50HZ相敏轨道电路
直流单轨条牵引
50Hz相敏轨道电路系统
全路通信信号研究
2007年
目录
1城市交通轨道电路简介 (3)
250 Hz相敏轨道电路 (4)
3WXJ50型微电子相敏轨道电路 (7)
4有交叉渡线的轨道电路 (12)
5WXJ50型微电子相敏轨道电路检测仪表 (14)
6WXJ50－I型微电子相敏轨道电路组合 (16)
7WXJ50－II型微电子相敏轨轨道组合布置 (17)
850 Hz相敏轨道电路的调整和测试 (18)
9轨道电路室外配线图 (20)
单轨条牵引50Hz相敏轨道电路系统
1城市交通轨道电路简介
城市铁路、地铁工程车辆段的列车无机车信号显示，因此其轨道电路的功能仅为列车占用检查。
地铁电力机车一般为直流牵引，且牵引回流为单条钢轨，加设滤波器防护50 Hz交流连续式轨道电路，因滤波器故障不能保证安全，故轨道电路须采用单轨条回流方式的50 Hz相敏轨道电路。
现将单轨条式50 Hz相敏轨道电路有关设计资料提供如下。
1.1工作环境
⑴环境温度：-40℃～+60℃；
⑵相对湿度：不大于90%（温度+25℃）；
⑶大气压力：70～106 kPa（相当于海拔高度为3000 m以下）；
⑷振动：振动不大于15 Hz，振幅不大于0.45 mm；
⑸工作环境：工作于无爆炸危险的介质中，无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体与导电尘埃；
⑹工作位置：水平。
1.2技术条件
⑴本设计资料所提供的轨道电路制式及所有相关设备是专为城市铁路及地铁工程车辆段研制的。
根据工程不同其适用围也不同，因此必须根据各自的要求设计。
⑵本制式的电路系统能适应的最大直流牵引电流为4000 A。
⑶本制式考虑的基础为股道按四根牵引轨条并联使用。
⑷轨道电路的分路电阻为0.15 Ω。
⑸轨道电路的极限长度为300 m。
⑹在钢轨阻抗为0.8∠60°Ω/km、道碴电阻为1 Ω·km～∞、50 Hz电源电压围为220 V±6.6 V时，在轨道电路极限长度，该轨道电路能满足调整和分路检查的要求，并实现一次调整。
⑺微电子相敏轨道电路接收器的返还系数大于85%。
⑻设备电源采用直流24 V±3.6 V，交流分量不大于1 V。
⑼当环境温度为-25℃～60℃时，微电子设备可靠工作。
250 Hz相敏轨道电路
2.1简介
什么是“50 Hz相敏轨道电路”？顾名思义，首先，在该轨道电路传输和赖以工作的信号频率是50 Hz；其次，该轨道电路的接收器对该信号的相位有一定要求，即当接收器收到合适的相位时，才能正常工作，一般称其为具有“相敏”特性。
所以该制式轨道电路的核心部分是其轨道接收器，即二元二位轨道继电器。
50 Hz相敏轨道电路制式的轨道继电器采用JRJC型交流二元插入式继电器，又称为50 Hz的二元二位相敏继电器，该轨道继电器既具有频率选择特性，又具有相位选择特性。
依靠频率选择性，保证了二元二位相敏轨道继电器在接收到直流牵引电流时不会使其错误动作；只有在其局部线圈侧加上50 Hz、220 V交流电压，而该继电器的轨道线圈侧又接收到由钢轨传送来的轨道信息，其频率为50
Hz、相位又合适时，当此两个条件都满足才能正常工作，该两个特性缺一不可。
因为，在直流牵引区段的钢轨，虽然流通的是直流电流，但该直流电流通常是靠三相全波整流取得，这使牵引变电所的输出端，除有牵引机车需要的直流分量外，还有对信号设备会产生有害影响的波纹电压。
因而，在电力牵引供电回路中造成各种小的交流电流；同时因为电力机车牵引控制的需要，譬如列车起车、停车、调节不同的运行速度、列车载重量的变化等，以及牵引供电中直流斩波技术设备的使用，由于这些因素的存在，均会引起牵引供电回路直流电流的变化，它也使钢轨回路产生了丰富的谐波成分。
如果50 Hz谐波成分的干扰量足够动作一般的单元继电器时，就会因此产生误动，使设备失去安全保证。
