ZPW-2000A无绝缘自动闭塞结构与研究--高职毕业论文.doc

高职毕业论文 题 目 ZPW-2000A无绝缘自动闭塞 结构与研究 专 业 铁道通信信号 班 级 姓 名 指导教师 职 称 二0一二 年 4月摘 要铁路在国民经济的发展中起着很重要的作用。随着铁路技术的发展，列车在运行速度及运载能力上都有了很大的提高，这就更加需要保证行车安全，确保铁路运输的安全畅通。目前，轨道电路是保障列车正常运行的重要手段之一。由于轨道电路所处的环境非常恶劣，需要检测轨道电路的相关运行参数，判断轨道电路及信号设备是否处于最佳工作状态，以便可以及时消除隐患，确保列车的行车安全。我国轨道电制式主要是移频轨道电路，包括国产18信息移频轨道电路和引进法国UM71型并加以国产化的ZPW2000A型移频轨道电路。ZPW-2000A设备是目前我国使用的最先进的移频自动闭塞系统。它以频率作为参数，实现信息的传递，在轨道电路传输安全性、传输长度、系统可靠性以及结合国情提高技术性能价格比、降低工程造价上都有了很大的提高。本设计通过以所给区间信号平面布置图为依据，完成对车站上行离去区段ZPW2000A移频自动闭塞工程的设计，熟悉ZPW2000A型无绝缘移频自动闭塞系统的设备构成、工作原理、电路原理，掌握区间工程设计的基本方法和原则。完成了区间信号平面布置图、闭塞分区电路图、发送器N+1冗余原理电路图、设备布置图和配线布置图等的设计。关键词：行车安全，区间信号，移频轨道电路，ZPW2000A系统，自动闭塞 目录目录II1. 概述- 1 -2. ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统特点- 3 -2.1 研制过程- 3 -2.2主要技术特点- 3 -2.3 系统主要技术条件- 4 -2.3.1 环境条件- 4 -2.3.2 发送器- 4 -2.3.3 接收器- 5 -2.3.4 直流电源电压范围- 5 -2.3.5 轨道电路- 5 -2.3.6 系统冗余方式- 5 -2.4 轨道电路系统构成- 5 -2.4.1 室外设备构成- 6 -2.4.2 室内设备构成- 7 -2.4.3 系统防雷- 7 -3. ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统原理- 8 -3.1 系统原理- 8 -3.2 发送器- 9 -3.3 接收器- 12 -3.4 衰耗盘- 15 -3.5 站防雷和电缆模拟网络- 16 -3.6 电气绝缘节及调谐单元- 17 -3.7 空心线圈SVA- 18 -3.8 匹配变压器- 18 -3.9 补偿电容- 19 -3.10 SPT-P内屏弊铁路数字信号电缆- 21 -4设计图纸说明- 22 -4.1 区间信号平面布置图- 22 -4.2 区间移频柜和综合架设备布置图- 23 -4.2.1 移频柜布置图- 23 -4.2.2 综合架布置图- 23 -4.3 区间组合架设备布置图及组合继电器类型表- 24 -4.4 闭塞分区电路图- 24 -4.4.1 闭塞分区电路图的说明- 24 -4.4.2 闭塞分区电路图的分析- 26 -4.5 上行离去区段（N1）冗余电路图- 29 -4.6 自动闭塞车站结合电路图- 31 -4.7 配线图- 33 -结论- 35 -参 考 文 献- 36 - 36 -1. 概述自铁路开始运营以来，铁路信号一直是组织列车运行，保证行车安全，提高运输效率，传递信息，改善行车人员劳动条件的关键技术。铁路信号是铁路运输生产的一个生产部门，它在铁路现代化建设和国民经济发展中起着极其重要的作用。随着铁路的飞速发展，信号技术也得到了快速发展，铁路信号现已成为提高运输效率、实现运输管理自动化和列车运行自动控制的重要技术手段。铁路信号系统按其应用场所可分为车站信号控制系统、编组站调车控制系统、区间信号控制系统、铁路行车指挥控制系统及列车运行自动控制系统等。其中的区间信号自动控制是铁路区间信号、闭塞及区段自动控制、远程控制技术的总称，是确保列车在区间内安全运行的技术之一。目前为了保证行车安全，加强信号设备管理、检测信号设备的运用质量和更好的进行科学的故障分析，大量的新技术、新设备在铁路信号系统尤其是区间信号系统中得到广泛的应用，使铁路信号设备的技术水平得到了很大的提高。自铁路出现以来，就产生了如何控制列车运行间隔以确保列车运行安全及运输效率的问题。由于列车在线路上运行，不能以相互避让的方法避免迎面相撞。加之列车速度快、质量大，从开始制动到停车需要行走较长的距离，这就产生了后续列车追撞前行列车的可能。于是就出现了闭塞的概念。闭塞设备是保证列车在区间运行安全的设备。