25Hz相敏轨道电路的原理及应用精.docx

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25Hz相敏轨道电路的原理及应用精

25Hz相敏轨道电路的原理及应用（精）

D

325Hz电源是运用分频的原理构成的，由于50Hz工频稳定，所以它也有频率稳定的特性，其频率衡定在50Hz的一半。

4由于25Hz分频器的固定特性，当两个分频器的输入端反向连接时，则其输出电压相差90°，易于做成局部电源电压恒定超前轨道源电电压90°，因而可以采用其中调相方式。

525Hz分频器具有不可逆性，虽然50Hz不平衡牵引电流通过扼流变、轨道变压器流入轨道分频器的输出回路，但在其输入端不可能有100Hz电流。

同时室内轨道继电器的局部线圈是由局部电源单独供电，他不与钢轨或轨道分频器的输出相连，又不经过室外电缆线路，不受接触网电流产生的50Hz干扰电压的影响。

6“田”字型分频器的两线圈呈90°位置放置，输入线圈的交流产生的刺痛不与谐振线圈完全相交，因而原则上排除了在输入线圈间有局部断路时输入线圈50Hz电流向分频器输出电路的变化，大大降低25Hz输出回路中50Hz成分。

7分频器具有稳定特性，当输入的50Hz电源电压在220V（+33，-44），负载由空载至满载的范围变化时，分频器的输出电压在220（+6.6，-6.6）V范围变化，因而提高了轨道电路工作的稳定性。

825Hz轨道电路由于采用了连续方式，从而较为方便的找出其工作的最不利条件和肌线指标，更便于通过计算和实验手段加以验证。

三、25Hz轨道电路工作原理

25Hz轨道电路的信号电源是由铁磁分频器供给25Hz交流电，以区分50Hz牵引电流，接受器采用二元二位轨道继电器，该继电器的轨道线圈由送电端25Hz轨道电源经轨道传输后供电，局部线圈则由25Hz局部分频器电源供电。

轨道继电器工作时，从轨道电路取得较少的功率而大部分功率是通过局部线圈曲子局部电源，因而轨道电路的控制距离可以延长，且只有轨道继电器上的轨道线圈电压Ug和局部线圈电压Uj之间的相位角接近或等于90°时，转矩最大，是翼片绕轴旋转，带动接点动作，否则，翼片不能旋转，不能带动接点动作。

所以，25Hz轨道电路既有对频率的选择性（区别开电力牵引电流）又有相位的选择性。

当轨道线圈和局部线圈电源电压满足规定的相位要求时，GJ吸起，过道电路处于调整状态，即表示轨道电路空闲。

当列车占用时，轨道电路被分路，GJ落下。

若频率、相位不对时，GJ也落下。

因而，其抗干扰性能较强，广泛应用于交流电力牵引区段。

25Hz相敏轨道电路的原理图如1－1所示：

在图1－1中，25Hz电源屏（轨道分频器和局部分频器）由室内分别供给出25Hz轨道电源和局部电源。

轨道电源由室内供出，通过电缆供何室外，经由送电端25Hz轨道电源变压器（BG25）.送电端限流电阻（RX），送电端25Hz扼流变压器（BE25）钢轨线路.受电端25Hz扼流变压器（BE25），受电端25Hz轨道中继变压器（BG25）电缆线路，送回室内，经过防雷硒堆（Z），25Hz防护盒（HF）给二元二位继电器盒局部（GJ）的轨道线圈供电。

局部线圈的25Hz电源由室内供出，当轨道线圈盒局部线圈所得电源满足规定的相位盒频率要求时，二元二位继电器JRJC1－70/240吸起，轨道电路处于工作状态，仅之二元二位继电器JRJC－70/240落下，轨道电路处于不工作状态。

第二节　二元二位继电器

－.动作原理

25Hz相敏轨道电路的接收器采用二元二位继电器，属于交流感应式继电器，是据电磁所建立的交变磁场与金属转子中感应电流之间相互作用的原理而动作的。

JRJC－72/240型继电器由带轴翼板、局部线圈、轨道线圈和接点组四大部分组成，安装在铸铝合金支架内，活动部分来用滚珠轴承双重防护，可靠性更高，便翼板转动灵活，耐久。

