大电ZPW-2000A培训教材

ZPW-2000A型无绝缘

自动闭塞原理及故障处理主讲：占自才

主要内容第一章区段原理图第二章设备结构、使用及原理说明第三章故障处理

第一章区段原理图及设备结构、原理说明一、ZPW2000A主要特点1、UM71无绝缘轨道电路的国产化①实现全程断轨检查，小轨死区段小②SPT-P内屏蔽数字电缆③发送N＋1冗余，接收双机并联④接收器、发送器对4种频率通用2、是一种移频轨道电路3、区间通过电气绝缘实现轨道区段隔离，站内与区间处采用机械绝缘与空芯线圈隔离4、区间采用了4显示自动闭塞ZPW-2000A轨道电路可以理解为一送双受区段。主轨受：从轨出1测出主轨道的信号达到可靠工作值≧240mv。

小轨受：从XGJ测出有24V电源。这两条件具备后：接收器送出GJ电压，QGJ吸起。4、区段的划分调谐区电缆小轨道电路

主轨道电路

补偿电容

调谐单元机械绝缘空芯线圈调谐单元调谐单元空芯线圈匹配变压器匹配变压器匹配变压器电缆模拟网络盘发送器组合架（红灯转移条件；正、反方向转换；+1FS转换）电缆模拟网络盘接收器衰耗盘电缆模拟网络盘接收器衰耗盘GJGJXG、XGH、XGJ、XGJH5、电路径路说明（某一个区段为例；“---”代表“到达”；由于各站设计不同，下面端子号不确定）：●零层02-17的+24V和02-18的024V---发送插座板的端子2、4上。零层03-17的+24V和03-18的024V---接收插座板的端子2、4上。验证后●发送器得到工作电压后，根据外部的载频编码和低频编码条件，进行验证识别后开始发送工作，由发送器内部进行D/A转换，经功放发出轨道移频信号（功放大小有一个电平级调整工作，常用的是1—5级电平，发送端电平级在施工开通一次调好后，一般不易动）。●发送插座板的D7、8为输出的轨道移频信号---移频柜零层01-2-1、2---组合柜某层侧面08-1、2入，进行FBJ、DJ、GJ、QZJ、QFJ的继电器接点组条件的配线后，由01-1、2出---接口柜零层D6-1、3---送端防雷模块1、2进后，再由31、32出---接口柜零层D1-1、3---经电缆送至电缆盒---匹配单元E1、E2经9：1变压后送至V1、V2，并接在BA铜板端子上---经过BA铜板端子上的钢丝绳送至钢轨（信号在钢轨传送过程中，由补偿电容降低钢轨对信号的部分消耗）。●接收端室外部分与发送室外相反---回到室内后，接在接口柜零层D1-2、4---受端防雷模块31、32进后，由1、2出---接口柜零层D6-2、4---组合柜某层侧面01-3、4入---继电器接点组条件的配线---由02-11、12出---移频柜零层01-3-1、2---SH插座板端子C-1、2---主轨、小轨调整后，由SH端子C-5、6、7和B-5、6、7出---接收器主机端子13、14、15入和另一接收器备机端子30、31、32入---发送器对主轨移频信号、相邻轨送来XGJ检查条件进行处理---接收器端子16、17轨道继电器输出线---SH的b16、17---SH的a30、c30---移频柜零层01-3-7、8---组合柜某层05-10、使11QGJ吸起---GJ吸起。

二、设备构成：1、室内设备发送器ZPW·F接收器ZPW·J衰耗盘ZPW·PS1电缆模拟网络盘ZPW·PML1综合柜(网络接口柜)ZPW·GL-2000A无绝缘移频自动闭塞机柜ZPW·G-2000A无绝缘移频自动闭塞组合柜

2、室外设备匹配变压器ZPW·BP1调谐单元ZW·T1空心线圈ZW·XK1机械绝缘空心线圈ZPW·XKJ空芯线圈防雷单元ZPW·ULG补偿电容CBG1/CBG2钢轨引接线SPT数字电缆3、原理介绍ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统，采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。电气绝缘节长度为29m，电气绝缘节由空芯线圈、29m长钢轨和调谐单元构成。调谐区对于本区段频率呈现极阻抗，利于本区段信号的传输及接收，对于相邻区段频率信号呈现零阻抗，可靠地短路相邻区段信号，防止了越区传输，实现了相邻区段信号的电气绝缘。同时为了解决全程断轨检查，在调谐区内增加了小轨道电路。ZPW-2000A型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨道电路两部分，小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。主轨道电路的发送器由编码条件控制产生表示不同含义的低频调制的移频信号，该信号经电缆通道（实际电缆和模拟电缆）传给匹配变压器及调谐单元，因为钢轨是无绝缘的，该信号既向主轨道传送，也向调谐区小轨道传送，主轨道信号经钢轨送到轨道电路受电端，然后经调谐单元、匹配变压器、电缆通道，将信号传至本区段接收器。

