【正文】 .................................................................................. 24 參 考 文 獻(xiàn) ............................................................................................................................ 25 論文（初稿） 1 引 言 ZPW2020A 型無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)是在法國 UM71 無絕緣軌道電路技術(shù)引進(jìn)、國產(chǎn)化基礎(chǔ)上，結(jié)合國情進(jìn)行的技術(shù)再開發(fā)。 學(xué)習(xí) ZPW2020A 型無絕緣移頻自動(dòng)閉塞首先應(yīng)了解其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理、系統(tǒng)特點(diǎn)、技術(shù)條件等基本知識(shí)，了解清楚后，我們將對(duì)其常見故障進(jìn)行分析和探究，深化認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)了解，最后 達(dá)到對(duì) ZPW2020A 型無絕緣移頻自動(dòng)閉塞的系統(tǒng)了解和專業(yè)論述 。 較之 UM71， ZPW2020A 型無絕緣移頻自動(dòng)閉塞在軌道電路傳輸安全性、傳輸長度、系統(tǒng)可靠性、可維修性以及結(jié)合國情提高技術(shù)性能價(jià)格比、降低工程造價(jià)上都有了顯著提高。 2020 年 10 月底，針對(duì)鄭州局、南昌局接連兩次發(fā)生因鋼軌電氣分離式斷軌，軌道電路得不到檢查，客車脫軌的嚴(yán)重事故，該系統(tǒng)提出了解決“全程斷軌檢查”等四項(xiàng)提高無絕緣軌道 電路傳輸安全性的技術(shù)創(chuàng)新方案，獲得了鐵道部運(yùn)輸局、科技司的肯定。 2020 年 5 月 28 日，該系統(tǒng)通過鐵道部技術(shù)鑒定，確定推廣應(yīng)用。 室外部分系統(tǒng)構(gòu)成 (1) 調(diào)諧區(qū) 按 29m 設(shè)計(jì)，調(diào)諧區(qū)包括調(diào) 諧單元和空芯線圈，實(shí)現(xiàn)兩相鄰軌道電路電氣隔絕。 電路原理簡要說明 該線圈用 19 電磁線繞制，其截面積為 35mm，電感約為 33μ H，直流電阻 。 空心線圈設(shè)置在 29m 長調(diào)諧區(qū)的兩個(gè)調(diào)諧單元中間，由于它對(duì) 50Hz 牽引電流呈現(xiàn)很小的交流阻抗（約 10mΩ），即可起到平衡牽引電流的作用。由于空心線圈對(duì)牽引電流的平衡作用，減少了工頻諧波干擾對(duì)軌道電路的影響。 機(jī)械絕緣節(jié)空心線圈 圖 11 機(jī)械節(jié)空心線圈 （ SVA’）用在車站與區(qū)間銜接的機(jī)械絕緣處。該機(jī)械節(jié)空心線圈分四種頻率，與相應(yīng)頻率調(diào)諧單元相并聯(lián)，可獲得與電氣絕緣節(jié)阻抗相同的 效果。 (3) 匹配變壓器 ZPW2020A無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)及故障檢修 4 一般條件下，按 ~? km 道碴電阻設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)軌道電路與 SPT 傳輸電纜的匹配連接。 考慮到 ? km 道碴 電阻，并兼顧低道碴電阻道床，該變壓器變比優(yōu)選為 9： 1。保證該設(shè)備在直流電力牽引區(qū)段運(yùn)用中，不致因直流成分造成匹配變壓器磁路飽和。 該壓敏電阻選擇 75V 防護(hù)等級(jí)。同時(shí)，與匹配變壓器相對(duì)應(yīng)處軌道被列車分路時(shí)，它可作為一個(gè)阻抗（ 1700Hz 時(shí)約為 ）。 該電感阻抗的降低將造成接收器電平的增高，故電感由富于彈性物質(zhì)灌封，以防止振動(dòng)或撞擊造成電感損壞，使電感值降低或喪失。 作用 保證軌道電路傳輸距離； 保證接收端信號(hào)有效信干比； 實(shí)現(xiàn)了對(duì)斷軌狀態(tài)的檢查； 保證了鋼軌同側(cè)兩端接地條件下，軌道電路分路及斷軌檢查性能。對(duì)于 1700~2300Hz 的移頻信號(hào)，鋼軌呈現(xiàn)較高的感抗值。為此，采取分段加補(bǔ)償電容的方法，減弱電感的影響。 一般認(rèn)為補(bǔ)償電容容量與載頻頻率、道碴電阻低端數(shù)值、電容設(shè)置方式、設(shè)置密度、軌道電路傳輸作用要求等有關(guān)。