轨道电路的应用与维护探讨(终稿).doc
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1、 西南交通大学专科毕业论文 第V页摘 要轨道电路以一段铁路线路的钢轨为导体构成的电路,用于自动、连续检测这段线路是否被机车车辆占用,也用于控制信号装置或转辙装置,以保证行车安全的设备。 整个轨道系统路网依适当距离区分成许多闭塞区间,各闭塞区间以轨道绝缘接头区隔,形成一独立轨道电路,各区间的起始点皆设有号志机(色灯式号志),当列车进入闭塞区间后,轨道电路立即反应,并传达本区间已有列车通行,禁止其他列车进入的讯息至号志机,此时位于区间入口的号志机,立即显示险阻禁行的信息。 本论文主要阐述了轨道电路的硬件结构组成,轨道电路的作用,轨道电路的分类,轨道电路在铁路中的应用,工频交流连续式的轨道电路,道岔
2、区段的轨道电路,轨道电路的极性交叉,钢轨绝缘节的设置,25HZ轨道电路,97型相敏轨道电路,移频轨道电路,轨道电路的基本工作状态和基本参数,轨道电路的维护和探讨。通过本次设计,初步掌握了轨道电路的应用原理、故障处理步骤、方法、内容,技术改良的方向。关键词 轨道电路;25HZ;道岔区段;维修改良AbstractTrack circuit a railway line to the rail of the circuit for a conductor, is used in the automaticand continuous detection this period of line is
3、occupied by locomotive vehicles, but also tocontrol signal devices or to correct device, to ensure the safety of the equipment. The railsystem in accordance with the appropriate distance network divided into many block interval, each block interval to track the insulation joint segregation, form a s
4、eparate track circuit, each interval is the starting point of a light machine (color lamp type light), when the trains into block after the interval, track circuit react instantly, and pass this interval for train routes, and by other trains into message to light machine, located in the entrance of
5、the interval at light machine, show immediate dangers of drink-drivinginformation. This thesis mainly describes the composition of the hardware of track circuit, the role of track circuit, the classification of track circuit, the application in railway track circuit, industrial frequency exchange su
6、ccessive track circuit, turnout section of track circuit, the polarity of the track circuit and cross section of the insulation rail set, 25 HZ track circuit, type 97 phase sensitive track circuit, frequency shift track circuit, the basic work of track circuit state and basic parameters, the mainten
7、ance of track circuit and the discussion. Through this design, preliminary master track circuit application principle, fault handling procedures, methods, contents, the direction of improving technology. Key words track circuit; 25 HZ; Turnout section, Maintenance improved.目 录第1章 绪 论1第2章 轨道电路概述22.1
8、作用与构成22.2 轨道电路的原理22.3 轨道电路的分类22.4 工作状态2第3章 25HZ轨道电路43.1 25HZ轨道电路概述43.1.1 基本组成43.1.2 特点43.1.3 工作原理43.1.4 二元二位继电器53.1.5 防护盒63.1.6 扼流变压器63.1.7 轨道变压器第4章 故障维护及探讨4.1 轨道电路故障查找方法84.1.1 查找室内故障84.1.2 查找室外故障84.2 常见故障分析与判断举例94.2.1 故障现象一94.2.2 故障现象二104.2.3 故障现象三114.2.4 故障现象四114.3 日常故障维护12结论13致谢12参考文献13 西南交通大学专科毕
9、业论文 第21页第1章 绪 论截止到2005年底,中国铁路总营业里程已达到7.5万公里,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的车站采用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的首选。1870年,美国W鲁宾逊博士在纽约举办的展览会上展出了开路式轨道电路控制信号机的模型。此后,他又研究成功直流电的闭路式轨道电路,并于1872年取得美国专利。 轨道电路由钢轨线路、钢轨绝缘、电源、限流设备、接收设备组成。其中钢轨线路是由钢轨和钢轨端部的导接线和两端的连接导线组成。钢轨绝缘是钢轨线路两端的绝缘装置,在轨道的轨距板、轨距保持杆、尖轨连接
10、杆等都安装有绝缘装置。电源常用直流电源、交流电源、脉冲电源等。限流设备是由可调整的电阻器或电抗器组成。接收设备常用电磁式继电器或电子式继电器。中国投入运营的自动闭塞系统有:交流计数自动闭塞系统、4信息移频自动闭塞系统、18信息移频自动闭塞系统、法国的U-T自动闭塞系统。人民生活水平的提高,要求乘座列车时,需要更加舒适,并尽量少受噪声、电磁干扰辐射的影响,为此需发展绿色铁路。随着列车运行速度的不断提高,现有自动闭塞系统系统已远远不能满足列车高速行驶的需要,为此需要发展基于数字轨道电路系统和基于通信技术的列车运行控制系统以满足列车安全运行的需要。如研制新的数字化且符合电磁兼容要求的轨道电路系统,就
