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25Hz相敏軌道電路原理及應用ppt課件

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這是25Hz相敏軌道電路原理及應用ppt課件下載,主要介紹了25Hz軌道電路設備的基本組成;25HZ軌道電路的特點;25Hz軌道電路工作原理;交流二元二位繼電器;二元二位繼電器動作原理;HF-25型防護盒主要作用;25Hz軌道電路的優越性;入口電流的測試及標準;室外軌面電壓測試,歡迎點擊下載。

25Hz相敏軌道電路 原理及應用 重慶電務段職教科 截止到2007年底,中國鐵路總營業里程已達到7.8萬公里,全國鐵路總延展里程達到15.7萬公里,復線達到2.71萬公里,電氣化達到2.55萬公里,電化率32.7%,并且還將修建更多鐵路。目前在電氣化鐵路上有90%的車站采用25Hz相敏軌道電路,因此該制式成為電氣化鐵路站內軌道電路的首選。 1997年經鐵道部鑒定,決定用“97型25Hz相敏軌道電路”替代原“25Hz相敏軌道電路”在全路推廣使用。97型25Hz相敏軌道電路具有工作穩定可靠,維修簡單和故障率低的優點,具有很高的抗干擾能力,并延長了軌道電路的極限長度(可達1500m),深受現場歡迎。 第一節 25Hz軌道電路概述 25HZ軌道電路原理圖 25Hz軌道電路設備的基本組成。 送電端設備構成:送端扼流變壓器BE/25、軌道變壓器BG/25、調整電阻R0、斷路器RD1、斷路器RD2。 受電端設備構成:受端扼流變壓器BE/25、軌道變壓器BG/25、調整電阻R0、斷路器RD1、防雷補償器FB、防護盒HF、25HZ軌道繼電器GJ(JRJC1-70/240)。 另外25HZ軌道電路的軌道電源和局部電源分別由獨立的軌道分頻器和局部分頻器給軌道繼電器的軌道線圈和局部線圈供電。 25HZ軌道電路的特點 相敏25Hz軌道電路由于采用了二元二位繼電器,其具有可靠的相位選擇性和頻率選擇性,因而對軌端絕緣破損和外界牽引電流或其他頻率電流的干擾能可靠的進行防護。 25Hz軌道電路采用25Hz頻率后,與其它工頻連續式軌道電路比較,在相同條件下,受道渣電阻變化影響小。 25Hz電源是運用分頻的原理構成的,由于50Hz工頻穩定,所以它也有頻率穩定的特性,其頻率衡定在50Hz的一半。 由于25Hz分頻器的固定特性,當兩個分頻器的輸入端反向連接時,則其輸出電壓相差90°,易于做成局部電源電壓恒定超前軌道電源電壓90°,因而可以采用其調相方式。 25Hz軌道電路工作原理 25Hz軌道電路的信號電源是由鐵磁分頻器供給25Hz交流電,以區分50Hz牽引電流,接受器采用二元二位軌道繼電器,該繼電器的軌道線圈由送電端25Hz軌道電源經軌道傳輸后供電,局部線圈則由25Hz局部分頻器電源供電。軌道繼電器工作時,從軌道電路取得較少的功率,而大部分功率是通過局部線圈獲得,因而軌道電路的控制距離可以延長,且只有軌道繼電器上的軌道線圈電壓Ug和局部線圈電壓Uj之間的相位角接近或等于90°時,轉矩最大,使翼板繞軸旋轉,帶動接點動作,否則,翼板不旋轉,不能帶動接點動作。所以,25Hz軌道電路既有對頻率的選擇 性又有相位的選擇性。當軌道線圈和局部線圈電源電壓滿足規定的相位要求時,GJ吸起,軌道電路處于調整狀態,即表示軌道電路空閑。當列車占用時,軌道電路被分路,GJ落下。若頻率、相位不對時,GJ也落下。因而,其抗干擾性能較強,廣泛應用于交流電力牽引區段。 交流二元二位繼電器 25Hz相敏軌道電路的接收器采用交流二元二位繼電器,屬于交流感應式繼電器,是根據電磁所建立的交變磁場與金屬轉子中感應電流之間相互作用的原理而動作的。 二元二位繼電器的組成 JRJC-70/240型二元二位繼電器由帶軸翼板、局部線圈、軌道線圈和接點組四大部分組成,安裝在鑄鋁合金支架內,活動部分來用滾珠軸承雙重防護,可靠性更高,便翼板轉動靈活,耐久。 