(三)室外设备
室外设备包括调谐单元、空心线圈、匹配变压器、补偿电容。 1.调谐区
调谐区按29m设计,以获得调谐单元与轨道电路的匹配连接。 2.机械绝缘节
为取得与JES--JES同样的电气性能,空心线圈参数也根据传输通道参数和载频频率设计,命名为SVA’(分1700Hz、2000Hz、2300Hz、2700Hz四种)。 3.匹配变压器
按传输通道参数和载频频率进行设计,实现了轨道电路与SPT传输电缆的匹配连接。 4.补偿电容器
根据传输通道参数传输特性优选,并兼顾低道床电阻的传输。 5.电缆
传输电缆采用国产铁路信号数字电缆SPT,Φ1.0mm,总长度按10km考虑。 6.BA、SVA、SVA’引接线
采用3600mm、1600mm钢包铜线。 (四)室内设备
室内设备包括发送器、接收器和电缆模拟网络。 1.发送器
发送器用来产生高精度、高稳定性的移频信号。发送器结构基本同国产18信息移频自动闭塞(ZP.Y1—18型)发送盘。仅对激励放大器作变动,将原分立元件组成的射极输出器改为运算放大器组成的射极输出器,从而解决了射极负载为变压器时直流工作点难以调整及在温度变化时易影响丁作稳定性的问题。
发送器采用载频通用型和“N+1”冗余方式,同ZP Y1—18型移频自动闭塞。 2.接收器
接收器结构基本同18信息移频自动闭塞(ZP Y1—18型)的接收盘。采用DSP进行解调。增加了调谐区轨道电路的输入、调整、采样、执行环节。
接收器原理框图如图6—2—29所示。
主轨道电路A/D、小轨道电路A/D是模/数转换器,将主机、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。
安全与门1-4将两路CPU输出的动态信号变成驱动继电器(或执行条件)的直流输出。 接收器采用成对双机并联方式,由本接收“主机”及另一接收“并机”两部分组成,如图6—2—30所示,即:
A主机输入接至A主机,且并联接至B并机; B主机输入接至B主机,且并联接至A并机;
A主机输出与B井机输出并联,动作A主机相应执行对象: B主机输出与A并机输出并联,动作B主机相应执行对象。 3.电缆模拟网络
电缆模拟网络由室外移至室内,按0.5km、0.5km,lkm、2km、2km、2kmx2六段设计,补偿总长度10km。
(五)ZPW—2000A型自动闭塞的传输安全性 1.调谐区断轨检查
将调谐区做成一段29m长的轨道电路,正常工作时接收端电流属于并联谐振电流的一部分。在规定道碴电阻条件下,钢轨断轨时,该电流大幅度下降,使轨道继电器落下。 在lΩ km道碴电阻条件下,若不设短轨道电路,29m内无断轨检查。
在最不利条件下,断轨时接收残压仅为轨道继电器落下值的1/508,有断轨检查保证。 2.轨道电路全程断轨检查
主轨道电路在最不利条件下,具有断轨检查保证,且有足够余量(断轨时接收器残压约为可靠落下值的50%以下)。
主轨道电路在较长长度下具有断轨检查功能,补偿电容起到关键作用。不设补偿电容时,UM71载频频率满足断轨检查的长度仅约700m。
ZPW—2000A型轨道电路在钢轨同侧两端接地条件下,仍具有断轨检查及0.15Ω分路检查的功能。
在解决了调谐区断轨检查后,实现了轨道电路的全程断轨检查。 3.减小调谐区0.15Ω分路“死区”长度
由于接收端阻抗较低,造成一段0.15Ω分路“死区”。该“死区”长度与接收端工作电压值的设定有关。当工作值贮备系数(((工作值-灵敏度)/灵敏度)X100%)为40%(即灵敏度为71.4mV,工作值l00mV)时,分路“死区”长度小于5m;当为30%时,约3m。 0.15Ω分路对相邻主轨道电路的提前分路是,0.15Ω分路逐渐接近接收端时,除逐渐加剧降低主轨道电路接收端的总阻抗外,也使相邻主轨道电路的接收电流被分流,造成主轨道电路接收端信号下降,直至主轨道电路继电器落下。在最不利条件下,0.15Ω分路使相邻主轨道电路的GJ落下的分路点距BA约2~3m。
系统中,调谐区为两主轨道电路构成的电气绝缘节,0.15Ω分路时只要使调谐区本身的轨道继电器、两相邻主轨道电路的轨道继电器三者中有一个失磁,即表示对0.15Ω有分路。故0.15Ω分路“死区”长度应为对本频率信号的分路“死区”长度与对相邻轨道电路提前分路长度之差。
在∞Ωkm条件下,若不设短轨道电路,29m内0.15Ω分路“死区”长度为21.5m(距送端4m,受端3.5m)。设短轨道电路时,分路“死区”长度为5m。 4.调谐单元断线检查
