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25HZ相敏轨道电路抗干扰措施
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摘 要
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。
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。
轨道电路具有高电感、高漏泄电导、大牵引电流和串音干扰的缺点,由于传输系统复杂性,不可避免地叠加有各种外界干扰。
这些干扰将会对信号设备产生影响,甚至危及行车安全,为防止轨道电路调整不当和受到外界干扰使信号错误显示,影响行车安全,在轨道电路的应用中抗干扰措施非常重要。
本文介绍了25Hz相敏轨道电路的结构,特点以及工作原理,分析了25Hz轨道电路受到干扰的原因,提出了相应的改进方法和防护措施。
关键词:
25Hz相敏轨道电路;二元二位;扼流变压器;抗干扰
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目 录
摘 要 I
引 言 1
1轨道电路概述 2
1.1轨道电路作用及构成 2
1.2轨道电路原理 2
1.3轨道电路分类 2
1.4轨道电路工作状态 2
225HZ相敏轨道电路 4
2.125HZ相敏轨道电路概述 4
2.2二元二位继电器 5
2.3防护盒 6
2.4扼流变压器和轨道变压器 7
397型25HZ相敏轨道电路特点和技术指标 9
3.1选用25Hz的原因及优越性 9
3.2选择25HZ的优点 9
3.397型25HZ相敏轨道电路的主要特点及技术指标 9
425HZ相敏轨道电路抗干扰措施 12
4.1项目简介 12
4.2技术水平及特点 13
4.3应用范围及市场前景预测 14
4.4生产投资利润估算(社会效益、经济效益分析) 14
5工程设计和现场维护 15
5.1有交叉渡线的轨道电路 15
5.2有关设计的其它问题 16
5.3现场设计中的一些问题 16
结 论 18
致 谢 19
参考文献 20
引 言
2003年,铁道部提出了“推动我国铁路跨越式发展”的总战略。
从此,中国铁路进
入了跨越式发展的新时代。
到2008年底,中国铁路总延展里程已达16.11万公里,运
营里程达到8万公里。
到2012年,中国铁路运营里程将达到11万公里,电气化率、复线率均达到50%以上,发达完善的铁路网已经初具规模。
自2007年起,我国铁路经过了六次大提速,CRH1、CRH2、CRH5动车组大规模上线运行,列车运行时速已经达200km/h。
随着铁路的不断提速和发展,铁路的安全问题日益突出。
众所周知,轨道电路作为反映列车运行位置的重要设备,是连锁系统重要的信息采集设备,随着列车的大面积提速,列车的运行对自动化控制的依赖更高,轨道电路的作用是否良好、安全、可靠尤为突出,同时随着高速列车的运用,机车信号逐步向主体化信号过渡,轨道电路作为地面信号与机车信号相联系的载体,它的作用在今后铁道信号中的作用将更加重要,所以轨道电路故障将直接影响连锁系统的正常工作,干扰行车秩序,危及行车安全。
我国铁路信号技术的基础来自于俄罗斯,特别是目前在电气化区段站内广泛使用的
25Hz相敏轨道电路。
25Hz相敏轨道电路具有抗工频干扰能力并具有良好的频率选择性与相位选择性,省电,适应低道床电阻,极限长度可达到1500m,并且易于计算,能与我国的ZPW-2000A系列移频信号和法国UM7l移频信号实行叠加和预叠加电码化,长期工作稳定可靠,受到现场的欢迎,是一项重要的可靠的基础设备。
但是由于有接触网的存在,外界因素的影响和新设备的使用,使25Hz轨道电路在使用中很不稳定,轨道电路故障约占整个信号系统故障的三分之一,频繁的轨道电路故障降低了整个信号系统的可靠性,影响运输生产的安全和效率,增加了维修工作和维修的费用。
因此,对其原理和外界干扰因素进一步深入研究,从而制定改进方法和防护措施,提高轨道电路的抗干扰性能有着重大意义。
1轨道电路概述
1.1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。
1.2轨道电路原理
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,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。
1.3轨道电路分类
1、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。
2、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。
3、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。
4、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:
50Hz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)。
1.4轨道电路工作状态
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:
1〉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。
2〉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。
3〉断轨状态是轨道电路的钢轨被折断时,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。
225HZ相敏轨道电路
2.125HZ相敏轨道电路概述
2.1.125Hz轨道电路设备的基本组成。
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给轨道继电器的轨道线圈和局部线圈供电。
2.1.225HZ轨道电路的特点
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
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。
4)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。
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。
6)“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。
7)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。
8)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。
2.1.325Hz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Ug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。
2.2二元二位继电器
2.2.1动作原理
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。
JRJC-
72/240型继电器由带轴翼板、局部线圈、轨道线圈和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。
当通以规定颇率的电流,且局部线图电压超前轨道线圈电压的角度0°<θ<180时,翼板抬起,使继电器的前接点闭合,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,依靠翼板和附件的重量使接关处于落下状态,由其动作原理可知,该继电器具有可靠的频率选择性和相位选择性,因而对轨道绝缘破损和外界牵引电流或其他频率的电流干扰可靠地进行防护,满足了轨道电路抗电气化干扰的要求。
2.2.2JRJC-70/240型继电气特性
1、型号及其代表的含义
2、JRTG-70/240型继电器接关编号
局部线圈编号:
1、2
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