二元二位繼電器動作原理 當通以規定頻率的電流,且局部線圈電壓超前軌道線圈電壓的角度在0°<θ<180°時,翼板抬起,使繼電器的前接點閉合,當相位角為理想角時,處于最佳吸起狀態,當局部線圈或軌道線圈斷電時,依靠翼板和附件的重量使接點處于落下狀態。 由其動作原理可知,該繼電器具有可靠的頻率選擇性和相位選擇性,因而對軌道絕緣破損和外界牽引電流或其他頻率的電流干擾能可靠地進行防護,滿足了軌道電路抗電氣化干擾的要求。 二元二位繼電器型號 二元二位繼電器實物圖 二元二繼電器底座端子圖 防護盒 HF-25型防護盒用于97型25Hz相敏軌道電路,是由電感線圈和電容組成的L、C串聯諧振電路。 諧振頻率為50Hz,對50Hz呈串聯詣振相當于15Ω電阻,對于干擾電流起著減小軌道線圈上的干擾電壓作用。對25Hz信號電流相當于16uf 電容,防護盒的阻抗|Z|=400Ω±10Ω、θ=-90o±20,對其進行補償。起著減小軌道電路傳輸衰耗和相移的作用。與相敏軌道繼電器并聯使用時,使軌道電路負載基本呈純阻性。 HF4型防護盒實物圖 HF4型防護盒底座圖 HF-25型防護盒主要作用 減少JRJC型軌道繼電器上50HZ牽引電流的干擾電壓。鋼軌中50Hz牽引電流對二元二位繼電器軌道線圈上產生的干擾電壓可達120V,雖不產生固定轉矩,但使翼板產生顫動,對二元二位軌道繼電器工作不利。 對25Hz頻率信號進行補償。 減少25Hz信號在傳輸中的衰耗和相移。 防護盒的使用 HF-25型防護盒由螺栓固定在組合上,其1、3號端子分別連接至JRJC2-70/240型二元二位軌道繼電器的軌道線圈兩端。 扼流變壓器 扼流變壓器的接線如圖所示,牽引線圈分為上、下兩部分,當牽引電流分別由1和2流入,由中點流出時,因為上、下線圈匝數相同,而兩線圈電流方向相反,所產生磁通大小相等、方向相反則信號線圈中不產生50Hz 感應電流。 扼流變壓器的型號 BE1-400/25、BE1-600/25、BE1-800/25采用400HZ鐵芯,主要用于軌道電路實施移頻電碼化的區段。 BE2-400/25、BE2-600/25、BE2-800/25 采用50Hz鐵芯,用于一般軌道電路區段。 扼流變壓器變比為1:3(牽引線圈8+8匝 信號線圈48匝) 軌道變壓器 97型25Hz相敏軌道電路的送受電端使用同一類型的變壓器,新型號為BGz-130/25 BG3-130/25 BGz-130/25采用CD型400Hz鐵芯,主要用于移頻電碼化區段。 BG3-130/25采用CD型50Hz 鐵芯用于一般軌道區段。 固定抽頭式電阻 R1-4.4/440-0.2Ω+0.4Ω+0.5Ω+1.1Ω+2.2Ω允許通過電流10A R1-2.2/220-0.2Ω+0.4Ω+0.5Ω+1.1Ω允許通過電流10A 選擇25Hz的原因 在電氣化區段內的軌道電路除應滿足在最不利條件下的基本要求外,還應具有能防護牽引電流干擾分能力,使之調整狀態時不會因干擾電流或電壓而使軌道繼電器錯誤落下,或者在分路狀態時不致因干擾電流或電壓而使繼電器錯誤吸起。所以在《鐵路信號設計規范》第13.3.1條中規定:“交流電力牽引區段應采用非工頻軌道電路,牽引電流縱向不平衡系數不得大于5%因此選用25Hz符合《設規》規定。 25Hz軌道電路的優越性 25Hz相敏軌道電路采用了二元軌道電路,該繼電器具有可靠的頻率選擇性和相位選擇性,因此不需要加設濾波器,避免了因濾波器故障而造成行車危及安全。充分滿足“故障-安全”要求,因而可以設計成連續供電式軌道電路,做到設備簡單,設備簡單,工作穩定,應變速度快,便于維修,防雷性能良好。因此具有一定的優越性。 25Hz軌道電路的優越性 25Hz相敏軌道電路分別由獨立的25Hz軌道電路分頻和局部分頻的給軌道電路繼電器的軌道線圈和局部線圈供電。在繼電器室內的25Hz軌道電源屏中設有專門的局部和軌道電路電壓90°,因此,又由于受電端并節防護盒,可大大減少軌道電路傳輸中的衰耗盒相移,所以經軌道傳輸后加在繼電器上的局部電壓和軌道電壓(或電流)間的相角,仍可比較接近理想相位角,由于采用集中調相,使軌道電路設計和施工,維修大為簡化。 