50Hz相敏轨道电路
成绩评定：
车站信号课程设计
题目50Hz相敏交流轨道电路院系电子工程学院专业轨道交通信号与控制
班级A1341 学号04 姓名李宝智指导教师石俊
日期：2016 年05 月16 日
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摘要
关键词：相敏轨道电路原微电子轨道电路单条钢轨轨道继电器2
目录
1、设计目的2222222222222222222222222222222221
2、设计任务与要求2222222222222222222222222221
2.1设计任务222222222222222222222222222222221
2.2设计要求222222222222222222222222222222221
3、设计步骤及原理分析222222222222222222222221
3.1设计方法222222222222222222222222222222221
3.2设计原理分析22222222222222222222222222224
4、课程设计小结与体会222222222222222222222225
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1、设计目的本课程设计是我们在学完《铁路信号基础》课程之后进行的一次综合性和实践性训练的教学环节，通过该课程设计的训练，可使我们能够综合运用相关信号专业知识和其它先修课程的知识去分析、解决实际问题；培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力为后续课程的学习和毕业设计打下坚实的基础。

2、设计任务及要求
2.1设计任务
本次课程设计内容是使用AUTO-CAD软件绘制给出50HZ相敏轨道电路电路图。

2.2设计要求
根据所绘图纸写出课程设计报告，对所绘信号平面布置图和编制的联锁表进行说明。

3、设计方法及原理分析
3.1设计方法
50Hz向敏轨道电路用于城市轨道交通的车辆段内，因其不需要发送ATP信息。

50Hz向敏轨道电路包括继电式和微电子式。

1.50Hz向敏轨道电路由送电端、受点段、钢轨绝缘、钢轨引接线、钢轨接续线、回流线以及钢轨组成。

送电端包括轨道变压器、变阻器以及断路器（或熔断器），安装在室外的变压器内。

轨道电源从室内通过电缆送到送电端。

受电端包括中继变压器、变阻器、断路器（或熔断器），轨道继电器、
电容器、防雷元件等。

其中中继变压器、变阻器及断路器（或熔断器）安装在室外的变压器或电缆盒内，其他安装在室内的组合架上。

送、受电端视相邻轨道电路的不同组合，有双送、一送一受、双受以及单送、单受等不同情况，除双受、单受可采用电缆盒外，其他情况必须采用变压器箱。

变压器箱或电缆盒用钢轨接引线接向钢轨。

钢轨接续线用来连接相邻钢轨，以减小钢轨结头处的接触电阻。

钢轨绝缘设于轨道电路分界处，用以隔离相邻的轨道电路。

回流线连接相邻的不同侧钢轨，为牵引线回流提供越过钢轨绝缘节的通路。

2.50Hz向敏轨道电路的工作原理
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50Hz向敏轨道电路为有绝缘双轨条轨道电路，牵引回流为单轨条流通。

