ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路日常维护及故障处理定稿 童煜宏.doc
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1、南京铁道职业技术学院毕 业 论 文题 目:ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路的日常维护 及故障处理 作 者: 童煜宏 学 号: 二级学院: 通信信号学院 系 : 铁道通信信号 专 业: 铁道信号 班 级: 铁道信号1201班 指导者: 艾武 高级工程师 邓丽敏 助教 评阅者: 钱艺 副教授 2021年 05 月 毕业设计论文中文摘要ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路日常维护及故障处理摘要 ZPW-2000A轨道电路由法国引进,并且在我国信号研究人员的改良下,使之适应了我国的铁路情况,在很大的程度上让我国铁路得到了很大的开展。ZPW-2000A轨道电路是目前世界上较为先进的铁路信号设备,在日
2、常作业中,铁路工作者通过对设备故障的案例分析,积极吸取经验与教训,并总结出设备的日常维护以及故障处理常用的方法,为系统设备能够平安稳定可靠的运行垫定了必要的根底。本文主要对系统设备的构成、工作原理进行论述,并简单介绍设备的维护及故障处理的方法。关键词 ZPW-2000A移频轨道电路 日常维护 故障处理目录1 绪论22 ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路的概况32.1 ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路的构成32.1.1 室外局部32.1.2室内局部32.2 ZPW-2000A轨道电路原理42.2.1 电气绝缘节42.2.2 发送器42.2.3 接收器52.2.4 衰耗器62.2.5 电缆模
3、拟网络62.3 ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路的特点63 ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路的日常维护883.2维修、标准及周期93.3 ZPW-2000A轨道电路的维护114 ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路的故障处理144.1 故障处理的根本程序144.2 故障案例、分析以及处理15结 论20致 谢21参考文献221 绪论为了提高我国铁路开展水平,我国积极学习外国铁路新技术并成功引进法国UM71系统,使我国铁路信号设备的技术水平得到了很大的提高。由于UM71同时也存在着不少的缺陷,我国铁路工作人员积极研究并予以改善,但研究并改善的过程并不一路顺风。在研发ZPW-2000A初始
4、,在我国连续两次发生钢轨电气别离式断轨,因为轨道电路得不到检查,而造成客车脱轨的重大事故。但经过我国铁路工作人员的不懈努力下终于创造出了我国现大范围使用并进一步推广的ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路。ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路除了采用单片微机与数字信号处理技术以外,同时还解决了调谐区的断轨检查、调谐区的死区长度以及拍频干扰等技术难题,有较高的平安度、可靠的分路保证、断轨检查功能,能抗电气化大电流的干扰,传输特性好,适用在无缝线路、双方向、四显示以及开展列车自动控制的要求。ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路是具有我国自主知识产权的产物。轨道电路移频自动闭塞系统是ZPW-2000A