为了提高线路通过能力，在自动闭塞区段又将一个区间划分为若干个闭塞分区，以同方向两架通过信号机作为闭塞分区的分界线。为了保证列车在区间内的运行安全，列车由车站向区间发车时必须确认区间（分区）内没有列车并须遵循一定的规律组织行车，以免发生列车正面冲突或追尾等事故。这种按照一定规律组织列车在区间内运行的方法一般叫做行车闭塞法简称闭塞。实现区间闭塞的设备也是随着铁路运输的发展而发展。闭塞设备技术对提高列车运行密度和运行效率具有重要的作用，在闭塞设备发展的历史中经历了早期的人工闭塞设备、半自动闭塞设备、自动闭塞设备以及列车运行间隔自动调整。同时，列车运行自动控制设备水平也在不断提高，由列车超速防护提高到列车自动限速和列车自动运行等新技术。随着数字化、无线传输技术、漏泄电缆及卫星定位技术的发展，依靠这些技术实现列车和地面控制中心、列车和列车之间的信息传输，只需要两个列车通过数据传输，自动的计算出实时的列车追踪安全间隔，使两列车之间的间隔最小，从而提高了行车密度和区间通过能力。这种列车运行间隔自动调整又可称为移动自动闭塞，这种设备代表了区间闭塞技术的发展方向。为了实现我国铁路向高速、重载、高密度方向的发展，大量的新技术、新设备在铁路信号系统尤其是区间信号系统中得到广泛的应用，使铁路信号设备的技术水平得到了很大的提高。如ZPW-2000A设备是目前我国使用的最先进的移频自动闭塞系统。本次设计主要完成对模拟6站ZPW-2000A移频自动闭塞区间工程设计的部分图纸。包括区间信号平面布置图，闭塞分区电路图，发送器N+1冗余原理电路图，区间移频柜、综合柜、组合柜设备布置图，综合柜零层配线表设计和点灯隔离变压器侧面配线布置图，本论文主要介绍了分界点9646G、上行一离去S1LQG闭塞分区电路图的工作原理，主要设备构成及相关图纸的设计方法。2. ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统特点2.1 研制过程 ZPW-2000A型无绝缘轨道电路，是由北京全路通号设计院与北京铁路信号工厂两家组成的联合攻关小组共同研制开发的。该系统自1998年开始研究，2000年对提高轨道电路传输安全性进行了现场试验；2001年对提高轨道电路传输长度、解决低道碴电阻道床等系统问题在京广线武胜关进行了现场试验；2001年先后完成铁道部组织的系统定性测试、技术审查；2002年5月28日，在完成现场扩大试验基础上，通过铁道部技术鉴定，决定在全路推广使用。ZPW-2000A型无绝缘轨道电路，是在法国UM71无绝缘轨道电路技术引进及国产化基础上，结合国情进行提高系统安全性、系统传输性能及系统可靠性的技术再开发。前者较后者在轨道电路传输安全性、传输长度、系统可靠性以及结合国情提高技术性能价格比、降低工程造价上都有了很大的提高。成为了我国目前安全性高、传输性能好、具有自主知识产权的一种先进自动闭塞制式，为“机车信号做为主体信号”创造了必备的安全基础条件。2.2主要技术特点1. 充分肯定、保持UM71无绝缘轨道电路的技术特点及优势。2. 解决了调谐区段轨检查，实现轨道电路全程断轨检查（断轨是指电气折断）。3. 减少调谐分区路死区。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的长度与允许最小道碴电阻方式进行。既满足了1km标准道碴电阻、低道碴电阻最大传输长度要求，又提高了一般长度轨 道电路工作稳定性。9. 采用SPT国产铁路信号数字电缆取代法国ZCO3电缆，减小铜芯线径，减少备 用芯组，加大传输距离，提高系统技术性能价格比，降低工程造价。10. 采用长钢包铜引线取代70mm2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，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。2.3 系统主要技术条件2.3.1 环境条件 ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路设备在下列环境下应可靠工作： 周围空气温度：室外：-40+70；室内：-5+40。 周围空气相对湿度：不大于95%（温度30时）。 大气压力：70.0kPa106kPa（相对于海拔高度3000m以下）。 震动条件：室外：在135Hz时应能承受加速度为10m/s2的正弦稳态振动。室内：在135Hz时应能承受加速度为5m/s2的正弦稳态振动。2.3.2 发送器1低频频率：10.3+n1.1Hz，n=017即10.3Hz、11.4Hz、12.5Hz、13.6Hz、14.7Hz、15.8Hz、16.9Hz、18Hz、19.1Hz、20.2Hz、21.3Hz、22.4Hz、23.5Hz、24.6Hz、25.7Hz、26.8Hz、27.9Hz、29Hz。