ZPW2000A轨道电路的调整及维护研究

ZPW2000A轨道电路的调整及维护研究 目: ZPW2000A轨道电路的调整 及维护研究 专 业: 自动化(铁路信号) 学 号: 09920723 姓 名: 邬阳 指导教师: 杨扬 学习中心: 武汉学习中心 西 南 交 通 大 学 网 络 教 育 学 院 2011年 9月 5 日 1 院系 专 业 自动化(铁路信号) 年级 自动化091 学 号 09920723 姓 名 邬阳 学习中心 武汉学习中心 指导教师 杨扬 题目 ZPW2000A轨道电路的调整及维护研究 指导教师 评 语 是否同意答辩 过程分(满分20) 指导教师 (签章) 评 阅 人 评 语 评 阅 人 (签章) 成 绩 答辩组组长 (签章) 年 月 日 2 毕 业 论 文 任 务 书 班 级 自动化091 学生姓名 邬阳 学 号 09920723 开 题日期:2011 年 08月 31 日 完成日期:2011 年 9 月 30 日 题 目 ZPW2000A轨道电路的调整及维护研究 本论文的目的、意义: 一是对我的知识相能力进行一次全面的考核，更加熟悉铁路信号方面的知识。二是对我进行科学研究基本功的训练，培养我综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能 力，为以后撰写专业学术论文打下良好的基础。 学生应完成的任务 1.根据论文题目认真填写毕业设计任务书。2.参考文献、阅读相关书籍、学习和课题有关 知识。3.注意内容的相关性和紧密性。4.注意书写格式和检查工作。5.做好与毕业设计有关 的其他相关工作 1、 论文各部分内容及时间分配:(共 6 周) 第一部分 开题 ( 1周) 第二部分 拟定初稿 ( 4周) 第三部分 完成最终稿 ( 1 周) 第 部分 ( 周) 第 部分 ( 周) 评阅或答辩 ( 周) 2、 参考文献 [1]中国铁路通信信号公司. 铁道信号设计规范[M]. 北京:中国铁道出版社 [2] 北京全路通信信号研究设计院. ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统技术培训教材[M]. 北京:中国铁道出版社 [3] 赵怀东,王改素. ZPW-2000A型自动闭塞设备安装与维护[M]. 北京:中国铁道出版 社,2010 [4] 董昱.区间信号与列车运行控制系统[M]. 北京:中国铁道出版社,2008 [5] 张擎. 电气集中工程设计指导[M]. 北京:中国铁道出版社,1991 [6] 高继祥.铁路信号运营基础[M]. 北京:中国铁道出版社,1998 [7] 赵志熙. 车站信号控制系统[M]. 北京: 中国铁道出版社,1993. 12 [8] 王秉文. 6502电气集中工程设计[M]. 北京:中国铁道出版社,1997 [9] 阮振铎. 铁道信号设计与施工[M]. 北京:中国铁道出版社 3 [10] 钟华. AutoCAD 2004教程[M]. 北京:中国宇航出版社 [11] 齐进宽. ZPW-2000A模拟试验电路及常见故障分析[M]. 铁道通信信号,2005 . [12]李文海(ZPW-2000A移频自动闭塞系统原理、维护和故障处理。中国铁道出版社，2010，8 备 注 指导教师: 年 月 日 审 批 人: 年 月 日 4 诚信承诺 一、 本论文是本人独立完成; 二、 本论文没有任何抄袭行为; 三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消 本人答辩(评阅)资格。 承诺人(钢笔填写): 2011年 09月05日 5 目 录 第一章 ZPW-2000A轨道电路的概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 第一节 轨道铁路的概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 第二节 研究内容的概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 第二章 ZPW-2000A轨道电路的作用及结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 第一节 系统结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 2.1.1 无绝缘轨道电路的含义及原理 2.1.2 小轨道的含义及作用 2.1.3室内设备 2.1.4室外设备 第二节 作用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 2.2.1发送器的作用 2.2.2发送器的原理 2.2.3接收器的作用 2.2.4接收器的原理 2.2.5衰耗器的作用 2.2.6衰耗器的原理 2.2.7电缆模拟网络 第三章 ZPW-2000A移频轨道电路的调整„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15 主轨道电路的调整„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16 第一节 第二节 小轨道电路调整„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 ZPW-2000A轨道电路的整治及维护„„„„„„„„„„„„„„„„„„18 第四章 第一节 对道床清理整治和轨道电路的分割„„„„„„„„„„„„„„„„18 第二节 