轨道电路原理及故障分析毕业论文

毕业论文（设计）

题目轨道电路原理及故障分析学生姓名徐彦秋

指导教师王莉

专业班级轨道专业13级

完成时间2015 年 4月 10 日

继续教育学院制

中南大学

毕业论文（设计）任务书

毕业论文（设计）题目：轨道电路原理及故障分析

题目类型〔1〕理论研究题目来源〔2〕学生自选题

毕业论文（设计）时间从 2014.12 至 2015.4

1、毕业论文（设计）内容要求：

轨道电路是重要的信号基础设备，用来监督列车对轨道的占用和传递行车信息。采用极性交叉在轨道电路中的成熟运用。更清楚的了解轨道电路的发展及现状，重点掌握轨道电路的结构及原理，及故障处理分析能力。

本次毕业设计介绍了轨道电路的发展过程，分析了其组成，并重点运用极性交叉的原理，分析了以JZXC-480型轨道电路为例的故障处理分析。

本课题要求：

1、了解轨道电路的相关知识。

2、掌握轨道电路的结构及原理。

3、掌握极性交叉技术。

4、掌握轨道电路故障处理分析方法。

〔1〕题目类型：①理论研究②实验研究③工程设计④工程技术研究⑤软件开发〔2〕题目来源：①教师科研题②生产实际题③模拟或虚构题④学生自选题

2、主要参考资料：

[1] 冯琳玲，刘湘国.高速铁路轨道电路，北京，中国铁道出版社， 2011年

[2] 董昱.区间信号及列车运行控制系统，北京，中国铁道出版社，2014年

[3] 傅世善.闭塞及列控概论，北京; 中国铁道出版社,2006年

[4] 林瑜筠.区间信号自动控制，北京，中国铁道出版社，2013年

[5]中华人民共和国铁道部铁路技术管理规程，北京，中国铁道出版社，2006年

[6] 张擎，电气集中工程设计指导，北京，中国铁道出版社, 1989年

[7] 阮振铎，电气集中设计及施工，北京，中国铁道出版社, 2003年

[8] 王祖华，车站信号自动控制系统，兰州，兰州大学出版社, 2003年

[9] 顾新国，铁路信号设计规范，北京，中国铁道出版社, 2006年

[10] 安伟光，铁路信号工程设备安装规程,北京，中国铁道出版社, 2009年

[11] 阮振泽，铁路信号设计及施工，北京，中国铁道出版社, 2010年

[12] 王永信，车站信号自动控制，北京，中国铁道出版社, 2007年

[13] 林瑜筠，铁路信号基础，北京，中国铁道出版社, 2007年

[14] 张铁增，列车运行自动控制，北京，中国铁道出版社, 2009年

[15]徐彩霞.区间信号图册，北京，中国铁道出版社,2009年

[16]丁正庭.区间信号自动控制，北京，中国铁道出版社,1990年

指导教师（签名）____________ __ 时间：20 年月日

系(所)主任(签名)_______________ 时间：20 年月日

主管院长（签名）_______________ 时间：20 年月日

摘要

轨道电路是重要的信号基础设备，用来监督列车对轨道的占用和传递行车信息。一般的轨道电路利用钢轨作为传输通道，配上发送设备和接收设备以及钢轨绝缘而组成。当有列车占用时，电流被分路，接收设备即可反映轨道电路被占用。工频交流连续式轨道电路（JZXC-480）是最常用的站内轨道电路，钢轨中传输交流电，轨道继电器采用整流式，结构十分简单。

本课题首先简明介绍了轨道电路的工作原理及系统结构，并讲经常遇到的问题加以分析，最后以JZXC-480型轨道电路为例讲解常见的故障处理和分析。当轨道电路空闲且设备良好时，轨道电路继电器衔铁应可靠吸起；轨道电路在任何一点被列车占用时，即使只有一个轮对进入轨道电路，轨道继电器应立即释放衔铁；当轨道电路不完整时，断轨、断线或绝缘破损时，轨道继电器应立即释放衔铁，关闭信号；对某些轨道电路，还应实现由轨道向机车传递信息的要求。