2载频频率载频（Hz）-1（Hz）-2（Hz）17001701.41698.720002001.41998.723002301.42298.726002601.42598.73频偏：11Hz4输出功率：70W(400负载)2.3.3 接收器轨道电路调整状态下：主轨道接受电压不小于240mV；主轨道继电器电压不小于20V（1700负载，无并机接入状态下）；小轨道接受电压不小于42mV;小轨道继电器或执行条件电压不小于20V（1700负载，无并机接入状态下）。2.3.4 直流电源电压范围1直流电源电压范围：23.5V24.5V。2设备耗电情况：发送器在正常工作时负载为400,功出为1电平的情况下，耗电为5.55A；当功出短路时耗电小于10.5A；接收器正常工作时耗电小于500mA。2.3.5 轨道电路1、分路灵敏度为0.15，分路残压小于等于140mV（带内）。2、轨道电路有三种情况，规定如下： 电气绝缘节电气绝缘节：由空心线圈空心线圈组成； 电气绝缘节机械绝缘节：由空心线圈机械绝缘节空心线圈组成； 机械绝缘节机械绝缘节：由机械绝缘节空心线圈机械绝缘节空心线圈组成。这三种轨道电路的传输长度是一致的。3. 主轨道无分路死区;调谐区分路死区不大于5m。4有分离式断轨检查性能；轨道电路全程（含主轨及小轨）断轨，有关轨道继电器可靠失磁。2.3.6 系统冗余方式发送器采用N+1冗余，实行故障检测转换。接收器采用成对双机并联运用,故障报警。2.4 轨道电路系统构成ZPW-2000A无绝缘轨道电路系统构成如图2-1（为补偿间距）。 图2-1 系统构成图（以“电气-机械”绝缘节为例）2.4.1 室外设备构成1. 调谐区调谐区按29m设计，设备包括调谐单元及空心线圈，其参数保持原“UM71”参数，功能是实现两相邻轨道电路电气隔离。2机械绝缘节 由“机械绝缘节空心线圈”（按载频分为1700、2000、2300、2600Hz四种）与调谐单元并接而成，其节特性与电气绝缘节相同。3匹配变压器一般条件下，按0.31.0km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 根据通道参数并兼顾低道碴电阻道床传输，选择电容器容量。使传输通道趋于阻性，保证轨道电路具有良好传输性能。5传输电缆 采用SPT型铁路信号数字电缆，线径为1.0mm，总长10km。6调谐区设备与钢轨引接线 采用3700mm、2000mm钢包铜引接线各两根构成。用于调谐单元、空心线圈、机械绝缘节空心线圈等设备与钢轨间的连接。2.4.2 室内设备构成1发送器 用于产生高精度、高稳定移频信号。系统采用发送N+1冗余方式。故障时，通过FBJ接点转至“+1”FS。2接收器用于接受主轨道电路信号，并在检查所属调谐区段小轨道电路状态（XG、XGH）条件下，动作本轨道电路的轨道继电器（GJ）。另外，接收器还同时接受邻段所属调谐区小轨道电路信号，向向邻区段提供小轨道电路状态（XGJ、XHJH）条件。 系统采用接收器成对双机并联冗余方式。3衰耗盘 用于实现主轨道电路、小轨道电路的调整。给出发送器和接收器故障、轨道占用表示及其它有关发送、接受用+24V电源电压、发送功出电压、接受GJ、XGJ测试条件等。4模拟网络 模拟网络设在室内，按0.5、0.5、1、2、2、22km六节设计，用于对SPT电缆长度的补偿，电缆与模拟网络补偿长度之和为10km。2.4.3 系统防雷系统防雷可分为室内室外两部分：1室内防雷设在电缆模拟网络盘内，纵向为低转移系数的防雷变压器，横向为带劣化现实的压敏电阻。2室外横向防雷设在匹配变压器内，为压敏电阻。纵向防雷设在空心线圈处，通过中心抽头接地。3. ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统原理3.1 系统原理ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统，与UM71无绝缘轨道电路一样采用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。电气绝缘节长度改进为29m，由空心线圈、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性，利于本区段信号的传输及接受；对于相邻区段频率信号呈现零阻性，可靠地短路相邻区段信号，防止了越区传输，这样便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。