铁路信号基础课件-5轨道电路

轨道电路
• 在铁路信号系统中如何检测指定的线路上是否有车辆 占用是极其重要的。在铁路信号发展的初期，主要依 靠工作人员的观察和判断来确定线路的占用情况，时 有因观察和判断失误而造成车辆冲突事故。由于不能 实时自动实现列车位置检测，也不可能实现信号控制 的自动化，直到1870年美国人鲁宾逊发明了开路式轨 道电路，1872年又研制成功了闭路式轨道电路，从此 ，自动、实时检查线路占用的课题才得到解决，用轨 道电路将列车运行与信号显示联系起来，诞生了铁路 自动信号，开创了自动信号的新时代。 • 经历了一百多年发展，轨道电路有了多种制式、多种 变化，现在它已不仅用来检查线路空闲，而且还可以 用来向列车传输信息，成为机车信号和列控车载设备 工作的基础。 • 除了轨道电路，近年来诞生的计轴设备利用记录进入 、出清指定线路的轮对数量，也能实现自动检查线路 空闲的功能。另外，查询应答器、轨道感应环线也都 由于具有列车定位与向列车传输信息的能力，在现代 铁路信号系统中得到广泛应用。
二、轨道电路的基本原理
• 平时，列车未进入轨道电路，即线路空闲时，电流从 轨道电路电源正极→钢轨→轨道继电器→另一股钢轨 →电源负极，轨道继电器中有电，使继电器保持在吸 起状态，接通信号机的绿灯电路，允许列车进入轨道 电路 。
• 当列车进入轨道电路区段内，即线路被占用时，电流 同时流过机车车辆轮对和轨道继电器线圈，由于轮对 电阻比轨道继电器线圈电阻小的多，使电源输出电流 显著加大，限制电流（限流器）上的压降随之也增大 ，送向两根钢轨间的电压降低。因而流经轨道电路继 电器线圈的电流减小到继电器的落下值，使轨道继电 器释放衔铁，用继电器的后接点接通信号机的红灯电 路，向后续列车发出停车信号，以保证列车在该轨道 电路区段内运行的安全 。
开路式轨道电路
开路式轨道电路的发送设备和接收设备安装在轨道电路 的同一端。轨道电路无车占用时，不构成回路，其轨道 继电器落下。有车占用时，轨道电路通过车辆轮对构成 回路，轨道继电器吸起。由于轨道继电器经常落下，不 能监督轨道电路的完整，遇有断轨或引接线、接续线折 断等故障，不能立即发现。若此时有车占用，轨道继电 器也不能吸起，不符合故障安全原理。
2、按工作方式分类 闭路式轨道电路和开路式轨道电电源）和接收设备（轨道 继电器）分别装设在轨道电路的两端。轨道电路上没有 车占用时，轨道继电器吸起。有车占用时，因车辆分路 ，轨道继电器落下。当发生断轨、断线等故障时，轨道 继电器落下，能保证安全。符合故障安全原理。
• 受电端（又称继电器端或终端）的主要设备是 轨道继电器，用它接收轨道电流来反映轨道电 路的工作状态。 • 送、受电端的设备，都是通过引接线（钢丝绳 ）接向钢轨的。 • 两个绝缘节之间的钢轨线路（即从送电端到受 电端之间），称为轨道电路的控制区段，也就 是轨道电路的长度。轨道电路的长度要受到轨 道电路工作状态的制约 。
三、轨道电路的作用
1、监督列车的占用
利用轨道电路监督列车在区间或列车和调车车 列在站内的占用，是最常用的方法。由轨道电路反 映该段线路是否空闲，为进路或闭塞或建立以及解 除提供依据，还可以把信号显示与轨道电路是否被 占用结合起来。
2、传递行车信息 例如：移频自动闭塞利用轨道电路中传递不同的 低频信息来反映前行列车的位置，变换各信号机的显 示，为列车运行提供行车命令。轨道电路中传送的行 车信息，还为列车运行控制系统直接提供控制列车运 行所需要的空闲闭塞分区的数目、运行前方信号机的 状态和道岔限速等有关信息，以决定列车运行的目标 速度，控制列车在当前运行速度下是否停车或减速。
四、轨道电路的分类
1.按动作电源分类 分为直流轨道电路和交流轨道电路。 轨道电路电源采用直流，称为直流轨道电路 。该轨道 电路电源设备安装较困难，检修不方便，易受迷流影响 ，现已很少采用。 采用交流供电的轨道电路，称为交流轨道电路。交流 轨道电路的种类很多，频带用的很宽，大体可分为三段 ：低频300 HZ以下；音频300～3000HZ；高频 10～ 40kHZ。一般交流轨道电路专指工频50HZ的轨道电路。 25HZ和75HZ的轨道电路也属于交流轨道电路，但必须注 明电源频率，以示区别。国产移频轨道电路的频率在495 ～905 HZ，ZPW-2000和UM71轨道电路的频率在1689～ 2611HZ，均属音频范围。道口用轨道电路，频率则在14 ～40 kHZ，属于高频。
1.轨道电路
第一节
一、轨道电路的基本组成
轨道电路概述
轨道电路是利用一段铁路线路的钢轨为导体构成的电路，用于 自动、连续检测这段线路是否被机车车辆占用，也用于控制信号装 置，以保证行车安全的设备。 组成： 钢轨、钢轨绝缘、轨端接续线、送电端（轨道电源和限流 器）、受电端（轨道继电器）等
其中： • 钢轨线路是由钢轨、轨端接续线和绝缘节组成。 • 钢轨绝缘安装于轨道电路分界处，是为了分隔或 划分轨道回路而装设的。 • 轨端接续线可以减少钢轨连接处的接触电路。 • 送电端（又称电源端或始端）由轨道电源和限流 器等组成。根据轨道电路的类型不同，轨道电源 可以用铅蓄电池浮充供电（或其它直流电源）， 也可以用轨道变压器或信号发生器供电。限流器 一般可以用电阻器或电抗器构成，它的作用是保 护电源设备，当轨道电路被机车车辆分路时，防 止电流过大而损坏电源，并保证在列车占用轨道 时，轨道继电器能可靠地落下，对某些交流轨道 电路而言，它还兼有相位调整的功效。
3、按所传送的电流特性分类
可分为连续式、脉冲式、计数电码和频率电码式以及 数字编码式。 连续式轨道电路中传送连续的交流或直流电流。这种 轨道电路的惟一功能是监督轨道的占用与否，不能传送 更多信息。 脉冲式轨道电路是一种传送断续电流脉冲的轨道电路 。其送电端为发码器，发送脉冲电流至钢轨，受电端 通过译码器译码，使轨道继电器吸起。我国铁路曾采 用的极性频率脉冲（简称极频）轨道电路和不对称脉 冲轨道电路就属于此类。前者有四种脉冲编码，除监 督空闲与否外，还能传送行车信息。后者只有一种频 率的脉冲，只能当一般的轨道电路用。
对轨道电路提出了几点要求： （1）当轨道电路无列车占用时，轨道继电器应 可靠吸起，保持正常工作。 （2）轨道电路在任何一点被列车占用时，即使 只有一根车轴进入轨道电路，轨道继电器的衔 铁应可靠落下。 （3）当轨道电路设备发生故障（如钢轨折断、 绝缘破损等）时，轨道继电器应立即失磁，使 之关闭信号。