本文首先简明概述轨道电路研究背景及使用现状。然后介绍轨道电路的工作原理及系统结构，紧接着轨道电路的划分和绝缘布置，并了解极性交叉在轨道电路中存在意义和实际的运用。最后以JZXC-480型轨道电路为例，重点介绍常见的故障处理及分析。

关键词：轨道电路；故障处理；JZXC-480型轨道电路

目录

第一章绪论 (1)

1.1研究意义 (1)

1.2 国内外研究动态 (1)

1.2.1 国内发展情况 (1)

1.2.2 国外发展情况 (3)

1.3论文安排及主要内容 (4)

第二章轨道电路的概述 (6)

2.1轨道电路的命名 (6)

2.2轨道电路的分类 (6)

2.3轨道电路的基本原理 (10)

2.4轨道电路的基本工作状态及基本参数 (12)

2.4.1轨道电路的基本工作状态 (12)

2.4.2 轨道电路的参数 (12)

2.5轨道电路的划分及绝缘布置 (15)

2.5.1区间轨道电路的划分 (15)

2.5.2站内轨道电路区段的划分 (16)

2.6 轨道电路的极性交叉 (20)

2.6.1极性交叉的要求和作用 (20)

2.6.2站内轨道电路的配置及极性交叉的方法和步骤 (22)

2.6.3极性交叉的实际运用效果的分析 (24)

第三章轨道电路故障案例分析 (26)

第四章 JZXC－480型轨道电路故障分析 (45)

4.1故障原因分析 (45)

4.2断路故障分析 (45)

4.3短路故障分析 (48)

4.4常见故障分析 (49)

第五章总结及展望 (50)

5.1总结 (50)

5.2 展望 (50)

结束语 (51)

参考文献 (52)

第一章绪论

1.1研究意义

铁路是国民经济的大动脉、全国沟通联系的纽带。及其他运输方式相比，铁路运输具有运量大、成本低、速度快、安全可靠、能全天候运输等众多优势。铁路信号设备是铁路主要技术装备之一，在保证行车安全、提高运输效率等方面起着不可代替的作用，它装备水平和技术水准是铁路现代化的重要标志。

我国铁路在建国前采用的轨道电路传输信息少，分布也极不平衡，建国后从50年代中期开始，轨道电路技术在我国有了长足的发展，不仅传输的信息量增加而且它的使用已遍及全国铁路各线，构成了我国铁路信号技术发展的基础。

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；通过轨道电路可以地面信号传递给机车，从而可以控制列车的运行。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。

铁路运输巷高速、高密、重载发展需要现代化的信号设备，计算机技术、网络技术、现代通信技术的发展为铁路信号构筑了实现现代化的平台。铁路信号现代化越来越成为铁路现代化的重要标志和主要内容。铁路现代化的方向是数字化、网络化、智能化和综合化。综合化

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。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。工频交流连续式（JZXC-480型）是最常用的站内轨道电路，逐渐的被25HZ相敏轨道电路所代替，加快了数字轨道电路及配套技术的研究。

1.2 国内外研究动态

1.2.1 国内发展情况

铁路最初的雏形是没有轨道电路的，但随着列车数量的增加和运行速度的提高，火车事故率开始飞速增加，不能明确反映列车空闲及占用股道是导致是导

致火车事故频发的主要因素。1924年，我国首先在大连——金州间，沈阳——苏家屯间建成自动闭塞，采用了交流50Hz二元三位式相敏轨道电路，这是我国最早采用的轨道电路。铁道部科学研究院从52年起便开始研究电冲轨道电路。从1925年开始，在长大线主要车站修建了电气集中联锁，轨道电路用的是N-8型交直流轨道电路和二元二位式轨道电路。交直流轨道电路装在站内道岔区段上，这是我国最早使用的一种交直流轨道电路，它的器件是日本产品。1969年利用安全型继电器设计的JZXC-480型交直流轨道电路，。这种轨道电路实质上是交直流轨道电路，电源是交流电，钢轨中传输的是交流电，而轨道继电器为整流式。及交流轨道电路相比，无需调整相位角。但存在很多缺点，如道床电阻变化适应范围小，极限传输长度短，分路灵敏度低，防雷性能差，形成雨天“红光带”和分路不良等影响行车的情况。