当通以规定颇率的电流，且局部线图电压超前轨道线圈电压的角度0°＜θ＜180°时，翼板抬起，使继电器的前接点闭合，当相角差为理想角时，处于最佳收起状态，当局部线圈或轨道线图断电时，依靠翼板和附件的重量使接关处于落下状态，由其动作原理可知，该继电器具有可靠的频率选择性和相位选择性，因而对轨道绝缘破损和外界牵引电流或其他频率的电流干扰可靠地进行防护，满足了轨道电路抗电气化干扰的要求。

二、JRJC-70/240型继电器电气特性

1、型号及其代表的含义

2、JRTG-70/240型继电器接关编号

局部线圈编号：

1、2轨道线圈编号为3、4，其中1、3为同名端，接点组数2Q、2H

第三节防护盒

HF2-25型防护盒用于97型25Hz相敏轨道电路，是由电感线圈和电容组成的L、C串联谐振电路，线圈电感为0.845H，电容为12uF。

谐振频率为50Hz对50Hz呈串联诣振相当于15Ω电阻，对于干扰

电流起着减小轨道线圈上的干扰电压作用。

对25Hz信号电流相当于16uf电容，起着减小轨道电路传输衰耗和相移的作用。

HF2-25型防护盒主要作用：

1、减少JRJC型轨道断电器上50HZ牵引电流的干扰电压。

2、对25Hz信号频率的无功分量进行补偿。

3、减少25Hz信号在传输中的衰耗和相移、使轨道线圈电压和局部线圈电压产生较好的相位差，保证JRJC型轨道继电器正常工作。

减少25Hz信号在传输中的衰耗。

为了减少25Hz信号电流在轨道电路传输中的衰耗，在保证轨道电路常工作的条件下，取自轨道电路的功率最小。

如轨道线圈并联防护盒呈并联谐振时，则其总电流最小，就能保证正常工作，无疑轨道电路供电端送出电流随之减少，消耗功率以及传输过程中的电压衰耗就减少。

因此，并联防护盒对25Hz相敏轨道电路的任何一种类型其作用都是明显的。

4、减少25HZ信号在传输中的相移

25Hz轨道电源屏已将轨道和局部分频器的输出进行定相，使局部电压超前轨道电压90°。

如果轨道电路传输无相移，则加车轨道线圈上的电压与轨道分频器的输出电压同相，使继电器处于理想工作状态，并联防护盒对相移有不同程度减少。

5、减少50Hz干扰电压

钢轨中50Hz牵引电流对二元二位继电器轨道线圈上产生的干扰电压可达120V虽不产生固定转矩，但使翼板产生颤动，对二元二位轨道继电器工作不利。

并接防盒后，二元二位轨道继电器上50Hz干扰电压由120V降低到4V左右，这对继电器的工作和25Hz测试影响较小，如轨道电压的25Hz电压为20V，加上50Hz的4V电压后，其合成电压为　　　　　　　　这是因为防护盒对相当于20Ω的短路线，它起到两个作用：

一是该电阻反射扼流变压器的牵引线圈侧的干扰大大减小，对于恒流源性质的牵引电流来说，使输入阻抗减小到只有原来的1/4，感应到信号线圈侧的电压也小到原来的1/4，

二是并在二元二位轨道继电器两端的20Ω电压大大小于前方匹配变压器线圈的有效电阻，使已经减小了的50Hz电压绝大部分降压有效电阻上，最终加在二元二位轨道继电器两端的电压就所剩无几。

二、使用环境

1、大气压力不低于74.8KPa（海拔不超过2500m

2、周围空气温度-40-60℃

3、空气相对温度不大于90%（＋25℃）

4、周围无引起爆炸危险的有害气体。

三、主要技术技性

HF－25型防护盒是由电感线圈和电容组成的L、C串联诣振电路，线圈电感为0.845H，电容为12uF。

其谐振频率为：

而对于25Hz来说，Lc串联相当于一个电容：

根据测试，防护盒槽路对于50Hz相当于15v电阻。

四、使用及维护

HFz-25型防护盒由螺栓固定在组合上，其1、3号端子分别连接至JRJC2-70/240型二元二位轨道继电器的轨道线圈两端。

HF2-25型防护盒需对电感线度测试和品质因数测试输入电压，输入频率进行测试，来判别防护盒的性能。

第四节扼流变压器和轨道变压器

一、扼流变压器

扼流变压器的接线图所示，牵引线圈分为上、下两部分　　　　　　　　　

图中的3叫中点，当牵引电流分别由1和2流入　　　　　　　　　　　　　

尤中点流出时，因为上、下线圈匝数相同，而两线圈电流方向相反，所产生磁通大相等、方向相反则信号线圈中不产生50Hz感庆电流，对25Hz信号电流来说，是由一根钢轨流向另一根钢轨，从一个方向流经上、下牵引线圈，与信号线圈共同形成变压器。