11、可以使用长钢轨,就可以降低噪声,少一些电磁辐射的影响;发展新一代的轨道电路系统,可以为列车运行控制系统提供更多的信息,使列车运行更加安全,同时可以减少列车司机的劳动强度,对提高劳动生产力具有重要的意义。本次设计选用25HZ轨道电路,目前在电气化铁路上有90的车站采用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的首选。 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,维修简单和故障率低的优点,具有很高的抗干扰能力,并延长了轨道电路的极限长度(可达1500m),深受现场欢迎。第2章
12、轨道电路概述2.1轨道电路作用及构成轨道电路是铁路信号自动控制的基础设备。利用轨道电路可以自动检测列车、车辆的位置,控制信号机的显示;通过轨道电路可以将地面信号传递给机车,从而可以控制列车运行。轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体,两端加以电气绝缘或电气分割,并接上送电和受电设备构成的电路。2.2 轨道电路的原理当两根钢轨完整,且无车占用,即轨道电路空闲时,电流通过两根钢轨和轨道继电器,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,限流电阻上的压降随之增加,两根钢轨间的电压降低,
13、流经轨道继电器的电流减少到它的落下值,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。2.3 轨道电路分类按轨道电路的工作方式分为开路式和闭路式轨道电路。闭路式轨道电路能够检查轨道电路的完整性,所以目前信号设备中多采用闭路式轨道电路。 按牵引电流通过方式分为单轨调和双轨条轨道电路。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的要求,但成本高。电气化区段多采用双轨条轨道电路。 按相邻钢轨线路的分割方法分绝缘节式和无绝缘节式轨道电路。 按信号电流性质分直流、和交流;连续式和脉冲式供电等几种。我国目前应用的有:50H
14、z轨道电路、25Hz相敏轨道电路、微电子交流计数轨道电路和移频轨道电路(有4信息、8信息、18信息和UM71、ZPW2000)。2.4 轨道电路的工作状态根据轨道电路的基本要求,在设计、计算和研究时,应分析以下三个状态:调整状态是轨道电路空闲、线路完整,受电端正常工作时的轨道电路状态;其最不利条件是参数的变化是通过轨道继电器的电流最小,即电源电压最小,钢轨阻抗最大而道渣电阻最小。分路状态是两条钢轨间被列车车轮对或其他导体连接,使轨道电路受电端设备能反映轨道被占用的轨道电路状态;其最不利条件是参数的变化是通过轨道继电器的电流最大,即电源电压最大,钢轨阻抗最小而道渣电阻最大。断轨状态是轨道电路的钢
15、轨被折断时,轨道电路受电端设备能反映钢轨断轨的轨道电路状态;其最不利条件是参数的变化是通过轨道继电器的电流最大,除了与电源电压最大,钢轨阻抗最小有关系外,还与断轨地点和道渣电阻大小有关。第3章 25Hz轨道电路3.1 25Hz轨道电路概述3.1.1 25HZ轨道电路的基本组成送电端设备构成:送电扼流变压器BE25、轨道变压器BG25、电阻R0、保险RD1、保险RD2。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轨道电路的轨道电源和局部电源分别由独立的轨道分频器和局部分频器
16、给轨道继电器的轨道线圈和局部线圈供电。3.1.2 25HZ轨道电路的特点相敏25Hz轨道电路由于采用了二元二位继电器,其具有可靠的相位选择性和频率选择性,因而对贵端绝缘破损和外界牵引电流或其他频率电流的干扰能可靠的进行防护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。25Hz电源是运用分频的原理构成的,由于50Hz工频稳定,所以它也有频率稳定的特性,其频率衡定在50Hz的一半。由于25Hz分频器的固定特性,当两个分频器的输入端反向连接时,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。25Hz
17、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的输出回路,但在其输入端不可能有100Hz电流。同时室内轨道继电器的局部线圈是由局部电源单独供电,他不与钢轨或轨道分频器的输出相连,又不经过室外电缆线路,不受接触网电流产生的50Hz干扰电压的影响。“田”字型分频器的两线圈呈90位置放置,输入线圈的交流产生的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的变化,大大降低25Hz输出回路中50Hz成分。分频器具有稳定特性,当输入的50Hz电源电压在220V(+33,-44),负载由空载至满载的范围变化时,分频器
18、的输出电压在220(+6.6,-6.6)V范围变化,因而提高了轨道电路工作的稳定性。25Hz轨道电路由于采用了连续方式,从而较为方便的找出其工作的最不利条件和肌线指标,更便于通过计算和实验手段加以验证。3.1.3 25Hz轨道电路工作原理25Hz轨道电路的信号电源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,该继电器的轨道线圈由送电端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的功率而大部分功率是通过局部线圈曲子局部电源,因而轨道电路的控制距离可以延长,且只有轨道继电器上的轨道线圈电压U
19、g和局部线圈电压Uj之间的相位角接近或等于90时,转矩最大,是翼片绕轴旋转,带动接点动作,否则,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的选择性(区别开电力牵引电流)又有相位的选择性。当轨道线圈和局部线圈电源电压满足规定的相位要求时,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相敏轨道电路的原理图如11所示:JJG220JJF110HF13245BE25XBRD10ARx4.4IIKIIZBG25I1I4(I2-I3)RD1ARD1
20、AGJZ220GJF22013245BE25RD10AXB13BG25I1I4(I2-I3)ZKZ24KF24GJ1JWXC1-17003273728382425161HF12345BE25RD10AXB13BG25I1I4(I2-I3)ZJJG220JJF1103273728382425161KZ24KF24GJ1GJJWXC1-17001RsRs在图11中,25Hz电源屏(轨道分频器和局部分频器)由室内分别供给出25Hz轨道电源和局部电源。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25Hz扼流变压器(BE25)钢轨线路
21、.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)的轨道线圈供电。局部线圈的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的相位盒频率要求时,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。3.1.4 二元二位继电器25Hz相敏轨道电路的接收器采用二元二位继电器,属于交流感应式继电器,是据电磁所建立的交变磁场与金属转子中感应电流之间相互作用的原理而动作的。JRJC72/240型
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