25HZ轨道电路故障处理与分析Word格式.docx
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辩
小
组
答辩小组负责人：
毕业设计（论文）任务书
本任务书下达给：
09春级本科自动化专业学生
设计（论文）题目：
《25Hz相敏轨道电路的故障分析与处理》
一、设计（论述）内容：
1、收集并研究25Hz相敏轨道电路的工作原理及特点；
2、25Hz相敏轨道电路运行中存在的问题；
3、25Hz相敏轨道电路的故障分析；
4、25Hz相敏轨道电路故障采取的技术处理方案；
5、25Hz相敏轨道电路故障处理方案如何实施；
二、基本要求：
1、论文体系应完整、规范；
2、论文内容应详实，做到层次清晰；
3、论文中引用的数据要求准确并符合规范的要求；
4、按要求做好开题报告，在开题报告中就对所用参考文献加以综述、叙述选题的目的及意义、论文涉及的主要内容也一并加以阐述；
5、按要求做好中期报告，在中期报告中，应对所收集的相关资料加以整理，列写论文的总体设计、论文框架及论文的撰写进程。
6、按规定的论文格式要求，撰写中、英文摘要、论文正文和相关的参考文献。
三、重点研究的问题：
1、25Hz相敏轨道电路运行中存在的问题；
2、25Hz相敏轨道电路的故障分析；
3、25Hz相敏轨道电路故障处理方案如何实施；
四、主要技术指标：
1、25Hz相敏轨道电路的故障分析符合现场实际；
2、25Hz相敏轨道电路故障处理方案的实施应符合相关技术标准；
五、其他要说明的问题
1、开题报告电子版应于8月20日前交达指导老师，以便就报告中可能出现的问题及时加以修改上报；
2、论文中期报告于9月24日上交指导老师；
3、论文初稿应于10月3日提交电子版以便按时完成正稿；
4、论文正稿10月20日上交电子版；
5、10月25日完成论文，上交初稿和正稿（纸质、电子版各一份）。
下达任务日期：
2011年7月6日
要求完成日期：
2011年10月25日
答辩日期：
2011年11月5日
开题报告
题目:
25Hz轨道电路故障处理与分析
报告人：
一、文献综述
根据任务书要求，选取了与本单位生产实际密切相关的《25Hz轨道电路故障处理与分析》作为设计题目，并根据设计要求搜集了大量有关文献、参考书目和实际运营中各种故障案例。
主要参考文献有：
《电气集中设计与施工》、《铁路信号电源》、《铁路信号基础》以及一些与既有设备相关的资料
本课题的重点是对关于25Hz轨道电路在实际施工中遇到一些常见故障的处理方法的粗浅讨论。
二、选题的目的和意义
随着我国经济建设的飞速发展，铁路运量陡增，行车密度和速度不断提高，安全与效率的矛盾日益尖锐。
对于25Hz轨道电路的改造更新是必须的。
在大修施工过程中必然会遇到各种故障，所以必须要了解其故障原因及解决办法，做到及时处理，不留后患。
三、研究方案
本课题《25Hz轨道电路故障处理与分析》的研究，首先介绍简单的电码化知识，第二是在实际施工过程中的运用；
第三是常会遇到的故障；
第四是对一般故障进行具体分析，最后是如何处理的浅谈。
四、进度计划
2011年7月10日至7月25日，拟订题目。
7月26日至8月16日，收集文献资料和实践数据，编写开题报告。
8月17日至9月30日，了解并掌握25Hz轨道电路设备的概况及施工中存在的问题
10月1日至10月25日，结合实际施工中所遇问题浅谈故障处理的方案。
五、指导教师意见
请联系实际工作，认真组织材料和资料。
注意思路要清晰、文章结构层次要合理，分析问题要尽量深刻，从多角度探讨解决问题的途径及措施。
请按规定时间完成各阶段任务。
2011.8.22
中期报告
题目：
一、总体设计
首先根据25HZ轨道电路的原理和作用，研究其设备的组成。
然后通过对25HZ轨道电路故障现象的深入分析，达到能够快速找出其故障类型并做到及时处理的目的。
从以下两个方面进行分析之后得出结论
25HZ相敏轨道电路常见故障处理与判断、常见故障的分析与判断举例、日常维护工作
二、框架（框图）
三、进展情况