处理及设备的测试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19 第三节 发送器及接收器的调整及完善技术标准„„„„„„„„„„„„„„20 第四节 案例 4.4.1现场调查 4.4.2 解决探讨 4.4.3 方案实施后效果 4.4.4 巩固措施 4.4.5 结束语 总 结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„25 辞 谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„26 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„27 6 摘 要 摘要:ZPW-2000A轨道电路充分吸收了UM71的技术优势，并实现了重大技术改进和创新。它克服了UM71在传输安全性和传输长度上存在的问题。在轨道电路传输长度方面。为改善轨道电路的传输性能，对调谐区、匹配电压器、机械绝缘节、补偿电容、传输电缆等都重新设计优选。在同等道床情况下，轨道电路传输长度可达1.3km，较UM71有大幅度增加。在轨道电路传输安全性方面，接受设备采用DSP数字信息处理技术进行解调，并同时接收主轨道电路和相邻区段发送设备在调谐区内的两组信号，利用1GJ1和1GJ2同时励磁作为1G的空闲检查条件。ZPW-2000A型无绝缘轨道电路解决了原UM71存在的问题，特别是有效地延长了轨道电路传输长度和电缆传输长度，并利用DSP技术提高了轨道电路抗干扰水平及工作稳定性。随着铁路信号向数字化、网络化、智能化、综合化的方向发展，今后自主研究发展的数字式无绝缘应采用电气绝缘式，将更有利于以数字编码无绝缘轨道电路为基础的、具有间隔自动调整功能的列控系统及高速、快速列车信号兼容技术的发展。 关键词:ZPW-2000A UM71 轨道电路 无绝缘 传输性能 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 2 ZPW2000A track circuit adjustment and maintenance of Abstract: ZPW-2000A track circuit to fully absorb the advantage of UM71 techniques, and achieves a significant technical change.Advance and innovation. It overcomes the shortcomings of the UM71 in the safety of transmission and the transmission length problems. In track circuit.Transmission length. In order to improve the transmission performance of track circuit, the tuning, matching voltage, mechanical insulation joint,Compensation capacitor, transmission cables are included in the design of optimization. In the same bed conditions, the length of the track circuit transmission.Up to 1.3km, a UM71 has increased substantially. The track circuit transmission security, acceptance of equipment used.DSP digital information processing technology for demodulation, and at the same time receives the main track circuit and the adjacent section of transmission equipment in.Tuning zone of the two set of signals, using 1GJ1 and 1GJ2 at the same time as the 1G idle check condition of excitation. ZPW -2000A type jointless track circuit to solve the problems existing in UM71, particularly effectively prolongs the track circuit.Transmission length and the cable length, and the use of DSP technology to improve the track circuit interference level and work.Stability. As the railway signal to digital, networked, intelligent,comprehensive development, the future self.The main research and development of digital insulation should be used for electrical insulation type, will be more conducive