调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成小轨道电路继电器执行条件送至本区段接收器，本区段接收器同时接收到主轨道移频信号及小轨道电路继电器执行条件，判决无误后驱动轨道电路继电器吸起，并由此来判断区段的空闲与占用情况。该系统“电气—电气”和“电气—机械”两种绝缘节结构电气性能相同。现按“电气—机械”结构进行系统原理介绍（见下一页图）。

一、调谐区（电气绝缘节）电气绝缘节由空芯线圈、29米长钢轨及调谐单元组成，实现相邻两轨道电路的电气隔离。电气绝缘节原理图第二章设备结构、使用及原理说明电气绝缘节原理图电气绝缘节原理介绍1、调谐单元调谐单元内、外部图片安装在轨道旁的基础桩上。采用钢包铜引接线与钢轨连接。工作原理

电气绝缘节长29m，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F1型调谐单元；对于较高频率轨道电路（2300Hz、2600Hz）端，设置L2、C2、C3三元件的F2型调谐单元。

f1（f2）端调谐单元的L1C1（L2C2）对f2（f1）端的频率为串联谐振，呈现较低阻抗,称“零阻抗”,相当于短路,阻止了相邻区段信号进入本区段。

f1（f2）端调谐单元对本区段的频率呈现电容性，并与调谐区的钢轨、空心线圈的综合电感构成并联谐振，呈现高阻抗，称“极阻抗”，相当于开路，减少了对本区段信号的衰耗。调谐单元与空心线圈、29m钢轨电感等参数配合，实现了两个相邻轨道电路信号的隔离，即完成“电气绝缘节”功能。调谐单元工作原理：2、空芯线圈空芯线圈内、外部图片空芯线圈安装在调谐区轨道边的基础桩上,空芯线圈两端采用钢包铜引接线与钢轨连接。3、机械绝缘节空芯线圈

用在车站与区间衔接的机械绝缘处，结构特征与空芯线圈一致，按频率分为四种，与相应频率调谐单元相并联，可获得与电气绝缘节阻抗相同的效果。匹配变压器外形、内部图片二、匹配变压器ZPW·BP1安装在轨道旁的基础桩上。V1-V2端子接轨道侧。E1-E2接电缆侧。

按0.3-1.0Ω·Km道碴电阻设计，匹配变压器用于钢轨对SPT电缆的匹配连接，变压器变比为1：9，L1用作对电缆容性的补偿，并作为送端列车分路的限流阻抗。1、匹配变压器用途匹配变压器原理图2、匹配变压器原理介绍

C1、C2电解电容按同极性串接，形成无极性，在直流电力牵引中用于隔离直流（如地下铁道）。V1、V2接至钢轨，E1、E2接至SPT电缆。F为带劣化指示的防雷单元.

三、补偿电容补偿电容补偿电容的安装方法，是按照等间距设置补偿电容的方法。具体安装见后图：1、补偿电容用途：为抵消钢轨电感对移频信号传输的影响，采取在轨道电路中，分段加装补偿电容的方法，使钢轨对移频信号的传输趋于阻性，接收端能够获得较大的信号能量。另外，加装补偿电容能够实现钢轨断轨检查。在钢轨两端对地不平衡条件下，能够保证列车分路。在ZPW-2000A系统中，补偿电容容量、数量均按轨道电路具体参数及传输要求确定。补偿电容安装位置示意图2、安装与使用说明安装与使用说明Δ表示等间距长度；轨道电路两端调谐单元与第一个电容距离为Δ／2，安装允许误差±0.5ｍ。计算公式：Δ＝L/Nc，其中，Ｌ：轨道电路两端调谐单元的距离（并非轨道电路长）

Nc：根据优选设计确定的补偿电容数量补偿电容的配置，其容量根据轨道电路频率的不同而不同，频率越高容量越小，其数量按照轨道电路的长度来确定，而轨道电路长度是由道碴电阻来决定的。四、钢轨引接线