结合25HZ轨道电路原理及对其故障进行分析判断，掌握一定的故障处理方法，做到熟练的进行日常维护工作。
四、指导教师意见
能针对现场25Hz相敏轨道电路故障的分析和处理步骤，积极着手调查、搜集材料，并能通过阅读有关参考资料组织素材，每个步骤的工作都能按时完成。
建议写作时既要论述25Hz相敏轨道电路的原理、特点和常见故障的现象，更要着重对故障中的一些问题进行分析，要突出重点，并根据论文构思按计划进行论文的写作。
2017年9月25日
结题验收
一、完成日期
于2017年10月25日。
按时完成。
二、完成质量
能按照毕业设计论文的要求完成各项任务，完成质量良好。
三、存在问题
论文中谈及的内容较多，重点不够突出。
四、结论
该学生对待毕业设计工作态度积极，行为规范，虽然平时工作比较忙，但是能积极主动的与指导老师联系，能按照设计任务书的要求完成各项工作，结论为合格。
7
2017年10月25日
中文摘要
众所周知，轨道电路作为反映列车运行位置的重要设备，是联锁系统重要的信息采集设备，随着列车的大面积提速，列车的运行运行对自动化控制的依赖性更高。
轨道电路的作用是否良好、安全、可靠尤为突出，同时随着高速列车的运用，机车信号逐步向主体化信号过渡，轨道电路近几年频繁发生故障。
多年各路局积极采取有效措施来消除此设备故障的发生率，但是轨道电路属于露天动态运用，各种综合原因较为复杂，若想达到故障的发生，还需要各方面继续努力。
本文介绍了25HZ相敏轨道电路，讲述了其分类、作用、原理、主要技术指标、以及部分故障分析处理办法和日常维护，希望能大大提高轨道电路的安全体系，使其设备的稳定性大大提高，为目前我国的进入高速铁路时代打好奠基。
关键词：
轨道电路提速故障分析
ABSTRACT
Asisknowntoall,trackcircuitasareflectionoftheimportantequipmentinoperationofthetrainposition,interlockingsystemimportantinformationcollectionequipment,withlarge,trainspeedoftrainrunningfunctionofautomationcontrolthedependenceofthehigher.Theroleoftrackcircuitisgood,safe,reliable,particularlyprominentatthesametimeastheuseofhigh-speedtrain,cabsignaltograduallytransition,trackcircuitsubjectivationsignalfaultoccurredfrequentlyinrecentyears.Yearseachrailwayadministrationsactivelyadopteffectivemeasurestoeliminatethisequipmentfailure,buttheincidenceoftrackcircuitbelongtoapply,allsortsofintegratedopen-airdynamicreasonsisrelativelycomplex,toreachoffailure,stillneedeachcontinuedefforts.
Thispaperintroducesthephasesensitive25HZtrackcircuit,tellsitsclassification,functionandprinciple,maintechnicalindices,andsomefailureanalysisanddailymaintenancetreatmentmethod,thehopecangreatlyimprovethesecuritysystemoftrackcircuit,makeitsequipmentstabilitygreatlyimproved,forcurrentintohigh-speedrailwayeraplaybased.