为了解决在继电半自动闭塞区间自动检查列车是否完整到达，铁道科学研究院参照苏联和日本25Hz轨道电路的工作经验，开展了25Hz长轨道电路的研究，最后得到了广泛的运用。25HZ相敏轨道电路使用于钢轨内连续牵引总电流不大于800A，钢轨内不平衡电流不大于60A的交流电气化牵引区段站内及预告区段的轨道电路；无电力机车行驶的区段可采用无扼流变压器的轨道电路；在最不利的条件下，轨道电路轨道线圈上的电压应不大于50V,调整和分路时的有效电压分别为不小于15V和不大于7.4V；在频率为50HZ、电源电压为160~260V范围内、道床电阻最小值不小于0.6欧姆·km，钢轨阻抗不大于0.62’42°Ω/km时，极限长度范围内能可靠地满足调整和分路检查的要求，并实现一次调整。

我国为了解决及自动闭塞相配套的机车信号和得到较好的轨道电路传输特性，轨道电路为了防止牵引电流干扰，采用了75Hz交流计数电码轨道电路。

UM71型轨道电路是我国引进法国的一种轨道电路制式。这种轨道电路是利用并联在钢轨两端的LC谐振槽路和一小段钢轨电感利用相邻区段发送不同频率，构成的电气绝缘节。它不但可以检测列车，而且可由钢轨线路向超速防护系统发送速度级别信息。UM71轨道电路采用的是谐振式无绝缘轨道电路，由设在室内的发送器，接收器，轨道继电器和设在室外的调谐单元、空心线圈、带模拟电缆的匹配变压器及若干补偿电容组成，载频1700、2000、2300、2600HZ,频偏+11HZ,低频从10.3至29HZ每隔1.1HZ呈等差数列共18个。UM71型轨道电路产生18种“TBF”低频信号；产生4种“fｃ”载频的移频信号；使移频信号有足够的功率载频选择较高对防止牵引电流的干扰有利，并便于实现无机械绝缘的轨道电路。而由此带来的不利影响是，为了保证在最低道床电阻时轨道电路有足够大的长度，需要在轨间添加补偿电容，以满足传输特性一次参数R、L、C、G之间的平衡关系。UM71型轨道电路的最大长度约为2km。

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，结合我国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。ZPW－2000A无绝缘轨道电路换装施工是全路第五次提速调图工程中最重要、最紧迫的信号工程，此次工程要求高、任务重、工期短，而且全路没有现成的开通测试项目及经验。通过对ZPW－2000A无绝缘轨道电路开通、维护测试，我们认为该轨道电路技术指标的测试调整是开通过程中最关键的一个环节，也是日常维护工作中最重要的一个环节。ZPW——2000A无绝缘轨道电路在轨道电路传输的安全性、传输长度、系统的可靠性以及性价比、降低工程造价等方面都有所提高。2002年10月17日至今，该系统对适用于地下铁道短调谐区ZPW2000A型技术方案进行了运用试验，情况良好。ZPW-2000A型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。国家知识产权局已受理了有关“钢轨断轨检查”、“多路移频信号接收器”......等八项专利，成为我国目前安全性高，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“机车信号做主体信号”创造了必备的安全基础条件。

1.2.2 国外发展情况

日本新干线轨道电路采用的是ATC系统。为保证高速安全地行驶，列车必须随时及前方行驶的列车保持一定的距离，以保证行车的安全。在车站的停车、弯道、道岔等处也需要进行速度的控制，在这些情况下，司机以确认信号的方式进行速度控制会出现许多问题。日本轨道电路采用的是ATC型数字轨道电路。数字ATC轨道电路是按故障-安全原则设计，采用冗余技术（车载ATP为计算机2取2系统，轨旁ATP为3取2计算机系统）。这套系统的可靠性和安全性高。信号不再用数字表示，而是直接用数字显示速度以及运行前方一定区间的线路状态，列车正常运行时，完全由控制中心的安全空闲系统控制，保证了列车运行的安全性。新干线列车初期就采用了ATC装置对列车进行速度控制，如果列车速度比信号速度快时，将会自动对列车进行制动；当列车速度降至信号速度时，制动就会自动取消。该系统基本功能就是优先考虑枷器控制，但是对于发车、加速、时间调整及车站停车以及从30km/h到停车地点停车操作是根据司机的半段来进行的。