5、无绝缘移频轨道电路的根底,选用频率参数作为控制信息并且使用频率调制,列车自动运行是通过二个轨道信号作为传输信道的控制信号机的显示来实现的。ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路通过采用SPT铁路信号电缆来减小铜芯线径,大大提高了技术性能价格比,减少了工程造价,符合了我国地域辽阔,线路多而杂的根本国情,表达了我国铁路工作人员的智慧。在通过原铁道部铁路总公司技术鉴定和完成现场扩大根底上,决定向全国铁路进行推广与运用。ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路传输的移频信号既是机车信号又是地面信号,很方便的对各种车载设备进行接收,为我国现高速铁路(机车信号作为主体信号创造了必要的根底条件。大大推动了我国
6、铁路运输事业的开展,为世界铁路的开展做出了不可磨灭的奉献。本文主要阐述ZPW-2000A型无绝缘轨道电路的结构、工作原理、日常维护及常见的故障分析和处理。2 ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路的概况2.1 ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路的构成ZPW-2000A型移频轨道电路由室外与室内两个局部组成。室外局部包括调谐区、传输电缆、补偿电容、机械绝缘节、匹配变压器、调谐区设备引接线和室外防雷,室内局部由发送器、接收器、衰耗器以及电缆模拟网络等构成。如图2.1所示。图2.1 ZPW-2000A轨道电路构成图2.1.1 室外局部(1) 补偿电容:保证了轨道电路的传输距离,保证接收端信号有效信干
7、比。(2) 传输电缆:采用国产内屏蔽铁路信号数字电缆SPT,直径1.0毫米,总长度按10千米考虑。(3) 调谐区:用于实现两条轨道电路的电气隔离。(4) 调谐区设备引接线:用于SVA、BA等设备和钢轨之间的连接。(5) 机械绝缘节:设在进出站出口,由空芯线圈SVA与调谐单元并接而成。(6) 匹配变压器:实现轨道与SPT铁路数字信号电缆的匹配连接,获得最好的传输效果。(7) 室外横向防雷设置在匹配变压器内,为压敏电阻;纵向防雷设在空芯线圈处,通过中心抽头接地。2.1.2室内局部(1) 发送器:用于产生高稳定性、高精度的移频信号。(2) 接收器:采用双机并联运用设计,来保证接收器的高可靠运用。(3
8、) 衰耗器:给出发送和接收用电源电压、发送功出电压,发送供出电压、给出轨道占用表示,给出发送和接收故障表示。对主轨道电路的接收端输入电平调整和对小轨道电路的调整含正、反方向。提供检测条件。4 电缆模拟网络:用于对实际数字电缆SPT的补偿,使实际电缆长度加模拟电缆长度等于一万米。2.2 ZPW-2000A轨道电路原理2.2.1 电气绝缘节电气绝缘节:由一个空芯线圈SVA、29米长的钢轨和两个调谐单元组成,实现对两相邻轨道电路区段实现隔离。电气绝缘节的绝缘原理是利用谐振来实现。在两端各设一个调谐单元,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
9、率轨道电路2300HZ、2600HZ)端,设置L2、C2、C3三元件的F2型调谐单元。如图 图2.2 电气绝缘节原理图“f1(f2)端BA的L1C1(L2C2)对“f2f1端的频率为串联谐振,呈现较低阻抗约数十毫欧姆,称为“零阻抗,相当于短路,阻止相邻区段信号进入本轨道电路区段。“f1f2)端的BA对本区段的频率呈电容性,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,称为“极阻抗(约2欧姆,相当于开路,以此减少对本区段信号的衰耗。2.2.2 发送器用于产生高稳定性、高精度的移频信号。如图同一“载频编码条件、“低频编码条件源,以正反码形式分别送入两套微处理器CPU1、CPU2中,其
10、中CPU1控制“移频发送器产生低频控制的FSK移频信号。该信号分别送至CPU1和CPU2进行频率检测。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信号的依赖、载频和幅度特征检测符合要求给出动态信号,经“平安与门,使发送报警继电器FBJ励磁,使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10秒的关闭俗称“装死或“休眠保护图2.3 发送器原理图2.2.3 接收器采用双机并联运用设计,来保证接收器的高可靠运用。如图图2.4 接收器原理图接收器依靠外部确定的载频条件,送到两