to digital encoding jointless rail.Track circuit as the foundation, with the interval of automatic adjustment function of train control system and high speed, fast train signal compatible 2 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 3 technology development Key words: ZPW-2000A UM71 track circuit without insulation transmission performance 3 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 4 第一章 ZPW-2000A型轨道电路的概述 ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞是在法国UM71无绝缘轨道电路技术的引进和国产化的基础上结合国情进行开发的一种自动闭塞制式。 第一节 轨道电路的概述 轨道电路的概述: 首先是铁路信号，铁路信号分为视觉信号和听觉信号。视觉信号分为昼间.夜间及昼夜通用信号。隧道内只采用夜间或昼夜通用信号。视觉信号有信号机、信号表示器、信号标志、手信号、机车信号。 信号机分为臂板信号机和色灯信号机，有进站信号机、出站信号机、通过信号机、遮断信号机、预告信号机、调车信号机、驼峰信号机、进路信号机、复示信号机。其次是轨道电路。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 4 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 5 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。 原理: 当闭塞区间内无列车行驶时，电流会从电源经由轨道流经继电器，并使其激磁带动 接点，接通绿灯之电路(号志机立即显示平安通行)。 当有列车驶入闭塞区间时，电流改行经列车车轴，并不会流经继电器，继电器因失去电流而失磁，接点接通红灯之电路(号志机立即显示险阻禁行)。假若轨道断裂，轨道电路因此阻断，造成继电器失磁，同样的号志机亦会显示险阻禁行的讯息，仍可保障列车行驶 ， 继电器便会重新激磁 ， 绿灯便会再次亮起 ，其他列车安全。当列车驶离整个区间 便可进。 当设有轨道电路的某段线路上空闲时，轨道电路上的继电器有足够的电流通过，吸起被磁化的衔铁，闭合前接点，从而接通色灯信号机的绿灯电路，显示绿色灯光，表示前方线路空闲，允许机车车辆占用。当机车车辆进入该线路区段时，由于轮对电阻很小，使轨道电路短路，继电器吸力减弱，释放衔铁，使之搭在后接点上，接通信号机的红灯电路，显示禁行信号。轨道电路的这一工作性能，能够防止列车追尾和冲突事故，确保行车安全。 轨道电路的另一个重要作用是能发现钢轨发生断裂。在充当导线的钢轨安全无事时，轨道电流畅道无阻，继电器工作也正常。一旦前方钢轨折断或出现阻碍，切断了轨道电流，就会使继电器因供电不足而释放衔铁接通红色信号电路。此时，线路虽然空闲，信号机仍然显示红灯，从而防止列车颠覆事故。 作用: 1、可以检查和监督股道是否占用，防止错误的地办理进路。 2、可以检查和监督道岔区段有无机车车辆通过，锁闭占用道岔区段的道岔，防止在 5 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 6 机车车辆经过道岔时扳动道岔。 3、检查和监督轨道上的钢轨是否完好，当某一轨道电路区段的钢轨折断时轨道继电器也将因无电而释放衔铁，防护这一段股道的信号机也就不能开放等。 4、传输不同的信息，使信号机根据所防护区段及前方邻近区段被占用的情况的变化 而变换显示。 分类: 轨道电路有多种分类，按结构可分为闭路式轨道电路、开路式轨道电路;按信号电流的种类分为直流轨道电路、交流轨道电路和脉冲轨道电路;按分支轨道电路接受电端的多少，分为一送一受轨道电路和一送多受轨道电路。此外，还有无绝缘轨道电路等。 第二节 研究内容的概述 本论文主要研究ZPW-2000A轨道电路的系统特点，包括如下几点: (1)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 6 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 7 Ω?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。 CO3电缆，减小铜芯线径，减少备用芯(9)用SPT国产铁路数字信号电缆取代法国Z 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(0.5+0.5)，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 而其研究的目的在于:充分肯定、保持UM71无绝缘轨道电路的技术特点和优势; 解决了调谐区断轨检查,实现轨道电路全程电气折断检查;减少了调谐区分路死区;实现对调谐单元断线故障的检查;实现对拍频干扰的防护;通过系统参数优化,提高了轨道电路传输长度;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;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提高了一般轨道电路系统工作稳定性;采用国产信号数字电缆代替法国ZC03电缆,减小铜芯线经,减少备用芯组,加大传输距离,提高轨道电路系统技术性能价格比;采用长钢包铜引接线取代70mm2,铜引接线,利于防护和维修;发送、接收设备四种载频频率通用,减少电码化器材种类,减少运转备用数量,既有利于维护,又可降低工程造价。 