利用调谐单元BA断线对本区段频率的信号绝缘节阻抗降低,对相邻频率的信号绝缘节阻抗升高的原理,用调谐区轨道电路下作门限值即可实现对BA断线的检查。 送端BA断线,接收端电压降低约50%;受端BA断线,接收端电压升高约500%~700%,接收器设置接收门限对此进行检测。
5.钢轨对地不平衡对传输安全的影响及防护
钢轨对地不平衡指轨道电路钢轨同侧两端接地或与其他金属物(送、受电端引接线、金属箱盒外壳、待更换钢轨等)相通形成第三轨的情况。
由于无绝缘轨道电路两运用钢轨有电容补偿,已近于呈阻性传输状态,“第三轨”的出现与两运用钢轨无补偿作用,对移频信号均呈感性,对轨道电路的传输、调整、分路、断轨检查、机车信号入口电流等均无显著影响。
(六)ZPW—2000A型无绝缘轨道电路传输长度
在相同条件下,UM71为0.8~1.1km,而ZPW—2000A为1.3~1.5km,且电气一电气绝缘节和电气一机械绝缘节具有同样的传输长度。 轨道电路传输长度延长的原因有:
①通过“GA—1”型计算软件对各有关参数的分析和综合优选。 ②分析并修正了UM71的BA与钢轨特性参数上的失配。 ③补偿电容容量优化及改善分路的新型配置。
④用BA//SVA’代替BA//SVA,与JES—JES等效。
⑤采用DSP解调,大大提高抗电气化干扰能力和“分路残压+干扰”的防误动能力。 ⑥优化了传输电缆与轨道电路的匹配设计。
第四节 站内轨道电路移频化
在移频自动闭塞区段,区间采用移频轨道电路,机车信号设备能直接接收移频信息。而站内轨道电路不能发送移频信息,当列车在站内运行时机车信号将中断工作。为了保证行车安全和提高运输效率,使机车信号在站内也能连续显示,需在站内原轨道电路的基础上进行电码化。
所谓站内轨道电路电码化,指的是非电码的轨道电路能根据运行前方信号机的显示发送各种电码。对于移频轨道电路,电码化就是移频化。 移频化有切换方式和叠加方式两种。最初采用固定切换方式,即本轨道电路区段被占用
实现移频化时,起转换开关作用的轨道发码继电器固定在励磁状态,向轨道发送移频信息,待列车压人下一相邻轨道电路区段后,本区段的轨道发码继电器才落下,恢复原轨道电路。此种方式存在着在某些正常的调车作业或列车折返时已移频化的股道轨道电路不能自动恢复的缺点。为此,改为采用脉动切换方式的轨道电路移频化。也就是某一轨道区段移频化时,使传输继电器处于脉动状态,当其励磁时向轨道发送移频信息,失磁时将原轨道电路设备接向钢轨,列车出清时轨道电路自动恢复。此方式不仅克服了上述缺点,而且可以做到移频化电路与车站联锁电路之间的联系最少,从而使各种车站的移频化电路做到基本统一。
在列车提速的情况下,当列车以较高速度通过站内较短的轨道电路区段时;由于传输继电器有0.6s的落下时间而造成“掉码”,使机车信号不能连续工作,不利于行车安全。因此又出现了预叠加方式的站内移频化,将移频轨道电路叠加在原轨道电路上,两种类型的轨道电路由隔离器隔离而互不影响,并可提前一个区段发码,不会造成“掉码”。
在提速区段,因通过列车运行速度较高,站内正线必须采用预叠加方式移频化,而到发线,由于移频化仅限于股道,且列车运行速度较低,可采用叠加方式,也可采用脉动切换方式。
一、脉动切换方式站内轨道电路移频化
站内轨道电路移频化范围包括:正线,列车进路“进直”、“出直”时接、发车进路的所有区段;列车进路“进直”、“出弯”时,为接车进路中的所有区段。侧线,仅为股道。 在双线自动闭塞区段,站内移频化电路由三部分组成,一是转换开关电路,由传输继电器组成,甩来验证轨道电路转发机车信号信息的条件,并且控制向轨道发码及轨道电路的恢复时机。二是信号、进路检查电路,由接车发码继电器和发车发码继电器电路构成,用以检查列车是否冒进信号以及列车“进直”、“出直”进路,并予以记录供转换开关电路使用。股道区段移频化时可不设该电路。三是发码电路,由编码条件和码源移频发送盒组成,其作用是根据编码条件发出不同的机车信号信息。
双线自动闭塞区段,在线路是单方向运行的情况下,发送移频信息也是单向的,一般在轨道电路受电端发送。
