25HZ相敏轨道电路原理.doc
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1、一、25HZ相敏轨道电路原理(一送一受双扼流)(1)与传统得交流连续式轨道电路得比较(2)传输信号得不同。(3)电气化区段抗干扰性选择。(4)电码化得优势。JJG110RD1A3JJZ220HFCC1F12 GJ3413Z(I2- I3)I1I4II1III3(3- 1)XBRD10A4512BE25RD1AGJZ220GJF220(I2- I3)IIKI4XBRD10AR1、1IIZBG25BG253II14512BE25简单了解25HZ相敏轨道电路制式:1通号公司研制得97型。2铁科研研制得微电子型。3北方交大研制得适配器型。二、几种器材介绍:1JRJC1-70/24型二元二位继电器JRJ
2、C1-70/24型号得含义:J R J C 170 / 240继电器二元交流插入式设计序号轨道线圈电阻局部线圈电阻用途:可靠工作反映轨道电路或空闲,可靠不工作反映轨道电路占用。类型:交流感应式继电器。特点:频率选择性与相位选择性。12 22 3211 21 311 11 12 32 31 32 21 23 43 41 4JRJC1-70/24型二元二位继电器插座示意图2HF2-25型与HF-25型防护盒用途:对50HZ成分进行滤波,减小轨道继电器上50HZ牵引电流得干扰电压。对25HZ信号频率得无功分量进行补偿。减少25HZ信号在传输中得衰耗与相移,使轨道线圈电压与局部线圈电压产生正相移,保证
3、轨道继电器正常工作。原理:防护盒1、3号端子并接在轨道继电器得轨道线圈上,对50HZ呈串联谐振,相当于20欧姆得电阻,将50HZ干扰电流旁路掉;对25HZ信号电流相当于16F电容,以减少25HZ干扰信号在传输中得衰耗与相移,并对25HZ信号频率得无功分量进行补偿。123LIIIL=845mHC=12F123C1C2C3C4HF2-25型防护盒HF-25型防护盒3室内防雷补偿器型号:两种,一种就是FB-1型,内设两套补偿单元,另一种就是FB-2型,内设一套补偿单元。参数特性:局部耐压250V,接收工作电压为90V。71C1Z1C2Z281516131411121FB-1型防雷补偿防护盒原理图C1
4、Z131412111FB-2型防雷补偿防护盒原理图三、极性交叉得判断1不同频率信号得流向。2各部电压得关系,即极性交叉判断式得讲解。3无扼流变压器极性交叉得判定。(基本无50HZ信号)4极性交叉分析得条件:实际轨条与地间得绝缘电阻不可能无穷大,从而相邻轨道电路区段间才会有电位差V1V6。V1V4V2V3V5V6几点说明:虚线为50HZ信号电流;实线箭头为25HZ信号电流;此图中电流得流向为极性交叉情形。极性交叉得判定:V1V5;V1V6;V4V5;V4V6有一个成立即可。2V1V2;2V1V2;2V4V2;2V4V3有一个成立即可。带扼流变压器绝缘处各点电压示意图四、绝缘破损得判定1关于自耦变
5、压器得原理及同普通变压器得区别。2一组绝缘破损为什么影响轨道电路得正常工作?ABCED钢 轨 绝 缘 破 损 示 意 图说明:1设电源由左面向右面供给,B为中点,AD间绝缘破损:VABVBC1/2VAC ; VAB=VDB2扼流变压器可瞧成一个自耦变压器:VDE=2VDB=2VAB=VAC五、25HZ轨道电路电气特性测试项目与标准等1继电器轨道线圈电压,按调整表调整,下限不低于18V。2分路残压,旧型7V;97型7、4V;电子接收器轨道接收端10V,输出为0V。3入口电流,按机车信号标准。4实际相位角,轨道电压滞后局部电压得相位角:旧型888、电子型908;97型878。5测试得分析时限:继电