97型25Hz相敏轨道电路的送电端和受电端使用同一类型的扼流变压器。

型号分别为：

1、BE-400/25、BE-600/25、BE-800Hz铁芯,主要用于轨道电路实施移频电码化的区段。

2、BE2-400/25、BE2-600/25、BE2-800/25采用50Hz铁芯，用于一般轨道电路扼流变压器电气参数。

3、铁芯分为400Hz和50Hz两种其中BE1类型为400Hz铁芯、BE2类型的扼流为50Hz铁芯。

4、中点允许过连续总电流分别为400A、600A、800A（瞬间最大可达600A、900A、1200A。

5、变比1：

3（牵引线圈8+8匝信号线圈48匝

二、轨道变压器

97型25Hz相敏轨道电路的送受电端使用同

一类型的变压器，新型号为BGz-130/25

BG3-130/25

BGz-130/25采用CD型400Hz铁芯，主要用于移频

电码化区段。

BG3-130/25采用CD型50Hz铁芯

用于送电端时作为供电变压器，用作中继变压器时，为使二元二位轨道继电器的高阻抗与轨道的低阻抗相匹配，其变比费固定的，与扼流变压器连按时，变比采用1/13.89，无扼流变压器时，变比采用1/50。

三、固定抽头式电阻器：

（1）R1－4.4/440－0.2Ω＋0.4Ω＋0.5Ω＋1.1Ω＋2.2Ω允许通过电流10A

（2）R1－2.2/220－0.2Ω＋0.4Ω＋0.5Ω＋1.1Ω允许通过电流10A

第三章97型25Hz相敏轨道电路特点和技术指标

第一节选用25Hz的原因及优越性

一选择25Hz的原因

在电气化区段内的轨道电路除应满足在最不利条件下的基本要求外，还应具有能防护牵引电流干扰分能力，使之调整状态时不会因干扰电流或电压而使轨道继电器错误落下，或者在分路状态时不致因干扰电流或电压而使继电器错误吸起。

所以埋在《铁路信号设计规范》第13.3.1条中规定：

“交流电力牵引区段应采用非工频轨道电路，牵引电流纵向不平衡系数不得大于5％因此选用25Hz符合《设规》规定。

二选择25Hz的优点

25Hz相敏轨道电路采用了二元二位轨道电路，该继电器具有可靠的频率选择性和相位选择性，因此不需要加设滤波器，避免了因滤波器故障而造成行车危及安全。

充分满足“故障－安全”要求，因而可以设计成连续供电式轨道电路，做到设备简单，设备简单，工作稳定，应变速度快，便于维修，防雷性能良好。

因此具有一定的优越性。

25Hz相敏轨道电路分别由独立的25Hz轨道电路分频和局部分频的给轨道电路继电器的轨道线圈和局部线圈供电。

在继电器室内的25Hz轨道电源屏中设有专门的局部和轨道电路电压90°，因此，又由于受电端并节防护盒，可大大减少轨道电路传输中的衰耗盒相移，所以经轨道传输后加在继电器上的局部电压和轨道电压（或电流）间的相角，仍可比较接近理想相位角，由于采用集中调相，使轨道电路设计和施工，维修大为简化。

二元二位轨道继电器分别由轨道电源和局部电源供电，工作时仅从轨道电路取得较小功率（0.6A），而大部分功率使通过局部线圈取自局部电源（6.5A），由于轨道电源消耗的功率较小，再加之25Hz时钢轨阻抗值较低，所以不论功率消耗或轨道电路的传输长度来说，都具有一定的优越性。

第二节97型25Hz相敏轨道电路的主要特点及技术指标

一、主要特点

1提高绝缘破损防护性能

钢轨牵引引接线采用焊接式，减少接触电阻，以提高绝缘破损防护性能。

2取消不设扼流变压器的送、受电端

在运营中发现，不设扼流变压器时，轨道继电器所受的干扰远大于设扼流变压器的区段，同时不易于轨道电路调整。

为此全部增设扼流变压器。

3扼流变压器经等阻线与钢轨连接

将连向钢轨的一长一短引接线设计成等阻线