正因为如此，在我国铁路部门的电力牵引区段不允许使用交流连续式轨道电路(又称交流整流型轨道电路)，因为它使用的是单元的整流型继电器。
据了解，地铁“车场电气集中联锁”设备中，曾经使用了单轨条交流连续式轨道电路，为防护牵引谐波电流的干扰，在其轨道电路的接收器(轨道继电器)的前级设置了滤波器。
但是，众所周知，一般滤波器是由电容、电感元件构成，以信号设备的要求衡量，则它属于非安全元件。
因为，当它们发生故障时，是无法保证设备导向安全的。
正因为该轨道电路制式不仅具有频率选择性，又具有相位选择性，所以，它就能较好地防护来自牵引电流的各种谐波干扰。
在、、伊朗地铁及、、轻轨、、、等城市轨道交通的车辆段或正线已经广泛采用了此轨道电路系统，经过几年来的运用考验，不仅没有发生制式上的问题，而且普遍反映设备简单、维修方便。
可见，该制式在现阶段是车场电气集中设备中较为理想的轨道电路制式。
本制式轨道电路的局部电源和轨道电源是采用同一个工频交流电源，故两者的相位要么同相、要么反相。
由于该轨道电路制式具有相位选择性，也即对局部线圈和轨道线圈间的相位有一定的要求，因此必须考虑信号在传输。
50Hz相敏轨道电路
WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器的最后执行继电器JWXC-1700安全型继电器。
轨道接收阻抗：Z=500±20Ω，θ=160°±8°。
轨道接收信号与局部电源为理想相位0°时，工作值为125±1V，返还系数大于85%。
WXJ50-II型微电子相敏轨道电路每个组合安装4段轨道电路设备和1个报警盒(BJH)。报警盒也安装在安全型继电器罩内，其接线端子图见图8，其中报警输入接各微电子相敏接收器“BJ-”，报警电源接各微电子相敏接收器“BJ＋”，报警盒上有报警表示灯，能明确显示哪个设备发生故障，并使报警继电器（BJJ）吸起报警，报警盒的“报警输出＋”接KZ24V，本车站所有报警盒的“报警输出－”并联，接报警继电器（JWXC-1700）的线圈“1”，线圈“4”接KF24V。
3.1.
WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器安装在安全型继电器罩内，采用继电器插座。其端子分配如图6所示（见下页）：
WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器工作电源为直流24V±36 V，交流分量不大于1V，可由电源屏供给，也可另加独立整流电源供给。每套接收器耗电小于100mA（包括驱动JWXC-1700型轨道继电器的电流）。
具有可靠的绝缘破损防护性能。
轨道输入采用调相防雷变压器，具有较强的雷电防护能力。
调相防雷变压器（TFQ）也安装在安全型继电器罩内，每个继电器罩安装2套设备，供两段轨道电路使用，其电路图及接线端子如图7所示（见下页）。其中“轨道输入＋”和“轨道输入－”接轨道电路，“轨道输出＋”和“轨道输出－”接WXJ50接收器的“73”、“83”端子。
50HZ轨道电路
用于防雷，采用对接硒片
变阻器
用于限流，轨道电路用变阻器为R—2.2/220型。阻值
为 2.2Ω ， 功 率 为 220W 、 容 许 电 流 为 10A 、 容 许 温 度 为
105℃
.
15
五、道岔区段的轨道电路
1、道岔绝缘和道岔跳线
（1）道岔绝缘
道岔区段除了各种杆件、转辙机安装装置等加装绝缘外， 还要加装切割绝缘，以防止辙叉将轨道电路短路。道岔绝 缘根据需要，可以设在直股，也可以设在弯股。
复习
一、轨道电路的原理
无车占用时：GJ有电励磁吸起，点亮绿灯
有车占用或断轨时：GJ失磁落下，点亮红灯
二、轨道电路的作用
它用来监督线路的占用情况，通过轨道电路向列车传递 行车信息。
三、轨道电路基本工作状态
1、调整状态---空闲
2、分路状态---占用
3、断轨状态---故障
四、三种主要的影响因素
1、道碴电阻
2、钢轨阻抗
.