在山阳新干线上，ATC装置通过导轨将信号送到列车，列车接到信号以后，将其显示于驾驶台上，270、230、170、120、70、30、0等表示各种速度信号，0为停车信号，其中270、230、170、30、0作为基本的速度级使用，而120、70、则用于弯道、道岔、施工现场等处的速度控制信号日本目前是采用ATC轨道电路进行信号传输，这是一种步迸式的控制方法,按地面上指示的速度区间分阶段地进行减速，因此乘车舒适度手到影响。另外从接收到制动命令，到实际开始制动

的时间延迟以及在各速度限制区预留了富裕差距使车辆的运行时间发生浪费。而且各速度限制区的允许速度是按照制动性能最差的车辆来决定，使得性能好的车辆延长了运行时间日。为了解决这些问题，日本开始开发了数字ATC，在轨道电路中连续传送数字编码化的信号，给出到停止位置的距离信号，并在车上产生减速信号模式。这一系统设置在STAR2I试验列车上进行了列车制动控制试验，结果表明，从第向车上装置发送列车控制所必须的数字信息非常成功。

法国高速铁路列控系统的基础设施之一——轨道电路采用UM71型。UM71型轨道电路是无绝缘轨道电路，该轨道电路是法国1971年为防止交流电气化牵引电流谐波干扰而研制的一种移频轨道电路。它由发送器、接收器、空心绕组、调谐单元、匹配变压器、补偿电容、ZCO3电缆等共同构成，如图2—7—1所示。UM71型轨道电路采用小调制指数的移频键控(FSK)，其目的是由于FSK信号的幅值包络近似为恒定，在接收端对信号处理有利。载频选定为1 700Hz、2 000Hz、2 300Hz和2 600Hz四种，其中1 700Hz、2 300Hz用于下行线路，而2 000Hz 和2 600Hz用于上行线路，上行和下行的载频相间隔排列。UM71型轨道电路各构成设备的主要功能为：

接收器：检查轨道电路空闲；区分不同载频的移频信号；检查低频信号；调整轨道电路。

空心绕组：设在26m长的电气分隔接头调谐区的中部，主要作用是在每段轨道电路内平衡两钢轨中牵引电流回流；改善电气分隔接头（调谐区）的品质因数，保证工作稳定性；它的中心线可及邻线相应空心绕组中心线作等电位联结，平衡两线路牵引电流回流，保证人身安全。

调谐单元：设在26m长的电气分隔接头两端。它对本区段信号频率呈电容性，该电容及调谐区钢轨和空心绕组的电感并联谐振，呈现较高阻抗，可减少对本区段信号的功率损耗；另外，该调谐单元对相邻区段信号频率串联谐振，呈现较低阻抗，可阻止相邻区段的信号进入本区段；以此实现两相邻轨道电路的电气隔离。

匹配变压器：实现电缆及轨道电路的匹配联结；利用模拟电缆线（或称补偿网络）将不同长度外线电缆补充至同一数值。该作法不仅简化了轨道电路工作状态的调整，当列车反方向运行时，又使改变列车运行方向的电路得以简化。

补偿电容（C）：用分段加装补偿电容的方法，可在一定程序上减少钢轨电感对移频信号传输的影响，延长（或保证）轨道电路长度。另外，可使钢轨中有足够强的移频信号电流，提高信干比，保证机车信号设备的可靠工作。

1.3论文安排及主要内容

轨道电路是铁路信号自动控制的基础设备。利用可以自动检测列车、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，两端加以电气巨额卷或电气分割构成的电路。

本课题首先简明介绍了轨道电路的工作原理及系统结构，并讲经常遇到的问题加以分析，最后以JZXC-480型轨道电路为例讲解常见的故障处理和分析。当轨道电路空闲且设备良好时，轨道电路继电器衔铁应可靠吸起；轨道电路在任何一点被列车占用时，即使只有一个轮对进入轨道电路，轨道继电器应立即释放衔铁；当轨道电路不完整时，断轨、断线或绝缘破损时，轨道继电器应立即释放衔铁，关闭信号；对某些轨道电路，还应实现由轨道向机车传递信息的要求。