7 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 8 第二章 ZPW-2000A轨道电路的原理及结构 第一节 系统结构 3800mm 主轨道电路 调谐区 ΔΔ(短小轨道电路) /2 /2 机空 补偿电容 调空调调械芯谐心谐谐绝线 单线单单缘圈 元 圈 元 元 节 1G,F1, Δ 匹配 匹 配 匹配 变压器 1600 mm 变压器 变压器 室外 SPT电SPT电缆 SPT电缆 缆 相当总长相当总长 10km 10km 电缆模 电缆模 电缆模 拟网络 拟网络 拟网络 室内 站防雷 站防雷 站防雷 (XGJ、XGJH) 发送 接收接收 GJ (XG、XGH) 8 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 9 2.1.1 无绝缘轨道电路的含义及原理: 含义:所谓“无绝缘”就是取消信号设备延用的轨道电路绝缘(轨端、槽型绝缘及绝缘管垫等)而采用电气绝缘实行隔离。 原理:电气绝缘是用电容、电感、电阻(调谐单元、空心线圈以及钢轨钢包铜线等)组成电路，利用频率谐振点使电路发生串联谐振或并联谐振，当发生串联谐振时，电路呈阻性，电阻为几微欧姆，相当于短路，阻隔邻区段的移频信号串入;当发生并联谐振时，电路呈阻性，电阻为极阻抗(2欧姆)，相当于开路，使本区段的信号能顺利通过。 2.1.2 小轨道的含义及作用: 含义:“小轨道”就是电气绝缘，长29m，它是主轨道区段的延续。 作用:实现全过程的断轨检查。 2.1.3室内设备 室内设备主要包括发送器、接收器、衰耗盘、电缆模拟网络等。发送器、接 收器、衰耗器等安装在移频柜上，电缆模拟网络盘等安装在综合柜上。 (1) 移频柜 区间移频柜供区间自动闭塞使用，一个区间移频柜含10套ZPW-2000A型自动闭塞设备。纵向5个组合，每个组合可安装两个轨道电路的设备，包括发送器、接收器、衰耗器各两台及发送断路器、接收断路器等各两个。 (2) 综合柜 综合柜同来安装防雷和电缆模拟网络盘、各种防雷组合单元、站内隔离器架和继电 器组合。 综合柜最多可放9层ZPW.XML1组匣，每层组匣可放10台ZPW.PML1网络盘。 9 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 10 2.1.4室外设备 (1)由调谐区设备(匹配变压器、调谐单元、空心线圈)，调谐备引接线，机械绝缘节，补偿电容，传输电缆及电缆箱盒组成。调谐区长度为29米。 (2) 电气绝缘节处设备如图所示。 由电气绝缘节处设备的组成是由调谐单元ZW ?T1(F1、F2)、空芯线圈 1000 +200 -0 mm 防雷单元 设备连接线 匹配变压器 防护与钢轨连接线 盒 2900mm 调谐单元 小枕木 空芯线圈 2220mm 线路中心 轨枕 轨枕卡具 钢轨 +0.15+0.1514.5m 14.5m (ZW?XK1)、匹配变压器、防雷单元、钢轨引接线、设备连接线、防护盒、基础桩、小枕木以及小枕木、钢轨、轨枕卡具组成。 (3)匹配变压器 一般条件下，按0.25~1.0Ω•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，考虑容量，使传输通道趋于阻性，保证轨道电路良好传输性能。 (5)传输电缆 SPT型铁路信号数字电缆，Φ1.0mm，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12.5km、15km考虑。 (6)调谐区设备引接线 10 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 11 采用3600 mm、1600mm钢包铜引接线构成。用于BA、SVA、SVA’等设备与钢轨间的连接。 第二节 作用及功能 2.2.1发送器的作用 (1)用来产生高精度、高稳定性的移频信号 (2)产生足够功率的输出信号，额定输出功率为70W，最大输出功率为105W。 (3)调整轨道电路，可根据轨道电路的具体情况，通过输出端子的不同连接，获10种不同的发送电平。 (4)对移频信号进行自检测，故障时给出报警及n+1冗余运用转换条件。 低频频率:10.3+n×1.1Hz，n=0~17 即10.3Hz、11.4Hz、12.5Hz、13.6 Hz、14.7 Hz、15.8 Hz、16.9 Hz、18 Hz、19.1 Hz、 20.2 Hz、21.3 Hz、22.4 Hz、23.5 Hz、24.6 Hz、25.7 Hz、26.8 Hz、27.9 Hz、29 Hz。 载频频率:见表2-1。 表2-1 载频频率 下行: 1700-1 1701.4 Hz 上行: 2000-1 2001.4 Hz 1700-2 1698.7 Hz 2000-2 1998.7 Hz 2300-1 2301.4 Hz 2600-1 2601.4 Hz 2300-2 2298.7 Hz 2600-2 2598.7 Hz 频偏:?11 Hz。 输出功率:70W(400Ω负载)。 