目录
第1章轨道电路概述2
1.1轨道电路的定义及作用2
1.2轨道电路的原理2
1.3轨道电路分类3
第2章25HZ轨道电路4
2.125HZ轨道电路轨道电路设备的基本组成4
2.225HZ轨道电路的特点4
2.325HZ轨道电路工作原理4
2.497型25Hz相敏轨道电路的特点和主要技术指标5
2.525HZ相敏轨道电路主要技术指标6
2.697型25HZ相敏轨道电路调整方法7
第3章25HZ相敏轨道电路常见故障处理与判断8
3.197型25HZ相敏轨道电路故障查找方法8
3.225Hz微电子相敏轨道电路10
第4章常见故障的分析与判断举例11
4.1故障现象一11
4.2故障现象二11
4.3故障现象三12
4.4故障现象四12
第5章日常维护工作13
参考文献14
第1章轨道电路概述
1.1轨道电路的定义及作用
轨道电路是钢轨线路和连接于其始端及终端的器械总称。
中华人民共和国铁路行业标准《轨道电路通用技术条件》中轨道电路定义为：
利用铁路线路的钢轨作为导体传递信息的电路系统。
轨道电路是铁路信号自动控制的基础设备。
利用轨道电路可以自动检测列车车辆的位置，控制信号机的显示；
通过轨道电路可以将地面信号传递给机车，从而可以控制列车运行。
轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，两端加以电气绝缘或电气分割，并接上送电和受电设备构成的电路。
轨道电路是铁路信号系统的基础设备，是反映列车占用进路情况的基础环节，在铁路信号系统中占有较重要的地位。
维护好轨道电路，发生故障及时处理是保证铁路信号系统正常高效运行的首要条件。
因而掌握好轨道电路的原理、维护要领、电气性能以及故障处理，是现场信号设备维修人员的必备技能。
1.2轨道电路的原理
当两根钢轨完整，且无车占用，即轨道空闲时，电流通过两根钢轨和轨道继电器，使轨道继电器吸起，前接点闭合，信号开放。
当列车占用轨道电路时，电流通过机车车辆轮对，轨道电路被分路。
由于轮对电阻比轨道继电器电阻小得多，使电源输出电流显著加大，限流电阻上的压降随之增加，两根钢轨间的电压降低，流经轨道继电器的电流减少到它的落下值，使轨道继电器落下，后接点闭合，信号关闭。
同时，当轨道电路发生断轨断线时，同样会使轨道继电器落下。
与轨道电路相关的有以下几个概念：
1．轨道电路调整状态
轨道电路范围内，无轮对占用时的状态。
2．轨道电路分路状态
轨道电路范围内，有轮对占用时的状态。
3．轨道电路最不利条件
当轨道电路各电气参数在规定范围内，受电端所得电压在调整状态下为最低、分路状态下为最高、而发送的机车信号信息的人口电流为最小时，与之相应的供电电压和一次参数的总称。
4．轨道电路一次调整
在最不利条件下，每段轨道电路内，可变环节的电气参数经首次调整后，能满足调整、分路、机车信号三种状态的要求，无需随外界参数的变化再次进行调整。
5．轨道电路极限长度
当轨道电路能实现一次调整时，其所能达到的最大长度。
6．轨道电路调整余量
进行轨道电路计算时，为使其能安全、正常、可靠期使用，在满足调整状态时，送电端所需供出的最小电压UT，及在最不利地点分路时，所允许供出的最大电压UF。
之间的相互关系，称为调整余量，调整余量系数以K表示。
则
K=（UF-UT）/（UF+UT）×
100%
1.3轨道电路分类
1．按钢轨绝缘分。
按钢轨绝缘分类可分为有绝缘式和无绝缘式。
2．按构成方式分
按构成方式分类可分为开路式和闭路式。
闭路式轨道电路能够检查轨道电路的完整性，所以目前信号设备中多采用闭路式轨道电路。
3．按信号电流分
按信号电流分类可分为直流式和交流式。
我国目前应用的有：
50HZ轨道电路、25HZ相敏轨道电路、微电子交流计数轨道电路和移频轨道电路。
4．按归线方式分
按归线方式分类可分为双轨条式和单轨条式。
5．按频率方式分
按频率方式分类可分为25Hz、50Hz、75Hz、移频等。
第2章25HZ轨道电路
目前我国电气化区段车站内大量采用的25Hz相敏轨道电路是1978年年底开始研制的，经室内外试验、现场试点、工程扩大试验后，于1982年2月通过铁道部鉴定。
因其设备简单耐用、便于掌握、故障率低等优点，故至今已在数千公里电气化区段车站采用，并在“八五”电务装备政策中，被定为推广的制式之一。
