时，它可作为一个阻抗（1700Hz时约为106.8）。该电感由设在同一线圈骨架两个槽上的单独线圈组成，以便在两条电缆线的每一条线上表现出同样的阻抗。该电感阻抗的降低将造成接收器电平的增高，故电感由富于弹性物质灌封，以防止振动或撞击造成电感损坏，使电感值降低或丧失。2.2 发送器2.2.1 作用1）产生18种低频信号8种载频（上下行各四种）的高精度、高稳定的移频信号； 2) 产生足够功率的输出信号 ；3) 调整轨道电路 ；4) 对移频信号特征的自检测，故障时给出报警及N+1冗余运用的转换条件。2.2.2 原理框图及电原理说明1) 原理框图（如图2-22）图2-22 发送器原理框图同一载频编码条件、低频编码条件源，以反码形式分别送入两套微处理器CPU1、CPU2中，其中CPU1控制“移频发生器”产生低频控制信号为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、载频和幅度特征检测符合要求后,使发送报警继电器FBJ励磁，并使经过功放的FSK信号输出至轨道。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）。2) 微处理器、可编程逻辑器件及作用：（1）采用双CPU、双软件、双套检测电路、闭环检查（2）CPU采用80C196，其中CPU1控制产生移频信号。CPU1、CPU2还担负着移频输出信号的低频、载频及幅度特征的检测等功能；（3）FPGA可编程逻辑器件，由它构成移频发生器，并行I/O扩展接口、频率计数器等。3) 低频和载频编码条件的读取低频和载频编码条件读取时，为了消除配线干扰采用“功率型”电路。考虑到“故障安全”原则，应将24V直流电源变换成交流，呈动态检测方式，并将外部编码控制电路与CPU等数字电路有效隔离，如图2-23。图2-23 低频编码条件的读取该图所示为CPU对18路低频或8路载频编码条件的读取电路。依“编码继电器接点”接入“编码条件电源”（+24V），为消除配线干扰，采用+24V电源及电阻R构成“功率型”电路。考虑故障安全，电路中设置了读取光耦、控制光耦。由B点送入方波信号，当+24V编码条件电源构通时，即可从“读取光耦”受光器A点获得与B点相位相同的方波信号，送至CPU，实现编码条件的读取。“控制光耦”与“读取光耦”的设置，实现了对电路元件故障的动态检查。任一光耦的发光源，受光器发生短线或击穿等故障时，“读取光耦”A点都得不到动态的交流信号。以此实现故障安全，电路详细分析略。另外，采用光电耦合器也实现了外部编码控制电路与CPU数字电路的隔离。对于18路低频选择电路，该电路分别设置，共18个。对于载频电路则接四种频率及1、2型设置，共6个。4) 移频信号产生低频、载频编码条件通过并行I/O接口分别送到两个CPU后，首先判断