本文首先简明概述轨道电路研究背景及使用现状。然后介绍轨道电路的工作原理及系统结构，紧接着轨道电路的划分和绝缘布置，并了解极性交叉在轨道电路中存在意义和实际的运用。最后以JZXC-480型轨道电路为例，重点介绍常见的故障处理及分析。

第二章轨道电路的概述

2.1轨道电路的命名

轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，用引接线连接电源和接收设备所构成的电气回路，它是监督铁路线路是否空闲，自动地和连续地将列车的运行和信号设备联系起来，以保证行车的安全，在线路上安设的电路式的装置。

轨道电路由钢轨、轨道绝缘、轨端接续线、引接线、送电设备及受电设备等主要元件组成。

2.2轨道电路的分类

1、轨道电路按接线方式分可分为闭路式和开路式（均是以轨道电路平时无车占用时所处的状态来确认）。

2、轨道电路按供电方式分可分为直流轨道电路和交流轨道电路，其中直流轨道电路又分为直流连续式轨道电路和直流脉冲式轨道电路（包括极性脉冲轨道电路、极频脉冲轨道电路和不对称脉冲轨道电路）；交流轨道电路又分为交流连续式轨道电路（包括工频50HZ整流轨道电路、25HZ相敏轨道电路、工频二元二位感式轨道电路、75HZ轨道电路、音频轨道电路也叫移频或无绝缘轨道电路）和交流电码式轨道电路（包括50HZ交流计数电码轨道电路、75HZ交流计数轨道电路、25HZ电码调制轨道电路）。

3、按电气牵引区段牵引电流的通过路径分为单轨条轨道电路和双轨条轨道电路。

单轨条轨道电路是以一根钢轨作为牵引电流回线，在绝缘处用抗流线引向相邻轨道电路的钢轨上的一种轨道电路（如下图2-1所示），因其牵引电流流过钢轨时在钢轨间产生较大的电位差，成为信号电路外界的主要干扰源，牵引电流越大，钢轨阻抗越大，对信号电路造成的干扰也越大，并且由于单轨条轨道电路轨抗较大传输距离相对缩短，但单轨条轨道电路构造简单，建设成本低，相对功耗小。

抗流线

轨道箱连接线

牵引电流路径

信号电流路径

图2-1 单轨条轨道电路图

双轨条轨道电路是针对单轨条轨道电路不利于信号设备稳定的缺点而设计的又一种轨道电路。双轨条轨道电路牵引电流是沿着两根钢轨流通的，在钢轨绝缘处为导通牵引电流而设置了扼流变压器，信号设备通过扼流变压器接向轨道（见下图2-2）

中心连接板及抗流线

轨道箱连接线

牵引电流路径

信号电流路径

图2-2 双轨条轨道电路图

`

双轨条轨道电路是由两根钢轨并联传递牵引电流的，两钢轨间产生的不平横电流比单轨条要小得多，因此对于牵引电流的阻抗较低，利于信号的传输，设备运行也相对稳定，缺点是造价较高，维修较复杂。

4、按有无分支分，分为一送一受和一送多受轨道电路，道岔区段均为一送多受区段。

5、按轨道电路结构分，可分为并联式和串联式两种。

并联式轨道电路结构简单（如下图2-3），当有车占用直股或侧线时轨道电路继电器均被分路而衔铁落下，能起到监督作用，但无车时则侧线成为开路状态，只有电压而没有电流，将不能分路轨道电路。这种情况，是极其危险的。另外，在空闲时侧线钢轨折断，轨道继电器也不会落下，使信号设备导向安全，因此，这种一送一受轨道电路从安全角度来说，并不理想。

图 2-3 并联式轨道电路

串联式轨道电路是道岔区段的另一种形式，其电路如下图2-4

图 2-4 串联式轨道电路

串联式道岔区段轨道电路可以检查所有的跳线和钢轨的完整性，所以比较安全，但这种电路并没有被广泛使用，因为这种电路的轨道绝缘比较多，连接线往往要用电缆来构成，因而使施工和维修都比较困难，所以这种电路就用得少了。