為保證軌道電路電容調(diào)整、分路及機(jī)車信號(hào)同時(shí)滿足一定要求時(shí)，補(bǔ)償電容容量應(yīng)有一個(gè)優(yōu)選范圍。 補(bǔ)償電容的設(shè)置方式宜采用“等間距法”，即將無絕緣軌道電路兩端 BA 間的距離L 按 補(bǔ)償電容總量 N 等份，其步長△ =L/N。 綜上，根據(jù)載頻頻率、最低道碴電阻數(shù)值、軌道電路傳輸狀態(tài)的要求、電容容量、數(shù)量、設(shè)置方法得當(dāng)，將大大改善軌道電路的傳輸，加大軌道電路傳輸長度。根據(jù)工程需要，傳輸電纜長度可按 、 15km 考慮。用于 BA、 SVA、 SVA’等設(shè)備與鋼軌間的連接。該設(shè)備中，考慮了同一載頻、同一低頻控制條件下，雙 CPU 電路。發(fā)送設(shè)備 的放大器均采用了射極輸出器方式構(gòu)成，防止故障時(shí)功出電壓的升高。兩組 CPU 對(duì)檢測結(jié)果符合要求時(shí)，以動(dòng)態(tài)信號(hào)輸出通過“安全與門”控制執(zhí)行環(huán)節(jié) —— 發(fā)送報(bào)警繼電器（ FBJ）將信號(hào)輸出。故障時(shí)，通過 FBJ 接點(diǎn)轉(zhuǎn)至“ +1” FS。 圖 12 (2)接收器 ZPW2020A 型無絕緣軌道電路將軌道電路分為主軌道電路和調(diào)諧區(qū)短小軌道電路兩部分，并將短小軌道電路視為列車運(yùn)行前方主軌道電路的所屬“延續(xù)段”。 ② 實(shí)現(xiàn)對(duì)與受電端相連接調(diào)諧區(qū)短小軌道電路移頻信號(hào)的解調(diào)，給出短小軌道電路執(zhí)行條件，送至相鄰軌道電路接收器。 接收器除接收本主軌道電路頻率信號(hào)外，還同時(shí)接收相鄰區(qū)段小軌道電路的頻率信號(hào)。 論文（初稿） 7 上述“延續(xù) 段”信號(hào)由運(yùn)行前方相鄰軌道電路接收器處理，并將處理結(jié)果形成小軌道電路軌道繼電器執(zhí)行條件（ XG、 XGH）送至本軌道電路接收器，作為軌道繼電器（ GJ）勵(lì)磁的必要檢查條件（ XGJ、 XGJH）之一，見圖 13。另外，接收器還同時(shí)接收鄰段所屬調(diào)諧區(qū)小軌道電路信號(hào)，向相鄰區(qū)段提供小軌道電路狀態(tài)（ XG、 XGH）條件。 主軌道輸入電路 主軌道信號(hào) V V2 自 C C2 變壓器 B2 輸入， SB1 變壓器阻抗約為 36~55Ω（ 1700~2600Hz），以穩(wěn)定接收器輸入阻抗，該阻抗選擇較低，利于抗干擾。次級(jí)通過變壓器抽頭連接，可構(gòu)成 1~146共 146 級(jí)變化。故短小軌道電路的調(diào)整按正、反兩方向進(jìn)行。 為提高 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣精度，短小軌道電路信號(hào)經(jīng)過 1： 3 升壓變壓器 SB2 輸出至接收器。移頻報(bào)警繼電器 YBJ，由移頻架第一位衰耗器 YB+引出，逐一串接各衰耗盤 BJ BJ2 條件至 024。此外，為了適應(yīng)微機(jī)監(jiān)測的需要，預(yù)留了報(bào)警條件接點(diǎn) FBJ+、 FBJ、FBJ+、 FBJ，由機(jī)柜內(nèi)配線引至零層。 GJ 亮綠燈， 表示軌道空閑； GJ 亮紅燈，表示軌道占用； GJ 滅燈，表示斷電。 (4) 電纜模擬網(wǎng)絡(luò)用途 用作對(duì)通過傳輸電纜引入至室內(nèi)雷電沖擊的防護(hù)（橫向、縱向）。 電路原理介紹 橫向壓敏電阻采用 V20C/1 280V 20KA（ OBO）或 275V 20KA（ DEHNguard），用于對(duì)室外通過傳輸電纜引入的雷電沖擊信號(hào)的防護(hù)。 電纜模擬網(wǎng)絡(luò)按 、 、 2 2km 六節(jié)設(shè)置，以便串接構(gòu)成 010km，按 間隔任意設(shè)置補(bǔ)償模擬電纜值。 R、 L 按共模電路設(shè)計(jì)，考慮故障安全， C 采用四頭引 線。 橫向：限制電壓在 ~75KV、 10KA 以上 縱向： ① 根據(jù)設(shè)計(jì)，一般可通過空芯線圈中心線直接接地進(jìn)行縱向雷電防護(hù)。電化牽引區(qū)段考慮牽引回流不暢條件下，出現(xiàn)的縱向不平衡電壓峰值，限制電壓選在 ~500V、5KA 以上。 ③ 防雷地線電阻要嚴(yán)格控制在 10Ω以下。 ④ 對(duì)于多雷及其以上地區(qū)，特別對(duì)于石質(zhì)地層的地區(qū)，有條件應(yīng)加裝貫通地線。 橫向：限制電壓在 ~280V、 10KVA 以上。 ZPW2020A無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)及故障檢修 10 發(fā)送器 OZPW2020A 型無絕緣軌道電路發(fā)送器，在區(qū)間適用于非電化和電化區(qū)段 18 信息無絕緣軌道電路 區(qū)段， 供自動(dòng)閉塞、機(jī)車信號(hào)和超速防護(hù)使用。 