A. 各种轨道电路在铁路信号中有哪些应用
车站与车站之间的铁路线路称为区间,它与无数的车站连接成了铁路这条运送旅客和货物的国民经济大通道,区间信号闭塞设备是保证列车在区间畅通无阻、快速、安全运行的重要设备,而轨道电路是信号闭塞设备的重要基础设备之一。
1、机械绝缘轨道电路
机械绝缘轨道电路就是以铁路线路的两根钢轨作为导体、两端加以机械绝缘节隔离、分别接上发送设备和接收设备而构成的电路。轨道电路最初在站内运用,如交流50HZ轨道电路:
轨道电路的发送设备由交流50HZ轨道电源和限流电阻Rx组成,接收设备一般采用安全型整流继电器,称为轨道继电器GJ。当轨道电路内钢轨线路完整,且没有列车占用时,送电端的信号电流从一个方向畅通无阻地流向受电端,受电端接收到信号电流后轨道继电器吸起,GJ↑表示轨道电路空闲。如轨道电路有列车占用时,信号电流被机车轮对分路,轮对电阻远小于轨道继电器线圈电阻,此时流经轨道继电器的信号电流大大减小,轨道继电器无法工作失磁落下,GJ↓表示轨道电路被占用。
站内轨道电路上传递的是交流50HZ的信号电流,信号电流中不含任何信息,但轨道电路能起到监督列车是否的占用钢轨线路的作用,通过判断线路是否空闲,为开放信号、建立进路或构成闭塞提供依据。由于它的功能被运用到区间,作为自动闭塞的重要基础设备,把轨道电路的工作情况与区间通过信号机的显示等结合起来,如三显示移频自动闭塞的轨道电路:
把两站之间的钢轨线路用机械绝缘隔离成若干段轨道电路如1G~4G,每段轨道电路称为闭塞分区,长度在1.2~2.5公里左右,每段轨道电路有由电子元器件组成电路的发送设备和接收设备,接收设备的执行元件是继电器,有LJ(绿灯继电器) 、UJ(黄灯继电器) 。相邻轨道电路采用不同的载频信号,如下行方向的1G(G:轨道电路)、3G采用550 Hz载频信号 ,2G、4G采用750 Hz载频信号。发送设备采用频率调制的方法,用低频信号去调制载频信号,形成载频信号的频率随低频信号的幅度变化而变化的移频信息,把这种移频信息送到轨道电路上,迎着列车运行的方向传递。
轨道电路传递的是有几种不同低频的移频信息,这些信息可控制地面通过信号机显示不同的灯光,如当列车占用1G时,1G发送设备发送到轨道电路的移频信息被车轮短路,1G接收设备接收不到移频信息1LJ↓(绿灯继电器落下)、1UJ↓(黄灯继电器落下),表示有车占用,用这个条件控制1G通过信号机自动点亮红灯,并控制2G的发送设备自动向2G发送含有26HZ低频的移频信息,2G无车时接收端收到移频信息后2LJ↓ 、2UJ↑(黄灯继电器吸起),用这个条件控制2G通过信号机自动点亮黄灯,并控制3G的发送设备自动向3G发送含有15HZ低频的移频信息,3G无车时接收端收到移频信息后3LJ↑(绿灯继电器吸起)、3UJ↓,用这个条件控制3G通过信号机自动点亮绿灯。地面轨道电路的信息还能通过电磁感应的原理传递到机车上,去控制机车信号机复示地面信号机的显示。
有机械绝缘的轨道电路,在正常情况下,轨道电路上传递的移频信息仅从一个方向流动,不影响相邻轨道电路的工作。但它存在一些不足:如天气的变化和车辆的载重运行,机械绝缘节容易破损,此时相邻轨道电路的信息互相流窜,影响轨道电路正常工作。如由于电气传输的要求,需要一定距离安装机械绝缘节,此时就要把好端端的整条钢轨锯断来实现。“九五”期间为了适应铁路提速需要,区间大量敷设长钢轨,要求发展无绝缘轨道电路。于是具有自主知识产权的新一代的自动闭塞设备如“九五”期间开发的ZP.W1-18型、WG-21A型等和“十五”期间开发的ZPW-2000A型、ZPW-2000R型等自动闭塞设备分别在不同路局运用。这些自动闭塞设备采用的是无绝缘轨道电路。
2、无绝缘轨道电路
所谓无绝缘轨道电路就是不用机械绝缘节来隔离轨道电路,而是用自然衰耗隔离方式又称叠加式或是用电气隔离方式这两类隔离轨道电路。ZP.W1-18型自动闭塞采用自然衰耗隔离轨道电路,ZPW-2000A型自动闭塞采用电气隔离轨道电路。如ZPW-2000A型无绝缘轨道电路:
把两站之间的钢轨线路用电气绝缘隔离成若干段轨道电路如1G~3G,每段轨道电路包括主轨道电路和调谐区的小轨道电路两部分组成,电气绝缘节由调谐单元、空芯线圈SVA及29m米钢轨构成。相邻轨道电路采用不同的载频信号,每个电气绝缘节,两端各设一个调谐单元,对于较低载频频率的轨道电路端用F1调谐单元, 对于较高载频频率的轨道电路端用F2调谐单元。
如2G主轨道电路发送器发送的移频信息向线路左右两侧传输,左侧接收端的调谐单元对本区段载频产生谐振呈现高阻抗,接收器接收到电压幅度较高的移频信息。右侧小轨道电路对发送的移频信息由相邻轨道电路的接收器接收后处理,形成小轨道电路轨道继电器执行条件,通过XGJ、XGJH送至本轨道电路接收器,作为轨道继电器2GJ励磁吸起的必要检查条件之一,本区段接收器同时接收到主轨道电路移频信息和小轨道电路轨道继电器执行条件,判断无误后继电器吸起2GJ↑,并以此判断区段的空闲与占用。而相邻轨道电路的调谐单元对该载频失谐呈现低阻抗,可靠地短路左区段的移频信息,防止了越区传输,实现了相邻区段信号的电气绝缘。小轨道电路的引入,还解决了调谐区断轨检查问题,实现了轨道电路全程断轨检查。
无绝缘轨道电路同样起到监督列车是否的占用线路和传递移频信息的作用。如ZPW-2000A型自动闭塞系统,当1G有车占用,1G发送器向1G发送的移频信息被机车轮对短路,1G的通过信号机自动亮红灯,此时2G发送器向2G发送含有26.8HZ低频的移频信息,2G的通过信号机自动亮黄灯,3G发送器向3G发送含有16.9HZ低频的移频信息,3G的通过信号机自动亮黄、绿灯,4G发送器向4G发送含有13.6HZ低频的移频信息,4G的通过信号机自动亮绿灯。无绝缘移频自动闭塞系统根据需要可产生18种低频信息,它能满足区间通过信号机四显示的需要,还能满足列车运行超速防护的需要。
由于ZPW-2000A型无绝缘自动闭塞采用的电气绝缘隔离轨道电路,除可以解决有机械绝缘的轨道电路存在的问题,还具有可靠的分路保证、断轨检查、抗电气化牵引大电流干扰,安全度较高等特点,自2002.5通过铁道部技术鉴定后,已确定它为目前我国铁路区间自动闭塞的统一制式。截至到2005年底,全路共装有8528 KM铁路线安装了ZPW-2000A型自动闭塞设备。
运用自动闭塞设备,区间安装了机械绝缘或电气绝缘的轨道电路,这些轨道电路可以起到监督列车占用线路、保证列车在区间的行车安全。也能起到向机车传递信息的作用,使区间能同时有两趟以上的列车运行,大大地提高了区间的通过能力。但是这种轨道电路,它是运用暴露在光天化日下的两根钢轨作为信息的传递通道,它难免经常发生故障,如钢轨端的接续线断线、钢轨断轨,信息就不能流通;如人为的把能导电的钢钎、铁铲等横在两根钢轨某处,信息就会短路,不能流到受电端;如天气的温度变化,钢轨的阻抗会变化,道床的清洁度变化,道渣的电阻会变化等等因素,都会影响轨道电路的正常工作。常常出现线路上实际没有列车占用,但在值班室的控制台上却反映有车占用线路的现象,不能正常地接、发列车。
B. 计轴设备与轨道电路比较有哪些优缺点
优点:
1)、适用于道床状态差、道床泄漏电阻过低的轨道区段。
2)、可以检测钢轨生锈专及轻属车情况下的轨道区段占用/空闲。
3)、可以避免轨道电路由传输距离的限制而设置的多个轨道电路。
4)、不需要绝缘节。
缺点:
1)、如果作为站内多区段轨道电路的替代,投资较轨道电路大。
2)、电源部分必须可靠确保不因电源瞬间中断造成轴信息的丢失。
3)、无法检测钢轨断轨。
4)、由于其它铁器如铁等在磁头上的动作可能造成错误计轴。
C. 铁路信号设备中的联锁设备和闭塞设备的功能有何不同
联锁设备功能:
检测轨道区段的占用出清情况,办理进路,管理信号机点灯,管理区版间方向继电器;
闭塞设权备功能:
闭塞是铁路信号中的一个概念,他不是一个具体的设备,一般一个轨道区段或一条进路设置成一个闭塞区间。
D. 高速铁路基础设施运用状态检测管理办法