1
3、电源电压
第二节 50 HZ相敏轨道电路
50 HZ相敏轨道电路用于城市轨道交通的车辆段内 （不需要发送ATP信息）。 50 HZ相敏轨道电路 有继电式和微电子式两种，50 HZ相敏轨道电路一 般专指继电式。
一、 50 HZ相敏轨道电路的组成 它由送电端、受电端、钢轨绝缘、钢轨引接线、钢 轨接续线、回流线以及钢轨组成。
钢 轨 接 续 线 ---- 用 于 轨 道 电 路接缝处的连接，以减小接 触电阻。有塞钉式（现场广 泛使用）、焊接式。
道 岔 跳 线 ---- 连 接 道 岔 岔 心 等处的导线。
.
完整版50HZ相敏轨道电路.doc
2.2
50 Hz相敏轨道电路中轨道继电器的理想角为：“局部电流导前轨道电流90°”。实际应用中两者间的相位关系不可能正好符合理想角，这是因为轨道电路在传输过程中存在着各种不同的因素和条件，因此实际的相位角与理想角之间一定会有一个差值，这个差值被称为“失调角”。由前述公式可知，失调角大到一定程度必会导致正转矩下降，继电器可能吸不起来，甚至可能产生负转矩。因此必须采取相应的措施，尽量缩小失调角，使其限制在一定范围内，根据最不利条件下的轨道电路计算，一般希望其为±20°，才能保证系统电路的正常工作。
本制式轨道电路的局部电源和轨道电源是采用同一个工频交流电源，故两者的相位要么同相、要么反相。由于该轨道电路制式具有相位选择性，也即对局部线圈和轨道线圈间的相位有一定的要求，因此必须考虑信号在传输过程中的相移问题。在研制50 Hz相敏轨道电路系统时，应采取相应措施，使轨道继电器接收到符合相位要求的信号。
据了解，北京地铁“车场电气集中联锁”设备中，曾经使用了单轨条交流连续式轨道电路，为防护牵引谐波电流的干扰，在其轨道电路的接收器(轨道继电器)的前级设置了滤波器。但是，众所周知，一般滤波器是由电容、电感元件构成，以信号设备的要求衡量，则它属于非安全元件。因为，当它们发生故障时，是无法保证设备导向安全的。
1.2
⑴本设计资料所提供的轨道电路制式及所有相关设备是专为城市铁路及地铁工程车辆段研制的。根据工程不同其适用范围也不同，因此必须根据各自的要求设计。
⑵本制式的电路系统能适应的最大直流牵引电流为4000 A。
⑶本制式考虑的基础为股道按四根牵引轨条并联使用。
⑷轨道电路的分路电阻为0.15Ω。
⑸轨道电路的极限长度为300 m。
50Hz相敏轨道电路
4
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2、 单轨条轨道电路电路原理
信 号 系 统
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（如图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。单轨条轨道电路为了在相邻轨道电路的绝缘节处 导通牵引回流, 需将绝缘节处防护设备防护设备接收设备信号源 相对的钢轨用电力电缆交叉地连接。
统
12
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信
2.6 WXJ50-Ⅱ微电子相敏接收器 2.6.1 外形结构
号 系
外形采用安全型 继电器结构
统
13
信 号 系
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2.6 WXJ50-Ⅱ微电子相敏接收器 2.6.2 表示灯作用
红灯：红灯亮表示直流24V电源工作正常；红灯灭表示直流24V电源断电。
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2.3 R1 、R2 电阻的选择
信 号
为了防止小部分牵引电流影响轨道电路的正常工作, 轨道电路的送、受端分 别设置R1 、R2 防护电阻。防护电阻规格可选用R12212/ 220 ( 212Ω/220VA) 型 固定抽头式电阻。送电端所设R1 又起到限流作用。两电阻的数值应按设计图的
统
19
信 号 系
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4. 轨道电路的极性交叉
4.2 极性交叉的作用
按照“极性交叉”来配置后，则在绝缘破损的条件下，轨道继电器线圈中 的电流就呈现相抵（即相减）状态，（见下图），在有车占用状态下，串电流 将占用区段剩电流全部抵消，使占用区段轨道继电器不可能吸起 。