而在双线双方向运行的自动闭塞区段和单线自动闭塞区段,发送移频信息也必须是双方向的,上、下行各设一套移频化电路,其电路原理同双线单方向自动闭塞区段。一般下行方向在轨道电路受电端发送,载频750HZ;上行方向在轨道电路送电端发送,载频650HZ。 现以图6—2—31所示站场为例,说明站内电码化工作原理。举例站场的站内移频化电路包括正线轨道电路移频化电路和到发线的股道轨道电路移频化电路。
(一)站内正线轨道电路移频化电路 现以下行正线轨道电路移频化为例,说明其电路工作原理,其电路如图6—2—32所示。先按双线单向自动闭塞的情况进行移频化。
当列车驶入进站信号机内方IAG区段时,由于该区段的轨道复示继电器IAGJF↓,并检查下行正线继电器XZXJ↑、下行进站列车信号复示继电器XLXJF↑及下行正线股道IG的轨道复示继电器IGJF↑,即证明列车末冒进进站信号机且为“进直”接车进路后,下行
接车移频化继电器XJMJ励磁并自闭。通过其第二组前接点接通IAG区段的传输继电器1CJ的励磁电路,1CJ脉动,下行正线发送盘XZFS—750向IAG区段发送与出站信号机X1显示相一致的750Hz移频信号。此时,下行发车移频化继电器XFMJ↓,由X1出站信号机的有关继电器接点编码。X1未开放XILXJF↓,发送低频频率为26Hz。正方向发车,XI开放,XILXJF↑,XIZXJ↑,若第二离去区段空闲,X2LQJF↑,则发送低频频率为11Hz:若第二离去区段被占用,X2LQJF↓,则发送低频频率为15Hz。反方向发车,XIZXJ↓,为出弯进路,发送低频频率为20Hz。
当列车驶入5DG区段时,由于5DGJF↑,使2CJ励磁,5DG区段移频化,同时断开1CJ励磁电路,IAG区段恢复原轨道电路。
当列车驶入3DG区段时,由于3DGJF↑,使3CJ励磁,3DG区段移频化,同时断开2CJ励磁电路,5AG区段恢复原轨道电路。
当列车驶入9—15DG区段时,由于9—15DGJF↓,使4CJ励磁,9-15DG区段移频化,同时断开3CJ励磁电路,3DG区段恢复原轨道电路。 当列车驶入17-23DG区段时,由于17-23DGJF↓,使5CJ励磁,17—23DG区段移频化,同时断开了4CJ励磁电路,9—15DG恢复原轨道电路。
当列车驶入IG区段时,利用该股道的轨道复示继电器IGJF的前接点断开JJMJ的自闭电路,使其落下停止工作。由于IGJF↓,使6CJ励磁,XZFS-750向IG发送与XI显示相一致的移频信息,并使5CJ↓,17—23DG区段恢复原轨道电路。 出站信号机XI开放后,若第二离去区段X2LQG空闲,机车信号接收的是受11Hz低频信号调制的750Hz的移频信息而显示绿灯,列车可按正常速度出站。列车出清IG,IG自动恢复原轨道电路。
当列车驶入出站信号机XI内方的16—18DG区段时,由于该区段的轨道复示继电器16-18DGJF↓,并检查下行出站列车信号复示继电器XILXJF↑及第一离去区段继电器X1LQJ↑,即证明列车未冒进出站信号机,且第一离去区段空闲后,下行发车移频化工FMJ励磁并自闭,通过其第二组前接点接通16-18DG区段的传输继电器7CJ的励磁电路;同时用XFMJ的第四组前接点使下行正线发送盘XZFS-750接通下行第二离去区段D2G的编码条件,向16-18DG区段发送与防护第二离去区段的通过信号机显示相一致的移频信息。如该通过信号机灯丝断丝,DJ↓,或该区段被占用,LUJ↓,显示红灯,发送低频频率26Hz;该通过信号机显示黄灯,UJ↑,发送低频频率15Hz;该通过信号机显示绿灯,LJ↑,发送低频频率11Hz。
当列车驶入8—10DG区段时,由于8-10DGJF↓,使8CJ励磁,8—10DG区段移频化,同时断开了7CJ励磁电路,使16—18DG区段恢复原轨道电路。
当列车驶入4DG区段时,由于4DGJF↓,使9CJ励磁,4DG区段移频化,同时断开了8CJ励磁电路,使8—10DG区段恢复原轨道电路。
当列车驶入第一离去区段X1LQG时,由于X1LQJ↓,从而断开了XFMJ钠自闭电路,用XFMJ的第四组后接点使下行正线发送盘XZFS端子恢复连接,为列车进路再次移频化作好准备。同时,用XFMJ第二组前接点断开9CJ的励磁电路,从而终止4DG区段的移频化,当列车出清4DG后,便自动恢复原轨道电路。 从上述电路工作原理中可以看出,站内正线每一轨道电路区段的移频化时机是列车驶入本区段,终止于列车驶入下一相邻的轨道电路区段。 上行正线移频化原理同上述,仅载频为650Hz。
上述为发送盘采用单机时的情况,为提高可靠性,常采用双机热备的方式,如图6—2—33所示。