第一章总则第一条为了加强高速铁路基础设施运用状态检测管理工作,提高检测、维修和运输效率,预防事故和减少故障,确保铁路运输安全,根据《中华人民共和国安全生产法》《中华人民共和国标准化法》《中华人民共和国铁路法》《铁路安全管理条例》等法律、行政法规,制定本办法。第二条高速铁路基础设施运用状态的检测(以下简称高速铁路状态检测)工作及对其实施监督管理,应当遵守本办法。第三条本办法所称高速铁路,是指设计开行时速250公里以上(含预留),并且初期运营时速200公里以上的客运列车专线铁路。
本办法所称高速铁路基础设施,包括高速铁路线路、桥隧、信号、通信、牵引供电设备等。
本办法所称高速铁路状态检测,是指依据相关标准或者技术规范,利用动、静态测试手段对高速铁路基础设施运用状态进行的检查、测试、监测及对其运用质量进行的安全评定。第四条高速铁路状态检测工作应当贯彻检修分开、以检定修的理念,遵循安全、准确、高效的指导思想,科学合理利用天窗,实现高速、及时、精确检测。第五条高速铁路状态检测工作应当积极采用新技术、新设备、新方法,运用成熟可靠的高速车载等检测设备,推广实时在线监测技术,提高检测质量和检测效率。第二章职责与分工第六条铁路运输企业是高速铁路状态检测工作的责任主体,负责高速铁路状态检测工作。主要职责包括:
(一)建立检测管理制度;
(二)制定检测计划;
(三)组织编制检测实施方案并组织实施;
(四)掌握基础设施状态及检测管理动态;
(五)编制检测报告;
(六)综合运用检测数据;
(七)解决检测中发现的问题。第七条国家铁路局对全国高速铁路状态检测工作进行统一监督管理。
地区铁路监督管理局对辖区内高速铁路状态检测工作进行监督检查,督促辖区内铁路运输企业落实高速铁路状态检测工作的主体责任。
国家铁路局和地区铁路监督管理局统称铁路监管部门。第三章检测内容及检测设备第八条铁路运输企业应当逐步建立高速铁路状态检测体系,配齐检测设备及人员,满足设备运用状态高效检测的需要,日常天窗时间一般应当保证4小时及以上。体系建设应当充分考虑各专业之间检测技术融合,共用天窗开展高速铁路状态检测工作,科学设置综合检测、维修机构,实施综合检测。第九条高速铁路线路、桥隧等工务设备运用状态检测的主要项目包括:
(一)轨道几何状态;
(二)轨道结构状态;
(三)钢轨伤损;
(四)路基沉降及结构状态;
(五)防护栅栏、挡风墙和声屏障状态;
(六)桥涵结构状态;
(七)隧道结构状态;
(八)铁路监管部门、铁路运输企业规定的其它检测项目。
铁路运输企业应当根据检测项目的需要,配置轨道测量仪、轨道检查仪、双轨式钢轨超声波探伤仪、钢轨探伤仪、焊缝探伤仪等静态检测设备和钢轨探伤车、线路检查仪、巡检设备等动态检测设备。第十条高速铁路信号、通信设备运用状态检测的主要项目包括:
(一)联锁、闭塞、列控系统设备;
(二)道岔转辙设备、信号机、轨道电路、补偿电容、应答器、电源设备等状态;
(三)系统设备接口;
(四)铁路数字移动通信系统(GSM-R)网络状态;
(五)通信漏缆状态;
(六)铁路监管部门、铁路运输企业规定的其它检测项目。
铁路运输企业应当根据检测项目的需要,装备信号集中监测系统、通信监控监测系统和网管系统。第十一条高速铁路牵引供电设备运用状态检测的主要项目包括:
(一)接触网几何参数;
(二)接触网悬挂状态;
(三)接触网平顺性;
(四)接触网受流性能;
(五)供变电、电力设备;
(六)铁路监管部门、铁路运输企业规定的其它检测项目。
铁路运输企业应当根据检测项目的需要,配置高速弓网综合检测装置、接触网安全巡检装置、车载接触网运行状态检测装置、接触网悬挂状态检测装置、受电弓滑板监测装置、接触网及供电设备地面监测装置等检测设备和检测综合数据处理中心。第十二条铁路运输企业应当运用高速综合检测列车对高速铁路基础设施开展周期性状态检测工作,特殊时期可以加大检测频次。
铁路运输企业应当优先利用运用中的动车组开展高速铁路状态检测工作,并在每日开行的首趟确认车上和一定比例运用中的动车组上搭载车载式基础设施动态检测装置,实现实时动态检测。