图3-1 主轨道和调谐区小轨道检查原理图ZPW-2000A型无绝缘轨道电路将轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨道电路两个部分，并将短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，并将处理结果形成轨道电路轨道继电器执行条件通过（XG、XGH）送至本轨道电路接收器，作为轨道继电器（GJ）励磁的必要检查条件之一。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。主轨道和调谐区小轨道检查原理示意见图3-1。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。3.2 发送器1用途（1）产生18种低频信号8种载频（上下行各四种）的高精度、高稳定的移频信号。（2）产生足够功率的输出信号。（3）调整轨道电路。（4）对移频信号特征的自检测，故障时给出报警N1冗余运用的转换条件。2原理框图及电路原理说明（1）系统框图（如图32） 图3-2 发送器电路原理框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。功率放出的FSK信号，送至两CPU进行功出电压检测。两CPU对FSK信号的低频、载频和幅度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。当发送输出端短路时，经检测使“控制与门”有10S的关闭（装死或称休眠保护）。发送器电路原理框图见图3-2。（2）微处理器、可编程逻辑器件及作用 采用双CPU、双软件、双套检测电路、闭环检查。 CPU采用80C196，由它构成移频发生器、控制产生移频信号。CPU1、CPU2还担负着移频输出信号的低频、载频及幅度特征的检测等功能。 EPGA可编程逻辑器件，由它构成移频发生器，并行I/O扩展接口、频率计数器等。（3）低频和载频编码条件的读取低频和载频编码条件读取时，为了消除配线干扰采用“功率型”电路。考虑到“故障-安全”原则，应将24V直流电源变换成交流，呈动态检测方式，并将外部编码控制电路与CPU等数字电路有效隔离。低频编码条件的读取如图3-3。 图3-3 低频编码条件读取电路如图所示为CPU对18路低频或8路载频编码条件的读取电路。依“编码继电器接点”接入“编码条件电源”（24V）为消除配线干扰，采用24V电源及电阻R构成“功率型”电路。考虑故障安全，电路中设置了读取光耦、控制光耦。由B点送入方波信号，当24V编码条件电源构通时，即可从“读取光耦”受光器A点获得与B点相位相同的方波信号，送至CPU，实现编码条件的读取。“控制光耦”与“读取光藕”的设置，实现了对电路元件故障的动态检查。任一光耦的发光源，受光器发生短线或击穿等故障时，“读取光耦”A点都得不到动态的交流信号，以此实现故障安全。另外，采用光电耦合器也实现了外部编码控制电路与CPU数字电路的隔离。对于18路低频选择电路，该电路分别设置，共18个。3. 发送器“N+1”冗余系统原理ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞发送盘采取”N+1”冗余方式，原理框图如图3-4所示。图3-4 发送器“N+1”冗余系统原理（接线）图发送器采用热机备用，主机故障自动转换至备机（+1）。备机的输出频率必须与当前主机的输出频率一致。备机的低频编码电路与故障主机的低频编码电路逻辑上完全一致：采用同一个编码继电器的不同组接点，通过FBJ接点切换，构成各自独立的编码回路。备机的输出电平通过主机的报警继电器接点网络进行电平转换，备机的电平与当前故障主机的电平一致。3.3 接收器1用途接收器接收端及输出端均按双击并联运用设计，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。(1)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。(2)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。（3）检查轨道电路完好，减少分路死区长度，还用接收门限控制实现对BA断线的检查。2原理框图及电路原理说明（1）接收器双机并联运用原理接收器本接受“主机”及另一接收“并机”两部分构成，如图3-5。