11 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 12 2.2.2发送器的原理 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CPU中，其中CPU1产生包括低频控制信号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 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。滤波环节，实现方波—— 两CPU对FSK信号的低频、载频和幅度特征检测符合要求后发送报警继电器励磁，并使经过功放的FSK信号输出。当发送输出端短路时，经检测使“控制与门”有10S的关闭(装死或休眠保护)。 2.2.3接收器的作用 接收器用来接收主轨道电路和相邻区段发送器在调谐区构成的信号。 (1)用于对主轨道电路移频信号的调解，并配合与送电端相连调谐区短小轨道的检查条件，动作轨道继电器。 (2)实现对与受电端相连小轨道电路移频信号的解调，给出小轨道电路执行条件，送至相邻轨道电路接收器。 (3)检查轨道电路的完好，减少分路死区长度，还用接收门限制实现对BA短线的检查。 2.2.4接收器的原理 接收器由本接收“主机”及另一接收“并机”两部分构成。 接收器工作原理如图3-3其中主轨道A/D、小轨道A/D为模数转换器，并机输入的模拟信号转换成计算机能处理的数字信号。 CPUl 、CPU2:是微机系统，完成主机，并机载频判决，信号采样,信息判决和输出驱动等功能[10]。 安全与门:将两路处理器输出的动态信号变成驱动继电器(或执行条件)的直流输出。 12 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 13 载频选择电路:根据要求，利用外部的接点，设定主机,并机载频信号，由处理器进行判决，确定接收盒的接收频率。 接收盒根据外部所确定载频条件，送至两处理器，通过各自识别，比较确认—致，视为正常，不—致时，视为故障并报警。外部送进来的信号，分别经过主机、并机两路模数转换器转换成数字信号。两套处理器对外部四路信号进行单独的运算，判决处理。表明接收信号符合幅度、载频、低频要求时，就输出3 kHz 的方波，驱动安全与门。安全与门收到两路方波后，就转换成直流电压带动继电器。 如果双处理器的结果不一致，安全与门输出不能构成，且同时报警。电路中增加了安全与门的反馈检查，如果处理器有动态输出，那么安全与门就应该有直流输出，否则就认为安全与门故障，接收盒也报警。如果接收盒收到的信号电压过低，就认为是列车分路。 2.2.5衰耗器的作用 (1)用作对主轨道电路的接收端输入电平调整 (2)对小轨道电路的调整。 (3)给出有关发送、接收用电源电压、发送供出电压。 (4)给出发送、接收故障报警和轨道占用指示灯。 (5)提供监测条件。 2.2.6衰耗器的原理 衰耗盘内设有衰耗调整电路与工作指示灯及报警电路。衰耗调整电路用于对主轨道电路的接收端输入电平以及小轨道电路正反向的调整。工作指示灯及报警电路用于给出发送、接收故障报警和轨道占用指示灯等[11]。同时在衰耗盘内还设有相应测试端，以便给出有关发送、接收用电源电压、发送功出电压、轨道输入输出GJ，XGJ测试条件。 13 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 14 2.2.7电缆模拟网络 从稳定性、可靠性、安全性三方面来讲述: 拟网络的作用是调整区间轨道电路传输的特性，可视为室外电缆的一个延续，补偿实际SPT数字信号电缆，使补偿电缆和实际电缆的总距离为10Km,以便于轨道电路在不同列车运行方向电路时的调整，以保证传输电缆的稳定性。 防雷电缆模拟网络盘设于网络接口柜内或设于无绝缘防雷电缆模拟网络组匣内。 (1)作用:用作对通过传输电缆引入室内雷电冲击的防护(横向、纵向)。通过0.5、0.5、1、、2、2*2km六节电缆模拟网络，补偿实际SPT数字信号电缆，使补偿电缆和实际电缆总2 距离为10km，以便于轨道电路的调整和构成改变列车运行方向电路。 (2)站防雷电路原理简要说明 室外电缆会带来雷电冲击信号，为保护模拟网络及室内发送、接收设备，采用横向与纵向雷电护。 横向雷电防: 采用,280V左右防护等级压敏电阻。压敏电阻应具有模块化、阻燃、有劣化指示、可带电插及可靠性较高的特点。 纵向雷电防护: 对于线对地间的纵向雷电信号目前采用加三极放电管保护，加低转移系数防雷变压器防护和室外加站间贯通地线防护。有较高的安全性的特点。 14 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 15 第三章 ZPW-2000A移频轨道电路的调整 第一节 ZPW-2000A移频轨道电路的调整概述 ZPW-2000A移频轨道电路的调整包括主道电路的调整和小轨道电路的调整。 主道电路的调整主要是考虑各闭塞分区在载频及长度一定时该区段的发送电平大小，以及如何跨接封连相应端子，使接发设备工作在所要求的电平量值范围内。小轨道电路调整，目的在于当小轨道接收输入端有一定的输入信号时，为使接收器小轨道输出的“小轨道执行条件电压”满足一定的要求，需在衰耗器内选择适当的衰耗电阻接入，不同幅度的接收输入电压，应接入不同的衰耗电阻，才能使接收器小轨道输出满足要求的小轨道电路执行条件电压。即在1700Ω负载，无并机接入状态下不小于20V。 ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路自上道以来，为提高区间通过能力、缓解运输压力做出了巨大贡献。这是因为ZPW-2000A不但具有法国UM71的整体优点，同时适应我国南方多雨的天气状况，适用于我国电化、非电化区段的25Hz相敏轨道电路及交流连续式轨道电路。