为加大调谐区设备与钢轨间的距离，便于工务维修等原因，加长了引接线长度。其材质为多股钢包铜注油线，满足耐酸、碱，耐冻，耐磨，耐高温性能。其长度为2000mm，3700mm各两根并联运用。一个电气绝缘节3套6根。五、SPT数字电缆使用原则：●两个频率相同的发送与接收不能采用同一根电缆。●两个频率相同的发送不能设置在同一屏蔽四线组内。●两个频率相同的接收不能设置在同一屏蔽四线组内。●电缆中有两个及其以上的相同频率的发送（接收），该电缆采用内屏蔽型。●电缆中各发送、各接收频率均不相同时，可采用非内屏蔽SPT电缆，但线对必须按四线组对角线成对使用。（3）、工程设计注意事项：●掌握电缆使用原则，合理地对电缆网络图进行设计，有利于减少工程投资。●按正方向运行，复线区段上下行发送采用同一根电缆。●按正方向运行，复线区段上下行接收采用同一根电缆。●为节省电缆投资，一般宜采用A型电缆，A型电缆为部分内屏蔽四线组、部分非内屏蔽四线组电缆，可节省投资。●信号点灯线可与发送或接收线对同缆使用。同缆时，宜按上、下行信号机分开，该方式可节省区间信号机灯丝断丝报警芯线数量。●电缆网络图布置时，一般从区间最远端向站内方向布置。●必要时，干线电缆采用内屏蔽型电缆（SPT－P），一般分支短电缆，因为没有同频信号问题均可采用SPT型电缆。

六、发送器ZPW·F发送器外形及底座图片安装在机械室内机柜的U型槽上，用钥匙将锁杆锁紧1、工作发送频率低频频率：10.3+n×1.1Hz，n=0～17即：10.3Hz、11.4Hz（绿）、12.5Hz、13.6Hz（绿黄）、14.7Hz、15.8Hz、16.9Hz（黄）

、18Hz（双黄）

、19.1Hz、20.2Hz、21.3Hz、22.4Hz、23.5Hz、24.6Hz、25.7Hz、26.8Hz（红黄）

、27.9Hz、29Hz载频频率下行：1700-11701.4Hz

1700-21698.7Hz2300-12301.4Hz2300-22298.7Hz上行：2000-12001.4Hz2000-21998.7Hz

2600-12601.4Hz2600-22598.7Hz频偏：±11Hz输出功率：不小于70W2、发送器用途：产生高精度、高稳定、一定功率的移频信号。在区间适用于非电化和电化区段18信息无绝缘轨道电路区段，供自动闭塞、机车信号和超速防护使用。在车站适用于非电化和电化区段站内移频电码化发送。用于系统采用发送N+1冗余方式。故障时，通过FBJ接点转至“＋1”FS。3、发送器电路原理介绍

载频编码条件

低频编码条件

CPU1

CPU2

移频发生器

控制与门

滤波器功率放大安全与门FBJ24VFBJ至＋1发送至轨道发送器电路原理图

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“滤波”环节，实现方波—正弦波变换。电路原理介绍功放输出FSK信号，送至2CPU进行功出电压检测。两CPU对FSK信号的低频、载频和幅度特征检测符合要求后使发送报警继电器励磁，并使经过功放的FSK信号输出。当发送输出短路时，经检测使“控制与门”有10S的关闭（装死或休眠保护）。图3-5发送器底座示意图七、接收器ZPW·J安装在机械室内机柜的U型槽上，用钥匙将锁杆锁紧接收器外形及底座图片

轨道电路调整状态下：主轨道接收电压不小于240mV;主轨道继电器电压不小于20V（1700Ω负载，无并机接入状态下）;小轨道接收电压不小于33mV;小轨道继电器或执行条件电压不小于20V（1700Ω负载，无并机接入状态下）。1、主轨道、小轨道接收电压

用于对主轨道电路移频信号的解调，并配合与送电端相连接调谐区短小轨道电路的检查条件，动作轨道继电器。另外，还实现对与受电端相连接调谐区短小轨道电路移频信号的解调，给出短小轨道电路执行条件，送至相邻轨道电路接收器。接收器接收端及输出端均按双机并联运用设计，与另一台接收器构成相互热机并联运用系统，保证接收系统的高可靠运用。2、接收器的用途XG、XGHGJGJXGJXGJHG、GHG、GHXG、XGH调谐区短小轨道本轨道电路邻轨道电路主轨道

JSFSCPU2CPU1

JSCPU2CPU1主轨道和小轨道检查原理图3、主轨道和小轨道检查原理接收器底座示意图八、衰耗盘ZPW.PS放置在机柜上,使用时将衰耗盘插入机柜上所对应的外框内，然后根据该轨道电路的实际情况按照轨道电路调整表进行调整。衰耗盘外形及底座96芯图片