但随着国内现场大量运用，逐步暴露出一些急待克服的技术缺陷，对于现场产生的新情况，作为一个适用性广和实用性强的制式就必须考虑和满足这些新要求，故对其系统进行改进研制是十分必要的。
针对此情况我国研制出了97型25hz相敏轨道电路，目前在我国广泛使用。
2.125HZ轨道电路轨道电路设备的基本组成
1送电设备构成：
送电扼流变压器BE25、轨道变压器BG25、电阻R0、保险RD1、保险RD2。
2受电设备构成：
受电扼流变压器BE25、轨道变压器BG25、电阻R0、保险RD1、保险RD2、防雷FB、防护盒FH、25HZ轨道继电器GJ（JRJC1-70/240）。
2.225HZ轨道电路的特点
相敏25HZ轨道电路由于采用了二元二位继电器，其具有可靠的相位选择性和频率选择性，因而对轨端绝缘破损和外界牵引电流或其他频率电流的干扰能可靠的进行防护。
25HZ轨道电路采用25HZ频率后，与其他工频连续式轨道电路比较，在相同条件下，受道渣电阻变化影响小。
25HZ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，其频率恒定在50HZ的一半。
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，则其输入电压相差90度，易造成局部电源恒定超前轨道电源电压90度，因而可以采用其中调相方式。
25HZ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。
田字型分频器的两线圈呈90度位置放置，输入线圈的交流产生的磁通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。
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（+6.6，-6.6）V范围变化，因而提高了轨道电路工作的稳定性。
25HZ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，更便于通过计算和试验手段加以验证。
2.325HZ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50H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Ug和局部线圈电压Uj之间的相位角接近或等于90度时，转矩最大，使翼片绕轴旋转，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，轨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轨道电路工作原理图如下图所示。
在图中，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。
轨道电源又室内供出，通过电缆供向示外，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（GJ）的轨道线圈供电。
局部线圈的25Hz电源由室内供出，当轨道线圈所得电源满足规定的相位要求时，二元二位继电器JRJC1-70/240吸气，轨道电路处于工作状态，仅之二元二位继电器JRJC1-70/240落下，轨道电路处于不工作状态。
2.497型25Hz相敏轨道电路的特点和主要技术指标
25Hz相敏轨道电路采用二元二位继电器作为接收器。
二元二位继电器属于交流感应式继电器，它是利用电磁铁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。
故其具有可靠的频率选择性和相位选择性，因而对轨端绝缘破损和外界牵引电流或其他频率电流的干扰能可靠地进行防护，满足了轨道电路抗电气化于扰的要求。
1．提高了绝缘破损防护性能
钢轨牵引引接线改用焊接方式，减小接触电阻，以提高了绝缘破损防护性能。
2．取消不设扼流变压器的送、受电端
在运营中发现，送、受电端不设扼流变压器时．轨道继电器所受的干扰远大于设双扼流变压器的区段，产生误动的机会也较多，同时不易于轨道电路调整，为此将有回归电流的轨道区段（不包括其上无接触网的区段）原不设扼流变压器的单扼流送、受电端轨道电路的类型一律取消