满足主体化机车信号对轨道电路的高安全、高可靠的要求。目前，我国许多新建铁路自动闭塞都采用这种制式，既有线路也在逐步改造为ZPW-2000A型无绝缘移频轨道。 15 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 16 第二节 主轨道电路的调整 主道电路的调整主要是考虑各闭塞分区在载频及长度一定时该区段的发送电平大小，以及如何跨接封连相应端子，使接发设备工作在所要求的电平量值范围内。 首先在“轨道电路调整表”中查出相应的接收调整时根据各区段的载频f0与长度L, 电平与发送电平的级数，然后根据各自的电平级数在“接收电平调整表”中查出衰耗变压器B1?次侧不同抽头端子与并主机相连的对应端子;在“发送电平调整表”中查出发送器功放输出端子跨接的对应关系。如何跨接封连的具体实施则在衰耗盘的96芯插座中进行，按表中的对应关系将相关端子用跨线的方式连接即可。 主轨道信号V1V2 自C1C2变压器B1输入，B1变压器其阻抗约为36,55 Ω(1700—2600Hz) 稳定接收器输入阻抗，阻抗选择较低，以便抗干扰。变压器B1其匝比为116:(1,146)。次级通过变压器抽头连接，可构成 1,146共146级变化，按调整表调整接收电平。 在“轨道电路调整表”中不仅可查找接、发电平级数，还可以查找对应区段应设的补偿电容的数量，以便根据该数量计算出设置补偿电容的步长，补偿电容的步长即为安装补偿电容时的间距。 16 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 17 第三节 小轨道电路的调整 小轨道电路调整，目的在于当小轨道接收输入端有一定的输入信号时，为使接收器小轨道输出的“小轨道执行条件电压”满足一定的要求，需在衰耗器内选择适当的衰耗电阻接入，不同幅度的接收输入电压，应接入不同的衰耗电阻，才能使接收器小轨道输出满足要求的小轨道电路执行条件电压。即在1700Ω负载，无并机接入状态下不小于20V。 小轨道电路调整时首先用专用选频表在衰耗盘面板输入塞孔上测出小轨道电路的输入信号，然后按照“小轨道电路调整表”在衰耗盘的96芯插座上跨线即可。 小轨道电路调整有正反向运行两种情况。在此在衰耗盘内分别设有两套衰耗调整电阻，供正想运行或反向运行时的小轨道电路调整之用。 根据方向电路变化，接收端将接至不同的两端短小轨道电路。故短小轨道电路的调整按正、反两方向进行。正方向调整用a11,a23端子，反方向调整用C11,C23端子，负载阻抗为3.3k Ω。为提高A/D模数转换器的采样精度，短小轨道电路信号经过1:3升压变压器B2输出至接收器。 17 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 18 第四章 ZPW-2000A轨道电路的整治及维护 第一节 对道床清理整治和轨道电路的分割 因道床污染、潮湿等引起道床电阻下降，可能导致轨道电路无法正常工作时，须组织对道床进行工、电联合整治，恢复道渣电阻至规定值。 道床的整治首先应恢复线路排水系统，确保道床不积水。 对有渣道床整治的关键是清筛道床，使其洁度、道床电阻等达标。 对长大隧道宽枕板区段，整治的具体要求是: (1) 更换绝缘失效或破损的垫板、垫片，保证扣件、绝缘垫片的绝缘电阻符合标准 要求; (2) 清洗各部件表面、结合部的泥土和污染物; (3) 结合电务段提供的道床电阻测试报告及时安排清污，一般情况下每年春季进行 一次。 为避免盲目的分割轨道电路，当道床电阻接近1.0Ω/km以上时，才对轨道电路进行分割处理。在传输电缆长度小于10km的情况下，具体分割要求为: (1)0.6Ω?km小于等于道床电阻小于1.0Ω?km时，轨道电路分割段不大 于800m。 (2)0.5Ω?km小于等于道床电阻小于0.6Ω?km时，轨道电路分割长度不大于550m。 (3)一个闭塞分区中潮湿隧道的长度超过500m时，原则应对轨道电路进行分割处理;条件比较好时，可考虑干线电缆预留。 (4)一个闭塞分区轨道电路分割不宜超过三段。 18 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 19 (5)传输电缆长度大于10km时，应专题研究确定。 第二节 处理及设备的测试 为实现对调谐区的检查，ZPW-2000A轨道电路中特设了一段小轨道电路并纳入闭塞控制。但在实际使用中，由于小轨道电路原因引起轨道电路红光带的问题常有发生。为此，小轨道电路采用的双钢轨引接线，并将故障报警、表示功能奶如微机监测;按统一的接口，将信息送入微机监测系统。 小轨道电路的调整只有在开通给点，设备安装就绪后进行。举例:用CD96-3仪表在衰耗盘的“轨入”测出小轨道的输入信号，假如显示的中心频率为120mv，则按小轨道电路调整表的第79项。连接端子为a11-a12，a13-a14， a15-a17，a19-a23在衰耗盘后用短路线将其短接即可。调整完后，从轨出2塞孔上测出的电压范围应在110mv左右。这时XGJ可测出有30V左右的电压 。 设备开通正常工作后，从衰耗盘的测试塞孔可测出各设备电压范围如下: “发送电源”塞孔--发送器24V工作电源，23.5V-24.5V; “接收电源”塞孔--接收器24V工作电源，23.5V-24.5V; “发送功出”塞孔--发送器输出电平测试，与调整表范围一致;“轨入”塞孔--接收器输入电压(主轨道与相邻小轨道叠加)，主轨道大于240mV、小轨道大于33mV; “轨出1” 塞孔--主轨道信号经过调整后的输出电压，与调整表范围一致; “轨出2” 塞孔--小轨道信号经过衰耗电阻调整后的输出电压，应在110mV左右; “GJ(Z)”塞孔—主机轨道继电器电压，大于20V; “GJ(B)”塞孔—并机轨道继电器电压，大于20V; 19 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 20 “GJ” 塞孔—轨道继电器电压在30V左右。 