鉴于一送一受电路的主要缺点：由于轨道继电器装设位置的不同，有时轨道电路会检查不到跳线折断的情况，从而导致不能监督轨道被占用的状态；另外，

这种电路对断轨状态的监督也是不理想的，因此，就提出了并联式一送多受电路，如图2-5所示

并联式轨道电路设有设有送电端，并在每一个分支轨道的端部，都设置了一个受电端（即每一处都装设一个轨道继电器）。通过DGJ2线圈的电流要流经跳线，一但跳线折断，DGJ2就会失磁落下，DG1也会失磁落下，从而可以确保行车安全。把DGJ2的接点串入DGJ1后，用一个DGJ1来反映道岔区段的工作情况。

并联式一送多受电路的安全程度高，为了提高道岔区段轨道电路的可靠性，现在已在所有的区段中推广使用。但对于比较复杂的道岔区段，如设有交叉渡线和复式交分道岔的区段，则也可不必采用一送多受电路。而可采用一般的并联轨道电路。

2.3轨道电路的基本原理

①JZXC—480型轨道电路原理

JZXC—480型轨道电路是非电化区段使用的一种非电码化安全型交流连续式轨道电路，这种轨道电路构成简单，电路采用干线供电方式，由信号楼引出一对或两对电缆向各轨道区段送电端轨道变压器BG5供电，由受电端1：20的BZ4

升压变压器升压后送到室内JZXC——480型继电器。JZXC—480型轨道电路一送一受只有送端串有可调电阻，一送多受时各受电端都加一只电阻，送受端电阻均为2.2/220W型。

②25HZ相敏轨道电路原理

25HZ相敏轨道电路是电力牵引区段较为常用的一种轨道电路，它也可用于非电化区段，是应用较为广泛的一种轨道电路制式。由于25HZ相敏轨道电路采用低频传输，终端设备采用相位鉴别方式，且频率限为25HZ，因此具有相对传输损耗小（既轨损小，下一节讲），执行设备灵敏度高，抗干扰能力强等优点，缺点是设备故障点多，工作电源需两种（局部110V及轨道220V）。

③UM71轨道电路原理

UM71轨道电路是通用调制的电气绝缘的轨道电路，它是由发送器EM在编码系统指令控制下，产生低频调制的移频信号，经过电缆通道、匹配单元TDA及调谐单元BA，送至轨道，从送电端传输到受电端调谐单元BA再经接收端的匹配单元、电缆通道，将信号送到接收器RE中，接收器将调制信号进行解调放大后，动作轨道继电器，用以反映列车是否占用轨道电路。钢轨上传输的低频信息，经机车接收线圈接收送给TVM—300系统，供机车信号、速度监控使用。

④ZPW——2000A型无绝缘轨道原理

ZPW——2000A型无绝缘轨道电路同UM71轨道电路基本相同，只是在调谐区内增加了小轨道电路，用来实现无绝缘轨道电路全程断轨检查，避免了UM71轨道电路调谐区存在的“死区段”（它的“死区段”只有调谐区内小于5米的一小节）从而大大地提高了轨道电路的安全性、传输性、稳定性。ZPW——2000A型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和调谐区小轨道电路电路两部分，并将小轨道电路看作是列车运行方向主轨道电路的“延续段”。主轨道电路发送器产生的移频信号既向主轨道传送，也向调谐区小轨道电路传送。主轨道信号经过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，将信号传到本区段接收器。调谐区小轨道信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成的小轨道电路执行条件送到本轨道电路接收器，做为轨道继电器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，判断无误后驱动轨道电路继电器吸起，由此来判断区段的空闲及占用情况。

2.4轨道电路的基本工作状态及基本参数

2.4.1轨道电路的基本工作状态

我们知道，轨道电路的三种工作状态为调整状态、分路状态和断路（轨）状态，这三种状态又各自有不同的工作条件和最不利工作条件，最不利工作条件包括调整状态下的钢轨阻抗最大、道碴电阻最小、电源电压最小；分路状态下的钢轨阻抗最小、道碴电阻最大、电源电压最大；断路状态下的钢轨阻抗最小、电源电压最大、临界断轨点和临界道碴电阻最大等等，但无论那一种状态，主要因素为三个变量，即轨道电路的道碴电阻、钢轨阻抗和电源电压。