用做对主轨道电路及调谐区短小轨道电路的调整（含正反向），用于实现主轨道电路、小轨道电路的调整。给出发送、接收用电源电压、发送功出电压、轨道输入输出、GJ、XG、XGJ测试条件。给出发送、接收故障报警和轨道占用指示、方向指示灯。

1、衰耗盘用途2、衰耗盘原理介绍主轨道输入电路

主轨道信号V1、V2自C1、C2变压器B2输入，B2变压器阻抗约为36～55Ω（1700～2600Hz），以稳定接收器输入阻抗，该阻抗选择较低，利于抗干扰。变压器B2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。短小轨道电路输入电路

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3.3kΩ。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B4输出至接收器。九、机柜ZPW·G-2000A型机柜安装在机械室内，配线从顶端出线；使用时将发送器、接收器、衰耗盘按照施工图装入对应位置。机柜外形图片ZPW-2000A机柜布置示意图用于安装室内发送器、接收器、衰耗盘等设备，每台机柜可放置10套轨道电路的设备。机柜配线说明（一个区段为例）：24V直流电源屏外部配线D101-1-1～18：为18种低频信息；01-2-1～2：为发送功出；01-2-3～4：发送报警；01-2-5～6：接收并机接FJ处；01-2-17～18：JS工作电源；01-3-1～2：主轨道信号电压；01-3-3～4：小轨道信号电压；01-3-5～6：接收主机接FJ处；01-3-7～8：接收的主机的主轨道继电器G、GH，并机的主轨道继电器G、GH；01-3-9～10：接收的主机的XG继电器XG、XGH，并机的XG继电器XG、XGH；01-3-11～12：接收的主机的XG继电器XG、XGJH，并机的XG继电器XG、XGJH；01-3-13～16：报警检查、环线；01-3-17～18：FS工作电源；＋24V024VFS熔断10A01－2－17JS熔断5A01－3－17FS01－2－18JS01－3－18零层十、防雷模拟网络盘ZPW.PML1安装的两种方式：1、安装网络接口柜内：2、安装在网络组匣内；模拟电缆的调整是通过35线插座端子来实现（查对照表）。防雷模拟网络盘1、防雷模拟网络盘用途

用作对通过传输电缆引入室内雷电冲击的横向、纵向防护。通过0.5、0.5、1、2、2、2×2km六节电缆模拟网络，补偿SPT数字信号电缆，使补偿电缆和实际电缆总长度为10km，以便于轨道电路的调整和构成改变列车运行方向。2防雷模拟网络盘原理框图

横向采用压敏电阻采用V20-C/1280V20KA(OBO)或275V20KA（OBO），用于对室外通过传输电缆引入的雷电冲击信号的防护。低转移系数防雷变压器用于对雷电冲击信号的纵向防护，特别在目前钢轨线路旁没有设置贯通地线的条件下，该防雷变压器对雷电防护有显著作用。

电缆模拟网络按0.5、0.5、1、2、2、2×2km六节设置，以便串接构成0-10km,按0.5km间隔任意设置补偿模拟电缆值。模拟电缆网络值基本按以下数值设置：R:23.5Ω/km；L:0.75mH/km；C:29nF/km。

R、L按共模电路设计，考虑故障安全,C采用四头引线电缆模拟网络主要参数测试说明测试位置---在电缆模拟网络盘面板上。“设备”：“防雷”=1：1.02---1.06“电缆”塞孔--与电缆连接侧电压，应考虑电缆模拟网络衰减；十一、轨道电路需要调整的内容：♠发送电平(按照轨道电路调整表在发送器后进行调整)♠接收电平（按照轨道电路调整表在衰耗盘进行调整)♠模拟电缆补偿（按照电缆补偿长度调整表在电缆模拟网络盘后部进行调整）♠小轨道电路的调整（在开通要点后根据轨入的小轨道信号的大小按照小轨道调整表在衰耗盘后部进行调整）1、2、主轨道电路的调整主轨道电路的调整是按照接收电平调整表在衰耗盘后的96芯插座上进行跨线实现的。3、小轨道电路的调整首先用CD96-3专用选频表在衰耗盘面板输入塞孔上测出小轨道的输入信号，然后按照下表在衰耗盘后的96芯插座上进行跨线。例：若正向时测出的小轨道信号为46mV，则对照表3-6第46mV项正向端子联接在衰耗盘后的96芯插座上进行跨线。若反向时测出的小轨道信号为50mV，则对照表3-6第50mV项反向端子联接在衰耗盘后的96芯插座