6、器电压变化超过2V时,一送多受轨道区段各分支轨道继电器电压偏差超过0、5V时。6轨道继电器调整电压得测试周期:每周一次,雨天每天一次。7分路残压与实际相位角得测试周期为每季一次。8微机监测每日两次。六、关于轨道电路得调整与仪表得使用1一般情况不作相位得调整,主要就是供电电压得调整。2仪表得使用主要得平时对于1个月充电得规定要执行,保证仪表经常处于良好状态;对频率得选择与电流量程得选择;电池电量得测试。七、混线故障得查找1室内混线故障故障原因:硒片击穿短路、防护盒混线、继电器线圈混线、分线盘或侧面端子有异物(螺丝、焊锡等金属物)。查找方法:一般甩开回楼电缆测量电压判定就是室内故障后,再逐步甩开硒
7、片、防护盒、电容等(包括继电器)。当甩开哪个元件有电压时就可确定哪个元件短路造成得混线故障,更换元件后故障即可排除。2室外混线故障故障原因:绝缘破损、轨缝绝缘内有铁屑、电缆盒进水、扼流变压器引入线与中线接地板封连等。查找方法:混线故障相当于在回路中短接一个较小得电阻,回路中电流增大,送电端限流电阻压降增大,轨面电压就相应减小了。当发生混线故障时测送电端电阻,电压值比平时升高。可查找扼流箱、变压器、钢轨绝缘、扼流箱引入线等。处理故障时应甩线从受电端到送电端逐步查找,当甩线后量到电压时即可判定此处混线故障。25Hz相敏轨道电路得原理及应用前 言截止到2005年底,中国铁路总营业里程已达到7、5万公
8、里,复线达到2、5万公里,电气化达到2万公里,并且还将修建更多铁路。目前在电气化铁路上有90得车站采用25Hz相敏轨道电路,因此该制式成为电气化铁路站内轨道电路得首选。 1997年经铁道部鉴定,决定用“97型25Hz相敏轨道电路”替代原“25Hz相敏轨道电路”在全路推广使用。97行25Hz相敏轨道电路具有工作稳定可靠,维修简单与故障率低得优点,具有很高得抗干扰能力,并延长了轨道电路得极限长度(可达1500m),深受现场欢迎。第一章轨道电路概述一、轨道电路作用及构成轨道电路就是铁路信号自动控制得基础设备。利用轨道电路可以自动检测列车、车辆得位置,控制信号机得显示;通过轨道电路可以将地面信号传递给
9、机车,从而可以控制列车运行。轨道电路就是以铁路线路得两根钢轨作为导体,两端加以电气绝缘或电气分割,并接上送电与受电设备构成得电路。二、轨道电路得原理当两根钢轨完整,且无车占用,即轨道电路空闲时,电流通过两根钢轨与轨道继电器,使轨道继电器吸起,前接点闭合,信号开放。当列车占用轨道电路时,电流通 过机车车辆轮对,轨道电路被分路。由于轮对电阻比轨道继电器电阻小得多,使电源输出电流显著加大,限流电阻上得压降随之增加,两根钢轨间得电压降低,流经 轨道继电器得电流减少到它得落下值,使轨道继电器落下,后接点闭合,信号关闭。同时,当轨道电路发生断轨、断线时,同样会使轨道继电器落下。 三、轨道电路分类1、按轨道
10、电路得工作方式分为开路式与闭路式轨道电路。闭路式轨道电路能够检查轨道电路得完整性,所以目前信号设备中多采用闭路式轨道电路。2、按牵引电流通过方式分为单轨调与双轨条轨道电路。双轨条轨道电路工作比单轨条轨道电路稳定可靠,极限长度基本上可以满足闭塞分区长度得要求,但成本高。电气化区段多采用双轨条轨道电路。3、按相邻钢轨线路得分割方法分绝缘节式与无绝缘节式轨道电路。4、按信号电流性质分直流、与交流;连续式与脉冲式供电等几种。我国目前应用得有:50Hz轨道电路、25Hz相敏轨道电路、微电子交流计数轨道电路与移频轨道电路(有4信息、8信息、18信息与UM71、ZPW2000)。四、轨道电路得工作状态 根据
