ZPW-2000A毕业设计论文Word文档格式.doc

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ZPW-2000移频自动闭塞有着诸多优点，它克服了UM71系统在传输安全性和传输长度上存在的问题，解决了轨道电路全程断轨检查，调谐区死区长度，调谐单元断线检查，拍频干扰防护等技术难题。

延长了轨道电路长度。

采用单片机和数字信号处理技术，提高了抗干扰能力。

本设计对ZPW-2000型无绝缘轨道电路的系统结构组成，系统的电路原理，系统测试和轨道电路的调整以及自动闭塞系统在站间站内的应用都做出了详细的说明，重点设计了ZPW-2000系统的的内部电路结构，包括电气绝缘节，发送器，接收器，衰耗盘，防雷模拟网络盘，匹配变压器，补偿电容等，文章主要分别设计了他们的内部各个模块的电路结构，阐述了其作用和构成原理。

关键词：

ZPW-2000;

移频;

自动闭塞关键词3-5个

-I-

目录

摘要 I

引言 1

1ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统概述 2

1.1ZPW-2000A概述 2

1.2ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统硬件设置 2

1.2.1室外部分系统构成 2

1.2.2室内部分系统构成 5

1.2.3电路原理介绍 8

1.2.4系统防雷 9

2.设备介绍 10

2.1发送器 10

2.2接收器 10

2.3衰耗盘 10

2.4电缆模拟网络 10

2.5机械绝缘节空芯线圈 11

2.6衰耗盘 11

2.7防雷模拟网络盘 11

2.8匹配变压器 11

2.9调谐区用钢包铜引接线 12

2.10补偿电容 12

2.11SPT数字电缆 12

3．ZPW-2000A无绝缘轨道电路的特点 13

3.1主要技术特点 13

3.2主要技术条件 13

3.2,1环境条件 13

3.2.2发送器 13

3.2.3接收器 14

3.2.4工作电源 14

3.2.5轨道电路 14

3.2.6系统冗余方式 15

4故障分析及处理 16

4.1发送器本身故障的处理 16

4.2发送器插片接触不良 16

4.3衰耗盘内部开路故障 16

4.4相邻区段衰耗盘故障 17

4.5衰耗盘故障一 17

4.6发送回路电缆模拟网络盘内部开路故障 17

4.7发送回路电缆模拟网络盘内部短路故障 18

4.8发送端室外电缆混线故障 18

4.9发送端室外电缆断线故障 19

4.10发送调谐单元与匹配单元连接线接触不良 19

4.11点灯电路电缆混线故障 20

4.12电容失效引起的轨道电路故障 20

5.13补装电容后未对轨道电路重新调整引起的故障 21

4.14站联电缆断线故障 21

结论 23

致谢 24

参考文献 25

-III-

引言

ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统是在法国UM71无绝缘轨道电路技术引进、国产化基础上，结合国情进行的技术再开发。

前者较后者在轨道电路传输安全性、传输长度、系统可靠性、可维修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显著提高.ZPW-2OOOA无绝缘轨道电路由较为完备的轨道电路传输安全性技术及参数优化的传输系统构成。

学习ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞首先应了解其系统结构、工作原理、系统特点、技术条件等基本知识，了解清楚后，我们将对其常见故障进行分析和探究，深化认识，加强了解，最后达到对ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞的系统了解和专业论述。

1ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统概述

1.1ZPW-2000A概述

ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞是在法国UM71无绝缘轨道电路技术引进、国产化基础上，结合国情进行的技术再开发。

较之UM71，ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞在轨道电路传输安全性、传输长度、系统可靠性、可维修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显著提高。

该系统自1998年开始研究。

2000年10月底，针对郑州局、南昌局接连两次发生因钢轨电气分离式断轨，轨道电路得不到检查，客车脱轨的严重事故，该系统提出了解决“全程断轨检查”等四项提高无绝缘轨道电路传输安全性的技术创新方案，获得了铁道部运输局、科技司的肯定。

2001年，针对郑——武UM71轨道电路雨季多处“红光带”，该系统围绕“低道碴电阻道床雨季红光带”问题，通过对轨道电路计算机仿真系统的开发，提出了提高轨道电路传输性能的一系列技术方案，从理论和实践结合上实现了传输系统的技术优化。