接收器 ZPW2020A 型無絕緣軌道電路將軌道電路分為主軌道電路和調(diào)諧區(qū)短小軌道電路兩個(gè)部分，并將短小軌道電路視為列車運(yùn)行前方主軌道電路的所屬 “延續(xù)段 ”。 接收器用于接收主軌道電路信號(hào)，并在檢查所屬調(diào)諧 區(qū)短小軌道電路狀態(tài)（ XG、XGH）條件下，動(dòng)作本軌道 電路的軌道繼電 器（ GJ）。 系統(tǒng)采用接收器成對(duì)雙機(jī)并聯(lián)冗余方式。 即： HA 主機(jī)輸入接至 A 主機(jī)，且并聯(lián)接至 B 并機(jī)。 HA 主機(jī)輸出與 B 并機(jī)輸出并聯(lián)，動(dòng)作 A 主機(jī)相應(yīng)執(zhí)行對(duì)象 。 衰耗盤 用于實(shí)現(xiàn)主軌道電路、小軌道電路的調(diào)整。 電纜模擬網(wǎng)絡(luò) 電纜模擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)在室內(nèi)，按 、 、 22km 六節(jié)設(shè)計(jì)，用于對(duì) SPT 電纜長度的補(bǔ)償，電纜與電纜模擬網(wǎng) 絡(luò)補(bǔ)償長度之和為 10km。該機(jī)械節(jié)空心線圈分四種頻率，與相應(yīng)頻率調(diào)諧單元相并聯(lián)，可獲得與電氣絕緣節(jié)阻抗相同的效果。 衰耗盤 用做對(duì)主軌道電路及調(diào)諧區(qū)短小軌道電路的調(diào)整（含正反向），給出發(fā)送、接收用電源電 壓、發(fā)送功出電壓、軌道輸入輸出 GJ， XGJ 測試條件。 防雷模擬網(wǎng)絡(luò)盤 用作對(duì)通過傳輸電纜引入室內(nèi)雷電沖擊的橫向、縱向防護(hù)。 圖 防雷模擬 盤 匹配變壓器 匹配變壓器用于鋼軌對(duì) SPT 電纜的匹配連接，變比為 1： 9， L1 用作對(duì)電纜容性的補(bǔ)償，并作為送端列車分路的限流阻抗。 C C2 電解電容按同極性串接，形成無極性，在直流電力牽引中用于隔離直流（如地下鐵道）。 F 為帶劣化指示的防雷單元 . ZPW2020A無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)及故障檢修 12 圖 區(qū)段匹配器 調(diào)諧區(qū)用鋼包銅引接線 為 加大調(diào)諧區(qū)設(shè)備與鋼軌間的距離，便于工務(wù)維修等原因，加長了引接線長度。其長度為 2020mm，3700mm 各兩根并聯(lián)運(yùn)用。另外，加裝補(bǔ)償電容能夠?qū)崿F(xiàn)鋼軌斷軌檢查。 在 ZPW2020A 系統(tǒng)中，補(bǔ)償電容容量、數(shù)量均按軌道電路具體參數(shù)及傳輸要求確定。10%nF/km。 解決了調(diào)諧區(qū)斷軌檢查，實(shí)現(xiàn)軌道電路全程斷軌檢查。 實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)諧單元斷線故障的檢查。 通過系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化，提高了軌道電路傳輸長度。 軌道電路調(diào)整按固定軌道電路長度與允許最小道碴電阻方式進(jìn)行。 km標(biāo) 準(zhǔn)道碴電阻、低道碴電阻傳輸長度要求，又提高了一般長度軌道電路工作穩(wěn)定性。 采用長鋼包銅引接線取代 75mm2 銅引接線，利于維修。 主要技術(shù)條件 ,1 環(huán)境條件 ZPW2020A 型無絕緣移頻軌道電路設(shè)備在下列環(huán)境條件下應(yīng)可靠工作： 室外： 30℃～ +70℃；室內(nèi)： 5℃～ +40℃ 周圍空氣相對(duì)濕度：不大于 95%（溫度 30℃時(shí)） 大氣壓力： ～ 106kPa（相對(duì)于海拔高度 2500m 以下） 發(fā)送器 低頻頻率： +n ， n=0～ 17 即： Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 18 Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 Hz、 29 Hz。 11 Hz 輸出功率： 70W 接收器 軌道電路調(diào)整狀態(tài)下：主軌道接收電壓不小于 240mV。小軌道接收電壓不小于 33mV。 工作電源 直流電源電壓范圍： ～ ；設(shè)備耗電情況：發(fā)送器在正常工作時(shí)負(fù)載為400Ω，功出為 1 電平的情況下，耗電 ；當(dāng)功出短路時(shí)耗電小于 ；接收器正常工作時(shí)耗電小于 500mA。 主軌道無分路死區(qū)；調(diào)諧區(qū)分路死區(qū)不大于 5m； 有分離式斷軌檢查性能；軌道電路全