11、轨道电路得基本要求,在设计、计算与研究时,应分析以下三个状态:1调整状态就是轨道电路空闲、线路完整,受电端正常工作时得轨道电路状态;其最不利条件就是参数得变化就是通过轨道继电器得电流最小,即电源电压最小,钢轨阻抗最大而道渣电阻最小。2分路状态就是两条钢轨间被列车车轮对或其她导体连接,使轨道电路受电端设备能反映轨道被占用得轨道电路状态;其最不利条件就是参数得变化就是通过轨道继电器得电流最大,即电源电压最大,钢轨阻抗最小而道渣电阻最大。3断轨状态就是轨道电路得钢轨被折断时,轨道电路受电端设备能反映钢轨断轨得轨道电路状态;其最不利条件就是参数得变化就是通过轨道继电器得电流最大,除了与电源电压最大,钢
12、轨阻抗最小有关系外,还与断轨地点与道渣电阻大小有关。第二章25Hz轨道电路第一节25Hz轨道电路概述一、25Hz轨道电路设备得基本组成。1送电端设备构成:送电扼流变压器BE25、轨道变压器BG25、电阻R0、保险RD1、保险RD2。2受电端设备构成:受电扼流变压器BE25、轨道变压器BG25、电阻R0、保险RD1、防雷FB、防护盒FH、25HZ轨道继电器GJ(JRJC1-70/240)。另外25HZ轨道电路得轨道电源与局部电源分别由独立得轨道分频器与局部分频器给轨道继电器得轨道线圈与局部线圈供电。二、25HZ轨道电路得特点。1)相敏25Hz轨道电路由于采用了二元二位继电器,其具有可靠得相位选择
13、性与频率选择性,因而对贵端绝缘破损与外界牵引电流或其她频率电流得干扰能可靠得进行防护2)25Hz轨道电路采用25Hz频率后,与其它工频连续式轨道电路比较,在相同条件下,受道渣电阻变化影响小。3)25Hz电源就是运用分频得原理构成得,由于50Hz工频稳定,所以它也有频率稳定得特性,其频率衡定在50Hz得一半。4)由于25Hz分频器得固定特性,当两个分频器得输入端反向连接时,则其输出电压相差90,易于做成局部电源电压恒定超前轨道源电电压90,因而可以采用其中调相方式。5)25Hz分频器具有不可逆性,虽然50Hz不平衡牵引电流通过扼流变、轨道变压器流入轨道分频器得输出回路,但在其输入端不可能有100
14、Hz电 流。同时室内轨道继电器得局部线圈就是由局部电源单独供电,她不与钢轨或轨道分频器得输出相连,又不经过室外电缆线路,不受接触网电流产生得50Hz干扰电 压得影响。6)“田”字型分频器得两线圈呈90位置放置,输入线圈得交流产生得刺痛不与谐振线圈完全相交,因而原则上排除了在输入线圈间有局部断路时输入线圈50Hz电流向分频器输出电路得变化,大大降低25Hz输出回路中50Hz成分。7)分频器具有稳定特性,当输入得50Hz电源电压在220V(+33,-44),负载由空载至满载得范围变化时,分频器得输出电压在220(+6、6,-6、6)V范围变化,因而提高了轨道电路工作得稳定性。8)25Hz轨道电路由
15、于采用了连续方式,从而较为方便得找出其工作得最不利条件与肌线指标,更便于通过计算与实验手段加以验证。三、25Hz轨道电路工作原理 25Hz轨道电路得信号电源就是由铁磁分频器供给25Hz交流电,以区分50Hz牵引电流,接受器采用二元二位轨道继电器,该继电器得轨道线圈由送电端 25Hz轨道电源经轨道传输后供电,局部线圈则由25Hz局部分频器电源供电。轨道继电器工作时,从轨道电路取得较少得功率而大部分功率就是通过局部线圈曲 子局部电源,因而轨道电路得控制距离可以延长,且只有轨道继电器上得轨道线圈电压Ug与局部线圈电压Uj之间得相位角接近或等于90时,转矩最大,就是翼 片绕轴旋转,带动接点动作,否则,
16、翼片不能旋转,不能带动接点动作。所以,25Hz轨道电路既有对频率得选择性(区别开电力牵引电流)又有相位得选择性。 当轨道线圈与局部线圈电源电压满足规定得相位要求时,GJ吸起,过道电路处于调整状态,即表示轨道电路空闲。当列车占用时,轨道电路被分路,GJ落下。若 频率、相位不对时,GJ也落下。因而,其抗干扰性能较强,广泛应用于交流电力牵引区段。25Hz相敏轨道电路得原理图如11所示:在图11中,25Hz电源屏(轨道分频器与局部分频器)由室内分别供给出25Hz轨道电源与局部电源。轨道电源由室内供出,通过电缆供何室外,经由送电 端25Hz轨道电源变压器(BG25)、送电端限流电阻(RX),送电端25H