50Hz相敏轨道电路室内设备
报警盒 调相防雷器 相敏接收器
辅助部件：轨道测试仪
• 用于帮助电务人员查看 相应轨道电路的相位差 分线盘电压 继电器电压，可以帮助大家 快速对故障进行一个定位和判断
局部信号和轨道信号相位差
相应区段分线架电压
相应GJ电压
写作目的
课后思考
1.根据课件的描述绘制安全与门电路图。
2.根据课件的描述绘制报警盒电路图。 3.根据课件的描述绘制调相防雷器电路图。
辉煌科技 服务轨道交通
50Hz相敏轨道电路室内设备原理介绍
作者：杨城 时间：2014-11-18
结构
轨道电路结构
单轨条50Hz相敏轨道电路 包括：送电端、受电端、钢轨、 钢轨绝缘以及室内设备。
室内设备主要包括： 调相防雷器、相敏接收器、轨 道继电器、报警盒以及轨道报 警继电器
核心部件
相敏接收器
感 谢 各 位 同事！
请多批评指正！
核心部件
调相防雷器 报警盒
每一个调相防雷器可采集两路轨道电压，发送给两个区段的相敏接收器， 从室外送进来的13.5-18VAC交流信号经过防雷锡堆送给LC谐振单元选频之后 经过1:3变压器升压至48VAC左右，再送给相敏接收器采样。其中1:3变压器一 次侧和LC电感共用一个线圈。 报警盒采用简单的光电隔离方法，不断采样相敏接收器的握手脉冲信号， 程序上一旦发现握手中断，3S内通过固态继电器驱动GBJ向联锁机告警，每个 区段的两个相敏接收器故障任何一个都会输出报警但是可以正常工作，联锁 机会有告警提示，但是当两个都出现故障则会红光带。
作用：一个轨道区段配置两个并联运行的相敏接收器，不是双机热备也不是 二取二，接收轨道电压和局部电压，检测电压幅度和相位差，驱动GJ吸起落 下。 实际测量数值： KZ、KF输入电压24VDC 轨道输入电压48VAC 局部电源电压110VAV 输出28VDC BJ输出24VDC 钢轨电压3VAC左右
50hz相敏轨道电路调整
50hz相敏轨道电路调整
你知道吗，50Hz相敏轨道电路调整可不是闹着玩儿的。
得靠那
些技术大牛，他们手里捏着仪器，眼睛跟鹰似的盯着每一个小细节。
电压波动、电流变化，这些都得掌握得死死的。
安全第一，这是铁律。
调整的时候，技术人员可是小心翼翼，
严格按照规矩来。
他们不仅要看现在调得怎么样，还得考虑长远，
确保稳定性。
铁路管理部门也不轻松。
每次调整，他们都得盯着，因为哪怕
是一丁点儿的变动，都可能影响到整个铁路网。
和技术人员配合得
那叫一个默契，就是为了确保方案既科学又可行。
说实话，轨道电路调整这事儿，就是技术和管理的完美碰撞。
有了他们的努力，咱们的铁路才能跑得更快、更安全，出行才更放心。
地铁培训课件：50HZ相敏轨道电路培训课件
目录
1 设备组成及原理 2 接口电路 3 日常维护 4 常见故障及处理
1.1 室外设备
பைடு நூலகம்
钢轨绝缘节
槽型/工字型/圆 筒型 机械绝缘
钢轨引接线
钢轨接续线
受端XB箱 送端XB箱
送端变压器
受端变压器
抽 头 式 电 阻
1.2 室内设备
轨 道 继 电 器
调相防雷器
相敏接收器
1.3 原理
2.1 接口
50Hz轨道电路的接口系统主要由继电电路、配线 和结合电路等组成。联锁机采集板引出采集回线连接 至接口柜，室外轨道电路设备通过电缆与室内设备在 分线柜连接。
采集电路
3.1 日常维护
50Hz轨道电路参数 （1）分路灵敏电阻标准值为0.15欧，分路残压不大于10V； （2）轨道电压220V、局部电压110V，轨道电压与局部电压理 想相位角为0°±30°； （3）送端变压器变压比由二次侧连线确定； （4）受端变压器变压比为1:65； （5）相敏接收器的工作值为12.5+0.5V； （6）轨道继电器GJ线圈端点电压为15~20V； （7）受端电压一般调整为15.8~19.2V之间; （8）送端文本规定阻值大于2Ω，受端文本规定大于1Ω； （9）轨缝过小（标准6~10mm）、绝缘处有飞边及时通知工 建部门联合处理。
4.2.3调相防雷器故障 若微电子接收器只是灯正常，拔掉调相防雷器，测量分线盘轨 道区段对应的端子电压，若有40V左右电压，则判断调相防雷 器故障。
4.3室外故障 经确认故障在室外后，应在室外轨道电路接收端电缆端子处测 试，无电压则为电缆或配线故障；电压较低，一般为接线端子 接触不良或者绝缘性能不良等。