XGJ(Z) —主机小轨道继电器(或执行条件)电压， 大于20V; XGJ(B) —并机小轨道继电器(或执行条件)电压，大于20V; XGJ —小轨道继电器(或执行条件)电压，大于30V;空载大于50V。 第三节 发送器及接收器的调整及完善技术标准 发送器: 发送器正常工作应具备的条件: 24V电源，保证极性正确; 有且只有一路低频编码条件; 有且只有一路载频条件; 有且只有一个“-1”“-2”选择条件; 并且功出负载不能短路。 故障判断: 当衰耗盘的发送工作指示灯点亮时表明发送器工作正常，当发送工作指示灯灭灯时表明发送器故障或工作条件不具备。当判断出上述5个工作条件都具备时而发送器仍不工作，则说明发送器故障，用直流电压表在发送器背后将负表笔放在024V上，正表笔在18个低频、4个载频及“-1”“-2”上测量，应该有且只有一个+24V。以此来判断条件是否具备。尤其是在“+1”发送不工作时可用此方法查找原因。另外，可用最简单的方法即与正常工作的发送器调换位置来判定发送器是否故障。 接收器: 接收器正常工作应具备的条件: 1.24V电源保持极性正确; 2.有且只有一路载频“-1”“-2”及X(1)，X(2)选择条件(主机并机都应具备)。 20 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 21 具备上述条件后接收器的工作指示灯应点亮，接收器工作正常。 确定自动闭塞区段计轴设备施工设计、施工工艺、运用维护的相关技术要求，内容应包括计轴设备、通道、防雷、电源、电磁兼容等;尽快编制工程举例设计图册。各线应按统一的技术标准、参照举例设计进行实施。 第四节 案例 综合以上章节的分析与讲解，下面讲述关于提高ZPW-2000A区间轨道电路巡检质量方案案例: 4.4.1现场调查:组织技术人员对管内ZPW-2000A移频轨道电路故障隐患进行追踪，对2010年1--6月移频轨道故障隐患进行分析统计。得出结论是巡检不到位是造成轨道电路故障隐患的主要原因。 其中巡检不到位的具体表现是: 1、轨道引接线松动; 2、补偿电容螺丝松动; 3、电缆径路杂草燃烧; 4、工务轨距杆漏泄及护轮轨绝缘不良; 5、过桥电缆防护不良; 6、引接线与轨底相碰。 根据上述移频轨道电路故障隐患原因分析,影响轨道电路正常工作的原因比较多,从中我们找出主要原因有: 1、设备引线连接螺丝松动 2、电缆径路防护不到位 3、结合部设备巡检不到位 21 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 22 4.4.2 解决方案探讨: 方案一: 设备与钢轨连接线防松、防混整治 现场车间组织工区及时骨干对规对标开展设备外观巡检工作，车间加强巡检把关，现场工区应对所有扼流及电容引接线螺丝有松动的进行彻底紧固一遍并对长引接线安装过轨卡子防止短路钢轨，车间干部重点抽查，凡发现问题当场指出，并加以上板考核，对那些完成质量好的给予一定奖励。 检查效果:通过实施，自从前期强化引线防松防混整治后，因接触不良导致轨道电压不稳定和轨道瞬间短路隐患明显减少，由攻关前的8件减少到攻关后的5件， 故障隐患得到了有效控制，达到了预期的目的。 方案二: 电缆径路专项整治 组织全体职工对管内的区间电缆径路进行了彻底摸底和全程跟踪检查，清理电缆径路杂草，补齐缺损电缆标，对所有过桥电缆重新加装防护盖板，保证不外漏，并做好标识，日常利用坐通勤车时间加强巡视凡发现有外界施工动土及时制止和做好防护。 检查效果:通过对电缆设备进行整治，有效地控制因电缆运用不良故障隐患，由攻关前的10件减少到攻关后的4件，进一步提高了轨道电路设备使用的稳定性,减少了设备电缆防护不良故障隐患对行车的干扰，达到了预期的目的 方案三:协调现场信号工区定期对工务各种绝缘进行检查、测试 由车间协调现场各信号工区，利用巡检加强对工务轨距杆、地锚桩拉杆及桥上护轮轨绝缘进行检查、测试，确保元件绝缘良好, 防止绝缘不良短路钢轨引发轨道红光带故障，此类故障对现场人员来说很难查找。车间要求各班组做好测试记录、台帐随时待查。 检查效果:通过对设备进行整治，有效地控制因杆件漏泄和绝缘不良造成轨道短路“闪红”故障隐患，由攻关前的2件减少到攻关后的1件，进一步提高了设备使用的稳定 22 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 23 性,减少了设备外界短路故障隐患对行车的干扰，达到了预期的目的。 方案四:加强人身防护，实现 “专职专防、双人作业”,推行一种新型的巡检模式。 由车间协调现场工区严格执行各项安全防护制度并做好日常盯控;巡视作业应保证3人以上集中巡视，必须面迎来车方向作业、行走，同时我们巡检只能单线单向巡检，并一个设备一个箱盒的巡检不漏掉任何设备，当需在上下行线同时作业时，必须在上下行线同时设专职防护员进行防护，这样既能保证人身安全又不至于漏检漏巡。 检查效果:通过车间、工区有效安排布置巡检工作并做好安全预想,减少了因出工安全预想不够和漏检漏巡所导致的重大隐患问题以及由此而引发的上板考核问题，达到了预期的目的。 4.4.3 方案实施后效果: 1、达到了预期的效果: 效果一:2010年7月~2010年12月车间管内因巡检不良所引发的问题隐患10件，少于原定目标。 