电源屏分别供出50Hz轨道电源盒局部电源。

送电端轨道电源经轨道变压器降压后送至钢轨，。

受电端由钢轨来的电压经中继变压器生压后送至轨道继电器RGJ的轨道线圈。

轨道继电器PGJ的局部线圈接局部电源。

当轨道线圈和局部线圈电源满足规定的相位和频率时，RGJ吸起，轨道电路处于调整状态，表示轨道电路空闲。

列车占用时轨道电源被分路，RGJ落下。

若频率、相位不符合要求时，RGJ也落下。

这样，50Hz向敏轨道电路就具有相位鉴别能力，即向敏特性，抗干扰性能较高。

2.50Hz微电子向敏轨道电路
50Hz微电子向敏轨道电路是专门为城市轨道交通研制的。

50Hz向敏
轨道电路，接收设备为交流二元继电器，存在较多问题。

50Hz微电子向敏轨道电路接收器采用微电子计术构成向敏轨道电路接收器，代替交流二元继电器。

保留了原向敏轨道电路的优点，克服其缺点，成为具有高可靠性，高抗干扰能力的一种新型向敏轨道电路。

50Hz微电子相敏轨道电路如图，局部电路和轨道电源分别由电源屏提供，并且局部电源超前轨道电源90°。

送电端轨道电源经节能器、轨道变压器降压后送至钢轨。

受电端经中继器升压后送至调相防雷器，在送至两台微电子向敏接收器。

两台接收器双机并用，只要有一台接收器有输出，轨道继电器GJ即吸起，以提高轨道电路的可靠性。

当25Hz微电子向敏轨道电路接收器接收到25Hz轨道信号，且局部电压超前轨道电压一定范围的角度时，微电子接收器使轨道继电器吸起。

在θ=90°时，处于最佳接收状态。

当收到的信号不能满足上述条件时，轨道继电器落下。

其中，轨道电源、调相防雷器、微电子向敏接收器、轨道继电器设在室内。

节能器、轨道变压器、送电端防护电阻以及熔断器设在室外送电端变压器箱内。

中继变压器、受电端防护电阻及熔断器设在室外受电端变压器箱内。

室和防雷单元内，外设备用电缆相连。

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调相防雷器内设电容器和防雷单元，用于调整轨道电路的相位和防雷。

R1、R2为送、受电端防护电阻，R1同时是限流电阻。

在一送多受时，每个分支用一个接收器和轨道继电器，在主接收器的轨道继电器电路中串接其他分支轨道继电器的前接点。

3.2设计原理分析
⑴送电端限流电阻和受电端防护电阻的数值，应按原理图的规定加以固定，不应作为调整轨道电路的手段进行调整。

若调小限流电阻，将恶化轨道电路的分路检查；同时调小防护电阻将引起直流磁化电流的增加，导致轨道电路不能正常工作。

因此在调整前，应首先检查送电端限流电阻和受电端防护电阻的阻值，是否符合原理图的规定。

然后再调整供电变压器的二次电压，使之满足轨道电路的要求。

⑵相敏轨道电路的重要特征之一是具有相位选择性，因而有可靠的轨端绝缘破损防护，在调整轨道电路前，对标有同名端的设备，应按设计图中要求，检查其间是否均已按同名端相连，和钢轨的连接是否符合相位要求。

在调整供电变压器的电压时，也应注意不要将同名端接错。

如遇个别器材的同名端不符合规定时，则应予以更换，避免日后造成混乱，影响轨道电路的正常工作。

⑶完成上述1、2步骤后对轨道电路进行测试。

用电压表对二元继电器的轨道侧和局部侧进行测量，当读数符合要求时，轨道继电器应励磁吸起；若不吸起再用相位表对二元继电器的轨道侧和局部侧进行测量，看其相位是否正确。

(3) 50 Hz相敏轨道电路信号传输中的相移问题
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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。

由此可知，使轨道电压的相位和局部电压的相位达到理想角十分重要，25 Hz相敏轨道电路是在电源屏内部，通过变频机及定相电路，确保其输出的局部电源电压相位导前轨道电源电压相位90°，这是该制式轨道电路正常运作所必要的保证措施。

而向50 Hz相敏轨道电路提供的为50 Hz 的电源，因其电源无须变频，所以电源屏直接取自50 Hz工频电源，比较简单，造价也较低，也不设移相定相电路，屏内的轨道和局部电源都取自于同一个工频交流电，因此该两者在相位上的关系只能是或者同相，或者反相。

因此，必须采取措施，即进行“调相”使轨道电路信息在系统传输过程中自然产生相移，最后使轨道线圈电流落后于局部线圈电流的相位，其相位差尽量接近理想角。

在受电端二元轨道继电器的轨道线圈侧回路内串接电容进行调相,采用该方法后，失调角可以限制在±20°以内。

4、课程设计小结与体会
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参考文献
[1] 陈广存. 铁路信号概念.北京：中国铁道出版社，1995
[2] 何文卿. 6502电气集中电路.北京：中国铁道出版社，1997
[3] 王秉文. 6502电气集中工程设计.北京：中国铁道出版社，1997
[4] 赵志熙. 计算机连锁系统技术.北京：中国铁道出版社，1999
[5] 林瑜筠. 铁路信号基础.北京：中国铁道出版社，2006.
[6] 赵志熙. 车站计算机连锁ABC.北京：中国铁道出版社，2007
[7] 吴汶麒. 国外铁路信号新技术.北京：中国铁道出版社，2000 5。