11、个CPU,通过它们各自的识别,并且通过比拟确认一致,认为正常,不同时,作为故障并且发出报警。外部传递进来的信号,分别经过主机和并机两路模/数转换器转换为数字信号。两套CPU对外部的四路信号进行单独运算和判决处理。说明接收到的信号符合幅度、载频和低频的要求时,就输出3千赫兹的方波,驱动平安与门。平安与门接收到两路方波以后,就转换成了直流电压带动继电器。如果两CPU得到的结果并不一样,平安与门的输出就不能构成,并且同时发出报警。电路中增加了平安与门的反应检查条件,假设CPU有动态的输出,那么平安与门就应该会有直流输出,如果不是这样,就视为平安与门故障,接收器同样报警。假设接收器接收到的信号电压过低
12、,就视为列车分路。2.2.4 衰耗器给出发送和接收用电源电压、发送功出电压,发送供出电压、给出轨道占用表示,给出发送和接收故障表示。对主轨道电路的接收端输入电平调整和对小轨道电路的调整含正、反方向。提供检测条件。衰耗器的电路包括主轨道输入电路,小轨道输入电路和表示灯电路。主轨道输入信号经、接入衰耗器,经变压器输出称为接收器使用的轨出1信号,变压器阻抗为3655。根据电路方向的变化,接收端将接至不同的两端小轨道电路。所以按正、反两方向调整小轨道电路。 端子用于调整正方向,端子用于反方向调整。负载阻抗为。小轨道电路信号经过变压器进行1:3升压输出至接收器。发送工作灯通过FBJ接通,并通过“光耦1接
13、通发送报警条件BJ-1、BJ-2。正常时“光耦1输入端的发光二极管导通,“发送工作灯点亮。故障时“光耦1无输出,“发送工作灯灭灯。2.2.5 电缆模拟网络用于对实际数字电缆SPT的补偿,使实际电缆长度加模拟电缆长度等于一万米。ZPW-2000A为集中安装的自动闭塞,车站信号楼与现场各信号点设备间采用电缆连接,而各信号点距车站信号楼的距离不同,造成使用的电缆长度不同。致使信号在电缆上的电压降不同,为轨道电路的调整带来很大的不便,另外反方向行车时,发送设备和接收设备的位置改变,影响设备正常工作。通过加装模拟补偿电缆来解决。电缆模拟网络按0.5km、0.5km、1km、2km、2km、2乘2km6节
14、设计,补偿实际SPT数字信号电缆,电缆模拟网络的用途就是将理论电缆长度串接到实际电缆中,使实际电缆长度+模拟电缆长度=10km。站防雷电路用作对通过传输电缆引入室内雷电冲击的防护横向、纵向。以保护模拟网络及室内发送、接收设备,采用横向和纵向雷电防护。2.3 ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路的特点(1) 充分肯定、保持UM71系统整体技术结构上的优势;(2) 大大减少了调谐区分路死区,使原来的UM71系统的20米减少到了5米,提高了传输平安性;(3) 采用快速傅氏变换FFT、窄带数字解调方式,大幅度提高了系统抗干扰性,包括对拍频干扰的防护;(4) 通过系统参数优化,大幅度提高了轨道电路的传
15、输长度;(5) 实现了机械绝缘节于电气绝缘节轨道电路的等长传输;(6) 轨道电路根据长度及允许最小道床电阻两个因素进行调整,提高了轨道电路调整裕度和工作稳定性;(7) 发送器采用“N+1冗余,接收器采用成对双机并联运用“在单一设备故障情况下,大幅度提高了系统无故障工作时间,很大程度的提高了系统的可靠性;(8) 采用国产SPT型铁路数字信号电缆取代法国ZC03电缆,减小了铜芯线径,减少了备用芯组,加大传输距离,提高系统性价比,大大降低了工程造价,符合我国的根本国情;(9) 采用长钢包铜引接线取代75平方毫米铜引接线,便于维修。3 ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路的日常维护3.1 ZPW-20