25Hz軌道電路的優越性 二元二位軌道繼電器分別由軌道電源和局部電源供電,工作時僅從軌道電路取得較小功率(0.6A),而大部分功率使通過局部線圈取自局部電源(6.5A),由于軌道電源消耗的功率較小,再加之25Hz時鋼軌阻抗值較低,所以不論功率消耗或軌道電路的傳輸長度來說,都具有一定的優越性。 電化區段25HZ相敏軌道電路預疊加ZPW—2000電碼化 電化區段25HZ相敏軌道電路預疊加ZPW—2000發碼電路圖 (見插圖,以股道發碼為例) 電化區段25HZ相敏軌道電路預疊加ZPW—2000發碼電路組成 傳輸繼電器(GCJ)電路,主要由軌道繼電器(GJ)接點控制。 發碼電路:由移頻發送電路和低頻編碼電路等組成。 移頻發送電路由ZPW-2000發送器(ZPW-F)、+1FS、軌道傳輸繼電器(GCJ)、MFT1-U、調整電阻等組成。 ZPW-2000發送器 發送器底座圖 發送器的作用 用于產生高精度、高穩定、一定功率的移頻信號。系統采用發送N+1冗余方式。故障時,通過FBJ接點轉至“+1”FS。 發送器電平端子連接表 發碼電路工作過程 根據列車信號的顯示,控制發送編碼電路,編制低頻信息,低頻信息由發送器功出端子輸出,經由FBJ、GCJ、FMJ等接點送到室內隔離器(NGL-U)上,然后經由軌道電路傳輸設備發送到鋼軌上供機車接收。 入口電流的測試及標準 入口電流的測試方法:用0.15歐分路線在軌道電路機車入口分路,用電流鉗卡在扼流線上進行測試。 入口電流標準: 載頻為1700HZ、2000HZ、2300HZ時大于500mA,載頻為2600HZ時大于450mA。 補償電容的安裝設置和運用 補償電容的設置: 以股道長度1010m為例,電容個數11個,安裝間距△=L/N=1010/11=92m,股道兩頭第一個電容安裝間距為△/2=46m。 軌補償電容的運用原則: 軌道電路長度大于350m時,應設補償電容。載頻為1700HZ、2000HZ補償電容容量用80uf,載頻為2300HZ、2600HZ補償電容容量用60uf。 電碼化軌道區段室內調整 電碼化軌道區段需在室內進行調整,非電碼化區段在室外進行調整。 室內BMT調整變壓器 根據軌道類型對室內調整變壓器BMT—25(調整范圍10~180v,一般10v一檔)進行粗調:如果需要2.5v一檔的調整,打開0號至其他端子的連線,串入1,2增加2.5v,串入2,3增加5v,串入1,3增加7.5v。例如要得到32.5v,打開0—7號連線,連接0—1,2—4即可 BMT調整變壓器調整原則 股道區段,室內變壓器輸出電壓使用55~60v檔。 無岔區段,室內變壓器輸出電壓使用45~50v檔。 一送一受道岔區段,室內變壓器輸出使用50v檔。 一送二受道岔區段,室內變壓器輸出使用90v檔。 25Hz相敏軌道電路的調整 25HZ軌道電路調整注意事項 送電端限流電阻的數值以及受電端軌道變壓器的變比,應按原現圖的規定加以固定,若調小限流電阻,將惡化軌道電路的發送,若改變受端軌道變壓器的變比,會使受電端連接器材的阻抗和軌道電路的阻抗匹配條件遇到破壞。 25Hz相敏軌道電路具有相位選擇性,調整供電變壓器電壓時應注意不要將同名端接錯。 一送多受的軌道壓段,各分支電壓應調整至相同或相近電壓值。 應檢查機車信號的入口電流是否滿足機車信號的要求。 25HZ軌道電路調整原則 送電端的限流電阻,其阻值應按規定,予以固定,不得調小,更不得調至零值。受端軌道變壓器變比應固定使用,一般有扼流調在15.84V檔,無扼流調在4.4V檔。受端電阻允許按需要從零至全阻值對軌道電路進行調整。 25Hz 軌道電路相位調整 看防護盒上的調整說明,根據不同型號有不同的調整方法,另外需要注意的是:軌道電壓調高,相位角會上升,軌道電壓調低,相位角會下降.建議先將軌道電壓調整到一個規定的標準值,然后在防護盒上調整相位角至900±30. 防護盒背面圖 25Hz相敏軌道電路的測試 測試項目及標準 二元二位軌道繼電器軌道電壓:軌道繼電器電壓:15~18v有效值,調整電壓18~26v。據有的電務段介紹:調整狀態時,軌道繼電器線圈上的有效電壓應不小于18v。