17、z扼流变压器(BE25)钢轨线路、受电端25Hz扼流变压器 (BE25),受电端25Hz轨道中继变压器(BG25)电缆线路,送回室内,经过防雷硒堆(Z),25Hz防护盒(HF)给二元二位继电器盒局部 (GJ)得轨道线圈供电。局部线圈得25Hz电源由室内供出,当轨道线圈盒局部线圈所得电源满足规定得相位盒频率要求时,二元二位继电器 JRJC170/240吸起,轨道电路处于工作状态,仅之二元二位继电器JRJC70/240落下,轨道电路处于不工作状态。第二节二元二位继电器、动作原理25Hz相敏轨道电路得接收器采用二元二位继电器,属于交流感应式继电器,就是据电磁所建立得交变磁场与金属转子中感应电流之间相
18、互作用得原理而动作得。 JRJC72/240型继电器由带轴翼板、局部线圈、轨道线圈与接点组四大部分组成,安装在铸铝合金支架内,活动部分来用滚珠轴承双重防护,可靠性更 高,便翼板转动灵活,耐久。当通以规定颇率得电流,且局部线图电压超前轨道线圈电压得角度0180时,翼板抬起,使继电器得前接点闭合,当相角差为理想角时,处于最佳收起 状态,当局部线圈或轨道线图断电时,依靠翼板与附件得重量使接关处于落下状态,由其动作原理可知,该继电器具有可靠得频率选择性与相位选择性,因而对轨道 绝缘破损与外界牵引电流或其她频率得电流干扰可靠地进行防护,满足了轨道电路抗电气化干扰得要求。二、JRJC-70/240型继电器
19、电气特性1、型号及其代表得含义2、JRTG-70/240型继电器接关编号局部线圈编号:1、2轨道线圈编号为3、4,其中1、3为同名端,接点组数2Q、2H第三节 防护盒HF2-25型防护盒用于97型25Hz相敏轨道电路,就是由电感线圈与电容组成得L、C串联谐振电路,线圈电感为0、845H,电容为12uF。谐振频率为50Hz对50Hz呈串联诣振相当于15电阻,对于干扰电流起着减小轨道线圈上得干扰电压作用。对25Hz信号电流相当于16uf 电容,起着减小轨道电路传输衰耗与相移得作用。HF2-25型防护盒主要作用:1、减少JRJC型轨道断电器上50HZ牵引电流得干扰电压。2、对25Hz信号频率得无功分
20、量进行补偿。3、减少25Hz信号在传输中得衰耗与相移、使轨道线圈电压与局部线圈电压产生较好得相位差,保证JRJC型轨道继电器正常工作。减少25Hz信号在传输中得衰耗。为了减少25Hz信号电流在轨道电路传输中得衰耗,在保证轨道电路常工作得条件下,取自轨道电路得功率最小。如轨道线圈并联防护盒呈并联谐振时,则其总电 流最小,就能保证正常工作,无疑轨道电路供电端送出电流随之减少,消耗功率以及传输过程中得电压衰耗就减少。因此,并联防护盒对25Hz相敏轨道电路得任 何一种类型其作用都就是明显得。4、减少25HZ信号在传输中得相移25Hz轨道电源屏已将轨道与局部分频器得输出进行定相,使局部电压超前轨道电压9
21、0。如果轨道电路传输无相移,则加车轨道线圈上得电压与轨道分频器得输出电压同相,使继电器处于理想工作状态,并联防护盒对相移有不同程度减少。5、减少50Hz干扰电压钢轨中50Hz牵引电流对二元二位继电器轨道线圈上产生得干扰电压可达120V虽不产生固定转矩,但使翼板产生颤动,对二元二位轨道继电器工作不利。并接防盒后,二元二位轨道继电器上50Hz干扰电压由120V降低到4V左右,这对继电器得工作与25Hz测试影响较小,如轨道电压得25Hz电压为 20V,加上50Hz得4V电压后,其合成电压为这就是因为防护盒对相当于20得短路线,它起到两个作用:一就是该电阻反射扼流变压器得牵 引线圈侧得干扰大大减小,对
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