图3-5 接收器双机并联运用示意图ZPW-2000A系统中A、B两台接收器构成成对双机并联运用，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并机输出并联，动作A主机相应执行对象（AGJ）；B主机输出与A并机输出并联，动作B主机相应执行对象(BGJ)。（2）接收器原理框图及说明图3-6 接收器原理框图主轨道A/D、小轨道A/D：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。CPU1、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14：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。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CPU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，首先确定接收盒的中心频率。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CPU对外部四路信号进行单独的运算，判决处理。双CPU再把处理的结果通过串行通信，相互进行比较。如果判决结果一致，就输出3kHz的脉冲驱动安全与门。安全与门收到两路方波后，将其转换成直流电压带动继电器。如果双CPU的结果不一致，就关掉给安全与门的脉冲，同时报警。电路中增加了安全与门的反馈检查，如果CPU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，接收器也报警。如果接收盒收到的电压过低，就认为是列车分路。（3）调谐区短小轨道电路接收器除接收本主轨道电路频率信号外，还同时接收相邻区段小轨道电路的频率信号。接收器采用DSP数字信号处理技术，将接收到的两种频率信号进行快速付氏变换，获得两种信号能量谱的分布，并进行判决。上述“延续段”信号由列车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轨道继电器执行条件（XG、XGH）送至本轨道电路接收器，作为轨道继电器（GJ）励磁的必要检查条件（XGJ、XGJH）之一，如图3-7所示。图3-7 小轨道接入条件同一区段的主轨道和小轨道信息由不同的两个接收盒处理。本轨道主轨道信息由本区段的接收盒处理，小轨道信息由列车运行前方靠近发送端的相邻区段的接收盒来处理。如图3-7所示，1G的接收盒处理本轨道的主轨道信息，并处理前一闭塞分区的小轨道信息，而1闭塞分区的小轨道信息则由3闭塞分区的接收盒来处理，此为一般信号点。综上，接收器用于接收主轨道电路信号，并在检查所属调谐区短小轨道电路状态（XGJ、XGJH）条件下，动作本轨道电路的轨道继电器（GJ）。另外，接收器还同时接收邻段所属调谐区小轨道电路信号，向相邻区段提供小轨道电路状态（XG、XGH）条件。3.4 衰耗盘1用途（1）用作对主轨道电路的接收端输入电平调整。（2）对调谐区短小轨道电路的调整（含正、反方向）。（3）给出有关发送、接收用电源电压，发送器功出电压和轨道继电器（含GJ、XGJ）电压测试条件。（4）给出发送器、接收器的故障报警、轨道状态及正反向运行指示灯等。（5）在N1冗余运用中实现接收器故障转换时主轨道继电器和小轨道继电器的落下延时。2电路原理图说明衰耗盘电路原理图如图39。图3-9 衰耗盘调整电路原理 （1）主轨道输入电路主轨道信号VV自C1C2变压器B2输入，B2变压器其阻抗约为3655（17002600Hz），以稳定接收器输入阻抗，该阻抗选择较低，以利于抗干扰。变压器B2其匝比为116：（1146）。次级通过变压器抽头连接，可构成1146共146级变化。（2）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A11A23端子，反方向调整用C11C23端子，负载阻抗为3.3k。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。（3）移频报警继电器YBJ发送工作、接收工作指示灯分别将发送器、接收器报警条件接入，通过光电耦合器构成报警接点条件（BJ-1、BJ-2、BJ-3）。移频报警继电器YBJ，由移频架第一位衰耗器YB引出，逐一串接各衰耗盘BJ1、BJ2条件至024.通过N1B受光器导通，使外接YBJ励磁。此外，为适应微机检测的需要，预留了报警条件接点FBJ、FBJ、JBJ+、JBJ，由机柜内配线引至零层。（4）轨道状态指示电路根据轨道继电器的状态，通过光电耦合器的开端驱动轨道状态指示灯GJ。GJ亮绿灯，表示轨道空闲；GJ亮红灯，表示轨道占用；GJ灭灯，表示断电。