效果二:提高了区间轨道电路的运用质量和人身防护水平，大大减少了不良反映。 2、经济效益 通过设备检查整治达到降低zpw-2000自闭轨道设备故障隐患率，同比减少了10件，给全局运输经营发展带来了正面经济增长，全体职工也因此拿到了全年“零故障”奖，同时也减少了车间部分差旅费、运输费等直接费用。 3、社会效益 预防和减少了zpw-2000移频自闭轨道电路故障隐患，保证了信号设备的良好运用，减少了自闭设备不良对铁路运输的干扰，也保证了列车的安全正点，提高了铁路运输效率，通过技术攻关，2010年7月至2010年12月，临河车间连续6个月实现设备零故障，并荣获 23 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 24 电务段标准化车间称号。 4.4.4 巩固措施 、建立移频轨道电路巡检质量控制体系, 减少设备故障及隐患。 1 2、经常访问各信号工区，掌握轨道电路设备的运行状况。 3、坚持做好日常电气特性的测试、分析工作，特别是故障设备的分析统计工作。 4、做好现场作业人员的业务及人身安全培训工作，定期选派骨干人员到临河教育基地进行培训，提高作业人员的技术业务水平。 4.4.5 结束语: 1、移频轨道电路的巡检是一项细致长期性工作，我们有信心做好这项工作。 2、认真做好移频轨道电路日常巡检工作，严格执行巡检作业标准，加强维修管理工作。 3、强化职工岗位训练，提高作业人员的责任意识和技术水平，对发生了的故障及时进行分析，制定相应对策。 4、为进一步加强轨道电路巡检工作，促进全员掌握微机监测技术以及故障分析能力，及时解决轨道电路运用中存在的问题，应对职工进行相应的理论与实际操作培训，从而提高ZPW-2000A型区间轨道电路巡检质量降低电气化区段轨道电路的故障率。 24 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 25 总 结 近几年，我们在学习消化吸收世界高速铁路先进成熟技术的基础上，系统总结了多年来我国客运专线工程技术、科研试验成果，针对高速铁路建设的关键技术问题，又进一步开展了研究、试验、验证、预设计、工程设计咨询，技术装备的自主创新和各系统集成研究攻关。目前，站前技术已经取得全面突破，站后技术引进消化吸收再创新工作已经进入重点突破阶段，初步形成适合中国国情路情的高速铁路自主技术体系。 随着铁路建设的跨越式发展，对机车信号设备显示的准确性和工作的可靠性提出了更 -2000无绝高的要求，机车信号正朝着主体化的方向发展，研制和发展适合我国铁路ZPW缘轨道电路的机车信号成为了迫切需要。采用数字信号处理(DSP)技术实现对机车信号波形的谱分析，利用可靠的硬件和软件技术实现机车信号的安全性、实时性和高精度要求。基于ZPW-2000无绝缘轨道电路的机车信号的安全性、可靠性、实时性和高精度可以满足我国铁路发展的需要。随着我国铁路的大力发展，ZPW-2000无绝缘轨道电路和主体化机车信号得到大力推广，国产主体机车信号的时代已经到来。 中国高速铁路不可能完全照搬任何一国的高速铁路技术体系，只有立足于自我，坚持博采众长，把借鉴、消化、吸收国际上先进、成熟、可靠的技术与研发、试验验证、自主创新相结合，系统集成，才能形成符合我国国情、路情的世界一流高速客运专线技术体系，才能经得起运营的考验，历史的检验。 25 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 26 辞 谢 本论文(设计)是在杨扬老师的悉心指导下完成的。在几个月的时间里，我从刚开始时的不了解到最后完成了整个论文(设计)。期间老师给了我极大的帮助和热情的关怀，对我所遇到的难题给予了认真深入的分析和耐心细致的讲解，这让我得以顺利完成论文(设计)。老师对于工作踏实严谨，一丝不苟的态度为我树立了一个良好的榜样，这将是我受用一生的财富。在此向杨扬老师表示感谢。 他山之石，可以攻玉。在顺利完成我的毕业论文(设计)的过程中，我也借助了相关的材料来充当我的论文的坚实论据。在此，我业同样感谢编写这些资料的作者，有了你们成功的笔墨，才有今天我毕业论文(设计)的成功。 感谢我的同学们，是他们陪我走过这一段时间，鸡鸣而起，挑灯入睡。 感谢我的家人们，是他们对我长期在外学习所给予的关心，支持和鼓励。 26 西南交通大学网络教育毕业设计(论文) 27 参考文献 [1]中国铁路通信信号公司. 铁道信号设计规范[M]. 北京:中国铁道出版社 [2] 北京全路通信信号研究设计院. ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统技术培训教材[M]. 北京:中国铁道出版社 [3] 赵怀东,王改素. ZPW-2000A型自动闭塞设备安装与维护[M]. 北京:中国铁道出版社,2010 [4] 董昱.区间信号与列车运行控制系统[M]. 北京:中国铁道出版社,2008 [5] 张擎. 电气集中工程设计指导[M]. 北京:中国铁道出版社,1991 [6] 高继祥.铁路信号运营基础[M]. 北京:中国铁道出版社,1998 [7] 赵志熙. 车站信号控制系统[M]. 北京: 中国铁道出版社,1993. 12 [8] 王秉文. 6502电气集中工程设计[M]. 北京:中国铁道出版社,1997 [9] 阮振铎. 铁道信号设计与施工[M]. 北京:中国铁道出版社 [10] 钟华. AutoCAD 2004标准教程[M]. 北京:中国宇航出版社 [11] 齐进宽. ZPW-2000A模拟试验电路及常见故障分析[M]. 铁道通信信号,2005. [12]李文海(ZPW-2000A移频自动闭塞系统原理、维护和故障处理。中国铁道出版社，2010，8 27