3．扼流变压器经等阻线与钢轨连接
除将扼流变压器的牵引引接线改为焊接外，还将连向钢轨的一长一短引接线设计成等阻线，另外增加了扼流变压器中点对称度小于或等于1％的指标要求、使由扼流变压器内部和外部连接方式造成的不平衡系数控制在1%以内，从而使牵引电流回归系统的不平衡系数得以降低。
4．电源屏的配置
改进后的轨道电路，每一区段的平均传输功率为20W，每个继电器局部线圈加并电容补偿后的功率为6.5W。
考虑单受和多受区段的比例，一个车站的轨道区段数和轨道继电器数，按1：
2计算，这样就相当于轨道分频器和局部分频器供给每一段轨道电磁分别耗电20W和13W。
新分频器的容量由原300W、600W、1400W改为400W、800W、1200W。
组成I（PXT—800/25）、Ⅱ（PZT—1600/25）、Ⅲ（PZT—2000/25）、Ⅳ（PDT—4000/25）型四种电源屏，分另适用于20个区段以内、20～40个区段、40～60个区段、60～120个区段的车站使用。
5．二元二位继电器
经优化磁路设计和提高工艺设计水平后，新型二元二位继电器有以下提高：
（1）后接点压力由原0.147N增到0.196N。
（2）返还系数由原0.5增至0.55。
（3）消除了因翼片碰撞外罩而造成卡阻的可能故障。
6．增加扼流变压器的类型
由原来的仅400A一种类型，增加了600A和800A两种。
400A、600A、800A分别供侧线、正线和靠近牵引变电所的区段。
7．极限长度延长
（1）优化受电端接收器即二元二位继电器的工艺设计，把它的返还系数由原0.5增加到0.55。
（2）提高送电端的视入阻抗，将送电端限制电阻由原2.2Ω加到4.4Ω；
将受电端匹配变压器的变比由原16.67降为13.89。
（3）改进分濒器的设计，将25Hz分频器的25Hz输出电压的允许波动范围，由原来的±
5％减少到±
3％。
通过以上几项改进措施，最终能将极限长度由原制式的1200m提高到1500m。
主要技术指标
1．适用于钢轨连续牵引总电流不大于800A、不平衡电流不大于60A的交流
电气化区段的站内和预告区段的轨道电路。
不设扼流变压器时，也可用于电气化区段内无电力机车行驶和非电气化区段的站内和预告区段的轨道电路。
2．50Hz电压为220V范围内、钢轨阻抗不大于0.62∠42°
km/Ω、道碴最小
电阻不小于0.6Ω·
km，在极限长度范围内，能可靠地满足调整和分路的要求，并能实现一次调整。
3．单受的轨道电路若不带无受电分支和为增设非轨道电路用的扼流变压器
时，极限长度为：
带双扼流变压器和无扼流变压器的轨道电路均为1.5km。
4．一送多受的轨道电路，以标准的0.06Ω分路电阻在区段内任意点分路时，
保证至少有一个轨道继电器可靠落下。
5．每段轨道电路最多可设四个扼流变压器（包括空扼流变压器）。
6．能实现叠加或预叠加电码化。
7．在无迂回回路的条件下，任何故障均有可靠的分路检查。
2.525HZ相敏轨道电路主要技术指标
25HZ
相敏
轨道
电路
局部110V
旧型
110V±
5.5V
97型
3.3V
继电
器有
效电
压
道岔区段
18～25V
①有效电压为：
实测电压×
cosβ
②一送多受区段每分支偏差不大于3V
③实测电压可掌握为道岔区段高于测定下限值3～7V，股道区段高于测定下限值5～9V
股道及大于800m无岔区段
18～30V
残压测试用0.06Ω标准分路线
继电器残压
≤7V
≤7.4V
电子接收器
≤10V
2.697型25HZ相敏轨道电路调整方法
（室内继电器：
JRJC70/240;
室外变压器：
BG－130/25）
（1）、送端电阻使用方法
1、送端带扼流变时：
电阻使用4.4Ω；
2、送端无扼流变时：
一送一受区段电阻使用0.9Ω；
一送多受区段电阻使用1.6Ω。
（2）、受电端变比使用（变压器使用BG130/25时）
1、受电带扼流变时：
1：
13.89（使用Ⅲ1、Ⅲ3、标称电压15.84）
2、受电无扼流变时：
50（使用Ⅱ3、Ⅲ1；
连接Ⅱ4、Ⅲ2标称电压4.4V）
频率
HZ
额定容量
VA
一次额定电压V
空载电流
mA
二次额定电压V
二次额定电流A
25
130
220
≤30
升级会员 