（5）测试塞孔有关发送电源、接收电源、发送功出、输入、输入1、输入2、GJ、GJ（Z）、GJ（B）、XGJ、XG、XG（Z）、XG（B）的测试条件由有关端子及电路接通。3.5 站防雷和电缆模拟网络1用途用作对通过传输电缆引入至室内雷电冲击的防护（横向、纵向）。通过0.5、0.5、1、2、2、22km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电路。在站防雷上有室外电缆带来的雷电冲击信号，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防护。2原理框图及电原理简要说明（1）原理框图图3-10 站防雷和电缆模拟网络原理框图（2）电路原理简要说明压敏电阻RY采用820V/10A氧化锌压敏电阻，用于对室外通过传输电缆引入的雷电冲击信号的横向防护。低转移系数防雷变压器B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B对雷电防护有显著作用。电缆模拟网络按0.5、0.5、1、2、2、22km六节设置，以便串接构成0-10km按0.5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：23.5/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。3.6 电气绝缘节及调谐单元电气绝缘节长29米，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。用于实现两相邻轨道电路间的电气隔离，即完成电气绝缘节的作用。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。如图3-11。图3-11 电气绝缘节构成图综上所述，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。3.7 空心线圈SVA1用途逐段平衡两钢轨的牵引电流回流，实现上下行线路间的等电位连接，改善电气绝缘节的Q值，保证工作稳定性。2电路原理简要说明该线圈用191.53mm电磁线烧制，其截面积为35mm2，电感约为33H，直流电阻4.5mH。中间点引出线等电位连接用。空心线圈设置在29m长调谐区的两个调谐单元中间，由于它对50Hz牵引电流呈现很小的交流阻抗（约10m），即可起到平衡牵引电流的作用，这样就减少了工频谐波干扰对轨道电路的影响。对于上、下行线路间的两个空心线圈中心线可等电位连接，一方面平衡线路间牵引电流，一方面可保证维修人员安全。3.8 匹配变压器1. 作用 该匹配变压器用于钢轨(轨道电路)与SPT铁路数字信号电缆的匹配连接。，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。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）。2电路说明（1）V1、V2经调谐单元端子接至轨道，L1、L2接至SPT电缆。（2）考虑到1.0km道碴电阻，并兼顾低道碴电阻道床，该变压器变化优选为9：1。（3）钢轨侧电路中，串联接入两个16V、4700F电解电容（C1、C2），该二电容按同极性串接，构成无极性联结，起到隔直及连交作用。保证该设备在直流电力牵引区段运用中，不致因直流成分造成匹配变压器磁路饱和。3.9 补偿电容1作用（1）保证轨道电路传输距离；（2）保证接收端信号有效信干比；（3）实现了对断轨状态的检查；（4）保证了钢轨同侧两端接地条件下，轨道电路分路及断轨检查功能。2原理 由于60kg重1435mm轨距的钢轨电感为1.3H/m，同时每米约有几个pf电容。对于1700-2300Hz的移频信号，钢轨呈现较高的感抗值。该值大大高于道碴电阻时，对轨道电路信号的传输产生较大的影响。为此，采取分段加补偿电容的方法，减弱电感的影响。其补偿原理可理解为将每补偿段钢轨L与电容C视为串联谐振，如图312：图3-12 补偿电容原理图 在补偿段入口端（A、B）取得一个趋于电阻性负载R，并在出口端（C、D）取得一个较高的输出电平。一般认为补偿电容容量与载频频率、道碴电阻低端数值、电容设置方式、设置密度、轨道电路传输作用要求等有关。 一般载频频率低，补偿电容容量大；最小道碴电阻低，补偿电容容量大；轨道电路只考虑加大机车信号入口电流，不考虑列车分路状态时，电容容量大。为保证轨道电路电容调整、分路及机车信号同时满足一定要求时，补偿电容容量应有一个优选范围。 