2.4.2 轨道电路的参数

1、道碴电阻

轨道电路在电能传输中，电流是由一根钢轨经过枕木、道碴以及大地漏泄到另一根钢轨上的漏泄电阻，称为道碴电阻，如下图2-5所示。

图2-5 道碴电阻（轨道电路漏泄电流图）

这些漏泄电流是沿着轨道线路均匀分布在各个点上的，因此轨道电路在电能传输上，属于均匀传输线。由下图a可以看出，沿线各点的电压，不是按直线的规律，而是以双曲线函数的规律下降的（见下图b）。这是因为在每一个单位长

度中，都有漏泄电流，所以使轨道电流逐渐减小，电压也逐渐下降，只有在没有漏泄的情况下，沿线路各点的电压才按照直线规律传输。

图2-6 轨道电路泄漏电流分布规律图

道碴电阻及道碴材料、道碴层的厚度、清洁度，枕木的材质和数量、土质以及因气候影响的温度、湿度等有很大的关系，尤其是在气候变化时，道碴电阻也随之变化。对某一轨道电路来说，它的道碴电阻受外界影响可以从每公里1—2欧母变化到每公里100欧母，通常在夏季湿热，降雨后8—10分钟时的道碴电阻最低，而严冬季节道碴冰冻时的道碴电阻最高。

我国铁路线路大部分是碎石道碴，在区间道碴表面清洁时，单位道碴电阻都

高于1欧母，目前，我国现行规定标准见下表

表2-1 单位道碴电阻

由于我国南北方地质和气候差异很大，道床状态也比较复杂，沿海是盐碱地区；西北是戈壁砂滩道床；隧道内潮湿腐蚀，道碴电阻低于国家标准值；站内道床排水能力差、站场肮脏、还有的有矿碴和化学污染，造成道床电阻可低到0.2欧母/km，在这些地方，要保证轨道电路稳定工作，就须要采用实际的最小道碴电阻进行设计及计算。

道碴电阻越小、两根钢轨间的电导（电阻的倒数称为电导，它是表征材料导电能力的一个参数，用G表示，G=1/R，电导的单位是西门子，用符号“S”表示）越大，泄漏电流也越大，轨道电路工作也越不稳定。因此，要提高轨道电路工作质量，应该尽可能地提高最小道碴电阻，例如提高道床的排水能力，定期清筛道碴和更换陈腐的轨枕等。

钢轨间的分布电容也是及道床性质（介质状态）和使用电流频率有关，一般在千赫以下频率，因分布电容很小，普通轨道电路可以忽略不计，但在UM71轨道电路中也是一个需要考虑的范围，尤其是在有护轮轨的处所，当护轮轨绝缘破损时相当于两轨间放入了一个宽大的铁板，形成“有电介质的平行板电容（下一节讨论电容）”，在轨间高频率的信号幅射下，使得轨间阻抗变小，电导增大，泄漏电流增大，轨面电压降低，影响轨道电路信号传输。

近年来，我国铁路已大量采用混凝土轨枕，试验表明混凝土轨枕的导电率受环境、温度、湿度的影响比木枕要大，采用这种轨枕后，钢轨间的分布静电容也比较显著，因此它的最小道碴电阻会有所降低，分布电容也不容忽视，不过改进轨枕上的扣件和轨枕的联接方式和改善绝缘垫板的材质，可以在一定程度上提高它的最小电阻值。

2、钢轨阻抗

钢轨阻抗包括钢轨条本身阻抗和两节钢轨联接处的各种阻抗（具体钢轨阻抗下节讨论），如2-6所示。

图（2-6）钢轨阻抗构成

在钢轨阻抗（电阻阻抗下节讨论）构成的各个元素中，各联接处的接触电阻随着接触面的大小，清洁程度、接触压力等因素也会改变。它在整个接头阻抗中占主要成分，在直流和低频交流时，不易精确计算，实际上钢轨阻抗只能通过多次实际测量来确定，我国目前采用的单位钢轨阻抗标准值见表2.2

表2.2 钢轨阻抗标准值

2.5轨道电路的划分及绝缘布置

轨道电路的划分就是确定轨道电路的范围，利用轨道绝缘节（包括机械绝缘和电气绝缘）来划分。

2.5.1区间轨道电路的划分

区间轨道电路的极限长度是根据不同的轨道制式来确定的，如移频为2.2km,直流无极电冲为3km等，但无论那一种制式，都应保证列车停车时要有足够的停