結合《維規》調整表對于電壓參考范圍:股道:18~21v;小于200m的無岔區段:15.5v~18v;一送多受道岔區段:16~18v最大不超過20v。(具體調整按電務段要求調) 殘壓。用0.06Ω標準分路線在軌道送受端分路時,軌道繼電器殘壓≤7.4v。電子接收器≤10v。 入口電流:在電碼化軌道區段,于機車入口端用0.15Ω標準分路線分路時的短路電流,1700HZ、2000HZ、2300HZ不小于500mA,2600HZ不小于450mA。 室外軌道箱測試 室外扼流變壓器測試 室外軌面電壓測試。 電纜對地絕緣測試。 牽引電流引起的問題 1.當有穩定的50Hz牽引電流流過時,這兩個區段的熔斷器有可能熔斷。 2.渡線區段空閑時,其他區段有機車升弓,造成瞬間沖擊電流,有可能熔斷渡線區段的熔斷器,或未熔斷但軌道繼電器瞬間落下0.3妙左右。 主付電源倒換注意事項 50H主付電源倒換時25Hz分頻器會瞬間停震,其啟動時間 不大于0.6妙,故25Hz電源可能停電0.6妙,致使供電及其復示繼電器瞬間落下。LXJ的緩放時間均大于0.6妙,故在50Hz主付電源切換時不致使其落下。 現場維修中存在的問題 在現場使用中,發現軌道電路導接線如果接觸不良就會導致設備故障,相對于移頻軌道電路來說,25Hz相敏軌道電路對鋼軌導接線要求更高,必須保證其接觸良好,在更換導接線時,應在無車的情況下,否則有可能造成軌道電路紅光帶影響行車。因此,在曰常維護中必須特別加強對導接線的檢查維護。 97型25HZ相敏軌道電路故障查找 要想GJ吸起,必須檢查的條件 軌道電源是否正常。 局部電源是否正常 相位和極性是否正確。 如果軌道電路紅光帶,首先檢查軌道電源有沒有;如果正常再檢查局部電源;如果軌道、局部電源正常,那就要考慮相位和極性。 故障查找的方法 軌道電路從性質上分類,可分為開路故障和短路故障.從發生地點分類,可分為室內故障和室外故障.查找順序應當先室內后室外. 當不能直觀判斷故障點是否在室內時,利用萬用表首先測量分線盤送電和受電端子,如果送電端子電壓正常,說明室內送電部分良好,反之說明室內送電部分故障..如果受電端子電壓高于平時正常電壓,說明室內受電端子有斷線故障,如果受電端子比平時正常電壓明顯下降,應甩開受電端子進行測量,如果電壓升高,故障點在室內,還應測量局部線圈和防雷硒堆部分是否正常,如果甩開受電端子測電壓仍然低,則為室外故障,應及時去室外查找. 查找室外故障一般規律為 “壓”、“流”、單高向受走; “壓”“流”雙低向送行. 順此方向去查找,故障就在突變處. 如果在測量中,發現有:“壓”高‘流’低現象,可判斷為開路故障. 發生開路故障時,其現象是送電端電壓上升,回路電流下降,送端電阻兩端電壓下降. 故障范圍的區分方法 在分線盤接收端上測量有無電壓,若電壓正;蜉^高,則為室內故障;若無電壓或電壓低,則應甩開電纜測電纜上的電壓,若無電壓或電壓低,則為室外故障,若電壓正;蛏愿,則為室內故障且多半為短路故障。 注意:由于25HZ相敏軌道電路站內電碼化采用的是疊加發碼,處理故障時必須斷開發碼條件,以免誤導故障處理判斷。 故障性質的判斷 必須區分是開路還是短路故障。而測試送電端限流電阻上的電壓值是迅速準確判斷軌道電路是開路還是短路故障最有效的方法。當測得的數值比正常值低或為零,則為斷線故障,當測得數值比正常值高或與送端軌道變壓器二次側電壓大致相等時可判斷為短路故障。 若25HZ相敏軌道電路開路,開路點前的電壓升高,開路點后的電壓降低或為零,而此時軌面電壓則是區分是送電端、受電端還是通道開路故障的關鍵。若測得送電端軌面為零,則為受電端及其電源線開路,若比正常值高,可再測受電端處軌面電壓,若還高,則可判斷受電端部分及其電纜線開路,若電壓很低或為零則為通道部分開路,此時可分段查找。 若25HZ相敏軌道電路短路,軌面電壓會大幅度下降甚至為零,而送電端限流電阻會顯著上升?捎25HZ故障測試儀測量軌面有無電流進行判斷。 謝 謝!!

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