2002年5月28日，该系统通过铁道部技术鉴定，确定推广应用。

1.2ZPW-2000A型无绝缘轨道电路系统硬件设置

系统构成如图1-1所示。

1.2.1室外部分系统构成

（1）调谐区

按29m设计，调谐区包括调谐单元和空芯线圈，实现两相邻轨道电路电气隔绝。

（2）机械绝缘节

由“机械绝缘节空芯线圈”与调谐单元并接而成，其节特性与电气绝缘节相同。

电路原理简要说明

该线圈用19×

1.53mm电磁线绕制，其截面积为35mm，电感约为33μH，直流电阻4.5mΩ。

中间点引出现作等电位连接。

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10mΩ），即可起到平衡牵引电流的作用。

设I1、I2有100A不平衡电流，可近似将空心线圈视为短路，则有I3=I4=（I1+I2）/2=450A。

由于空心线圈对牵引电流的平衡作用，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，一方面保证维修人员安全。

机械绝缘节空心线圈

图1-1图不仅要有图号，还要有图名

机械节空心线圈？

？

说法不规范完整

（SVA’）用在车站与区间衔接的机械绝缘处。

为使机械绝缘节轨道电路与电气绝缘节轨道电路有相同的传输常数和传输长度，根据29m调谐区四种载频的综合阻抗值，设计SVA’。

该机械节空心线圈分四种频率，与相应频率调谐单元相并联，可获得与电气绝缘节阻抗相同的效果。

根据计算和室内外试验，SVA’标称数值如下：

表1-1SVA’标称数值

载频（Hz）

L（μH）

R（mΩ）

1700

29.6

2000

28.44

33.58

2300

28.32

33.75

2600

28.25

35.7

[注]：

钢包铜引接线数值已减除。

（3）匹配变压器

一般条件下，按0.25~1.0Ω•km道碴电阻设计，实现轨道电路与SPT传输电缆的匹配连接。

电路分析

1、V1、V2经调谐单元端子接至轨道，E1、E2接至SPT电缆标题的分级层次有点乱，不符合格式规范，后同，不一一标注

。

2、考虑到1.0Ω•km道碴电阻，并兼顾低道碴电阻道床，该变压器变比优选为9：

1。

3、钢轨侧电路中，串联接入二个16V，4700μF电解电容（C1、C2）该二电容按相反极性串联，构成无极性串联，起到隔直及交连作用。

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。

4、F为带劣化显示的防雷单元。

该压敏电阻选择75V防护等级。

该压敏电阻典型型号及特性如下表：

表1-2压敏电阻型号及特征表

型号

V20-C/175DEHNguard75

标称放电电流In

15KA

10KA

最大连续工作电压Uc

75VAC

限制电压U1

≤400V

≤450V

国外手册

5、10mH的电感L1用作SPT电缆表现出容性的补偿。

同时，与匹配变压器相对应处轨道被列车分路时，它可作为一个阻抗（1700Hz时约为106.8Ω）。

该电感由设在同一线圈骨架两个槽上的单独线圈组成，以便在两条电缆线的每一条线上表现出同样的阻抗。

该电感阻抗的降低将造成接收器电平的增高，故电感由富于弹性物质灌封，以防止振动或撞击造成电感损坏，使电感值降低或丧失。

（4）补偿电容

根据通道参数兼顾低道碴电阻道床传输，考虑容量，使传输通道趋于阻性，保证轨道电路良好传输性能。

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性能。

补偿电容原理

由于60km重1435mm轨距的钢轨电感为1.3μH/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，

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。

补偿电容的设置方式宜采用“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等份，其步长△=L/N。

轨道电路两端按半步长（△/2），中间按全步长（△）设置电容，以获得最佳传输效果。

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。

（5）传输电缆

SPT型铁路信号数字电缆，Φ1.0mm，一般条件下，电缆长度按10km考虑。

根据工程需要，传输电缆长度可按12.5km、15km考虑。

（6）调谐区设备引接线

采用3600mm、1600mm