4.3.1电缆或配线故障 当电缆或配线故障时，应在该故障回路电缆经过的电缆盒端子 处测试，找出故障断线点进行相应处理或换上备用芯线。
50hz相敏轨道电路故障处理流程
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(整理)轨道电路50HZ相敏2222
第三章轨道电路（项敏）一、单轨条式50Hz相敏轨道电路原理图。
牵引电流设备构成WXJ50-Ⅱ：50Hz微电子相敏接收器TFQ：调相防雷器SBJQ：报警器JNQ：节能器R1、R2：送、受电端限流电阻；BG：送端电源变压器RD1、RD2、RD3：容断器；BZ：受电端中继变压器单轨条式50Hz相敏轨道电路具有轨道绝缘破损防护功能，室内的局部电压超前轨道电压±30°（即轨道测试盘上相位表的读数）。
单轨条式50Hz相敏轨道电路的残压不得高于10V。
二、TFQ调相防雷器1结构（1）外型结构：外形采用安全型继电器结构如下图。
72 82轨道电路1输入71 81轨道电路1输出173 83轨道电路1输出252 6251 61轨道电路2输入53 63轨道电路2输出132 42轨道电路2输出231 41（2）元件组成：两个隔离变压器两个硒堆（XT-22C5C）两个电容（200V 2.8μ2原理图4231413作用（1）轨道调相：室内送出的轨道电源与局部电源是同相的，但经钢轨的传输，由于道床的漏泄、分布电容、轨道电路室内外设备等因素的存在，造成相位的偏移，这样就需要轨道调相（电容调相）。
（2）轨道防雷：横向防雷用硒堆；纵向防雷用隔离变压器。
4特性及测试电路测试电路：测试方法：按上图接线，调整调压器使电压U=15V，电流表的读数A应小于10mA。
三、WXJ50-Ⅱ微电子相敏接收器1表示灯的作用红灯：红灯亮表示直流24V电源工作正常；红灯灭表示直流24V电源断电。
绿灯：绿灯亮表示对应的轨道区段空闲，没有车占用；绿灯灭表示对应的轨道区段有车占用；其执行继电器落下。
红灯、绿灯交替闪光表示局部电源断电。
2结构外形结构采用安全型继电器结构，安装在继电器罩内。
端子分配KZ24V轨道输入轨道输入—局部电源局部电源—：JWXC-1700—3特性：（1）接收器的工作电源为直流24V±15%交流分量不大于1V，由电源屏供给，每台接收器耗电小于100mA；接收器的执行继电器两端的电压应为20—30V。
50Hz微电子相敏轨道电路
1、轨道变压器：用于轨道电路供电，可通过改变变压器Ⅱ次 侧的端子连接，获得不同的输出电压，具有降压、保证人身 安全的作用。
1、WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器技术条件
• WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器安装在安全型继电器罩内， 采用继电器插座。
• WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器端子图
• 1）WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器工作电源为直流24 Ｖ±15%，交流分量不大于1V，可由电源屏供给，也可另加 独立整流电源供给。每套接收器耗电小于100mA（包括驱动 JWXC-1700型GJ的电流）。
• 2）WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器局部电源为110Ｖ ／50Hz，由电源屏或另加独立电源供给。每套接收器局部 输入阻抗为30kΩ，输入电流约为3.7mA。
• 3）WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器的最后执行继电器 是JWXC-1700安全型继电器。
• 4）轨道接收阻抗：Z=（500±20）Ω，θ=0°。
图：BG1-50变压器 2、中继变压器：用于轨道电路受电端，BZ4与JZXC-480型轨
道继电器配合使用，具有使钢轨阻抗与轨道变压器相匹配、 升压的作用。
3、送电端变阻器：当轨道电路被车辆轮对分路后，用于承载送电 端电流，保护设备不损坏；微调轨面电压。
4、钢轨绝缘：将轨道区段划分为不同的区段，以保证相邻轨道电 路间的可靠的电气绝缘，使它们互不影响。
轨道电路能适用于的室外布置 • ① 一个送电端、一个受电端的轨道区段