补偿电容设置密度加大，有利于改善列车分路，减少轨道电路中列车分路电流的波动范围，有利于延长轨道电路传输长度，过密设置又增加了成本，带来维修的不便，要适当考虑。3布置方法在ZPW-2000A系统中，补偿电容容量、数量均按通道具体参数及轨道电路传输要求确定。具体标准如下：1700Hz: 55f5%(轨道电路长度2501450m)2000Hz: 50f5%(轨道电路长度2501400m)2300Hz: 46f5%(轨道电路长度2501350m)2600Hz: 40f5%(轨道电路长度2501350m)补偿电容的设置方法宜采用“等间距法”，即将无绝缘轨道电路两端BA间的距离L按补偿电容总量N等分，其步长=L/N（L：轨道电路两端调谐单元的距离）。轨道电路两端按半步长(/2),之间按全步长()设置电容，以获得最佳传输效果。图3-13 补偿电容布置图相邻两电容之间的距离=两调谐单元距离L/NC (1)两边均为电气绝缘节时=（轨道电路长度-29）/NC (2) 机械绝缘节电气绝缘节时=（轨道电路长度-14.5）/ NC (3) 两边均为机械绝缘节时=轨道电路长度/ NC 综上，根据载频频率、最低道碴电阻数值、轨道电路传输状态的要求、电容容量、数量、设置方法得当，将大大改善轨道电路的传输，加大轨道电路传输长度。3.10 SPT-P内屏弊铁路数字信号电缆1适用范围可实现1MHz（模拟信号）、2Mbit/s（数字信号）以及额定电压交流750V或直流1100V及以下铁路信号系统中有关设备和控制装置之间的联系，传输系统控制信息及电能。可在铁路电气化和非电气化区段使用。该电缆不适用于：自动闭塞系统轨道电路相同频率的发送线对和接收线对使用同一电缆或使用同一屏蔽四线组。2使用特征 电缆的使用环境温度为400C600C，敷设的环境温度不低于100C；电缆导体的长期工作温度应不超过700C；电缆的弯曲半径应不小于电缆外径的15倍。4设计图纸说明 4.1 区间信号平面布置图铁路区间是以分界点对铁路线路所作的划分。通常分为车站与车站间的站间区间；两线路所间或线路所与车站间的所间区间；自动闭塞区间的两色灯信号机间的闭塞分区等。防护铁路区间内列车运行安全的铁路信号和设施，称为铁路区间信号。1站间设备管辖区分界：两车站管辖区按完整闭塞分区划分，电缆控制距离10。2轨道电路传输长度：1.0.km道碴电阻条件下，轨道电路传输长度为1501500米。3信号机的命名：自动闭塞区段的通过信号机位置确定后，信号机名称以该信号机所在地点坐标公里数和百米数组成，下行编奇数，上行编偶数。如：下行通过信号机的位置坐标在965km+607m处，则该信号机为9657；上行通过信号机的位置坐标在971km+148m处，则该信号机为9712。4区间平面布置图上有的通过信号机上画有一根或三根斜线，这表示预告和接近，其中进站信号机外方第一架是三横，第二架是一横，没有两横的。5载频配置：由正向进站信号机向区间一次类推下行按17001、23001、17002、23002顺序循环排列，正向进站接近区段设置为23001；上行按20001、26001、20002、26002顺序循环排列，正向进站接近区段设置为26001。载频配置如图41：图4-1 载频配置图6轨道电路绝缘：车站与区间结合处（进站）设置机械绝缘，其余闭塞分区设置电气绝缘，两种绝缘方式的轨道电路具有相同的传输长度。 4.2 区间移频柜和综合架设备布置图4.2.1 移频柜布置图在移频柜的布置中，离车站最远的轨道区段放在第一个位置。下行放上排，上行放下排。如在本设计中，9633G及9646G放在第一个位置，依次类推排列各个轨道区段。1每个移频架有5个纵向组合，每个纵向组合放置2闭塞分区的轨道电路设备（发送器、接收器、衰耗盘各2个）。2每个纵向组合的2个接收器双机热机并联运用，每一接收器由本接收主机和本组合另一接收并机两部分构成。3移频架零层由10块3X18端子板、10块熔断器板、5块四柱电源端子板组成。电源端子板：D1供QY1-1、QY1-2用，D2供QY1-3、QY1-4用，D3供QY1-5、QY1-6用，依此类推；熔断器板：9633G使用RD1、RD2，9646G使用RD3、RD4，依此类推；3X18端子板：9633G使用第一块，9646G使用第二块，依此类推。4 +1FS设备放在站内移频柜，上、下行各备用一个,下行为QZ2-9,上行为QZ2-10。4.2.2 综合架布置图11-4层为点灯隔离变压器的组匣，每个组匣可放置6架信号机的点灯隔离变压器（6个BGY2100）。由于所做6站共有10架信号机的点灯隔离变压器，所以只在QZH4和QZH2中各放5架。259层为站防雷和电缆模拟网络组匣，每个组匣可放置4个闭塞分区的模拟网络单元(8个