16、00A设备日常维护考前须知1.在对系统设备维护时,必须对万可端子的连接线进行检查,看它是不是连接良好。因为万可端子是在系统设备上第一次使用,所以很多工作人员对它很陌生,经常会出现插线没有插好,压到塑料皮等情况。2.在日常维护当中,应该对补偿电容加强检测和维护,因为它在系统设备中起到了很大的作用,并且安装在线路上很多,经常会出现丧失、被盗等情况,使列车在线路上运行存在着平安隐患。3要时不时得关注引接线塞钉和钢轨的连接情况,因为当设备开始运行时,经常会遇到脱落得情况,一旦脱落,塞钉接触电阻会很大,这样就很容易出现红光带。因此在日常维护当中,对引接线钢轨塞钉的维护也不得马虎。4.要时常对发送器的功出
17、电流进行测试,测试的结果与规定相比拟,如果比500毫安要大时,就要更换发送器了。5.在维护中,工作人员不能随便对衰耗盘进行更换,因为在更换的时候会对两个区段的正常工作造成影响。6.日常应该注意区间电源屏每一束轨道电源的电流,如果电流发生了较大的变化时候,那么就要找出这条轨道电源电流增大的原因。7.在日常维护时也要时常注意跟踪发送发送器的两端功放管散发出来的热量是不是差不多的,如果发现相差不小的话,那么就要及时的对这个发送器进行跟换。去除平安隐患。8.在系统设备发生故障以后,工作人员严禁随便到室外私自处理。应该严格按照铁路作业标准进行作业。第一步对发生故障的区段的主轨道电压进行检测,测完主轨道电
18、压以后,再对发生故障区段的小轨道检查进行测试,最后对分线盘的电压进行检测来判断故障是发生在室内还是室外。9.在日常维护中,轨道电路必须要严格按照调整表进行调整,如果碰到因为外部条件做二次调整的情况时,应该详细的注明原因比方:线路石咋碰到铁轨的底部;轨枕的板面因为泥土淤积而造成受潮连电以及制动铁屑因为受潮而连电等等,并通过查Rd-U轨入关系曲线,登记最小等效道床漏泄电阻值,并要及时向上报告。10.对接收器进行更换作业时要注意两点:第一点是在进行对接收器更换作业时要特别注意另外一台接收器并机的各个输出结果是不是正常的,第二点是注意对衰耗器轨出2的电压进行测试,因为在对接收器进行更换作业的时候衰耗器
19、的轨出2的电压会升高,所以要对衰耗器轨出2的电压时刻关注,以免发生不必要的麻烦。11.在每个都含有ZPW-2000A系统设备的工区都应该对系统设备每个测试电压存档起来,相当于保存了系统设备的原始资料,因为这样,在以后系统设备在发生故障后,工作人员可以拿着这份原始资料,对着设备现象进行数据对照,这对处理设备故障可以提供很大的帮助,可以很大程度上减少工作人员的工作量。12.工作人员对系统设备的零层端子必须要非常清楚,比方XGJ的24伏放置在每一个零层端子的03-11正极和03-12负极;而零层端子03-17正极和03-18负极那么是大小为24伏的电源。13.通过对系统设备的故障案例分析,很容易的得
20、出,有一大局部故障是断路引起的,所以在日常维护中对电缆线的检查也要非常重视,看系统设备电缆的是否完好,那么就要对室外匹配变压器进行检测,将室外匹配变压器的E1、E2甩开,如果测试的结果和这个区段的功出电压相差不大,那么就很容易得出电缆是好的,如果测出来的结果和功出电压相差较大,那么电缆出现了问题。14.对含有电码化设备的地方,要对电码化设备也要非常注意,虽然设备在开始运行的时候,工作人员已经对入口的电流做了标调,但是工区应该在这个根底上加强对正线以及测线检测盘输入电压进行检测,如果得出的检测结果和原来资料的数据参数不一样,并且要低50毫伏时,工作人员应该立即对该现象进行调查,调查出原因后处理故
21、障,保证入口电流。15.对故障进行分析并得出的总结:一般多个轨道区段出现红光带并且相对应的信号机显示红灯的情况,那么工作人员就应该先对电源屏轨道电源的熔断器进行检测;而多个轨道区段出现红光带而对应的信号机消灯,那么先判断电缆是否完好。3.2维修、标准及周期1) 轨道电路A 日常维护每月1次内容包括:检查送、受电端及空心线圈钢包铜引接线完好。检查补偿电容及卡具完好。检查防护盒外观及枷锁完好。检查钢轨接续线完好。补齐缺损的接续线。检查轨道电路有无受外界干扰。B 集中检修每季度1次内容包括:同日常维护内容。检查钢包铜引接线的安装及固定是否符合要求,不良整治。标准:引接线采用长度分别为2000mm、3
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