軌道電路原理

1、原理當(dāng)閉塞區(qū)間內(nèi)無列車行駛時(shí)，電流會(huì)從電源經(jīng)由軌道流經(jīng)繼電器，并使其激磁帶動(dòng) 接點(diǎn)，接通綠燈之電路(號(hào)志機(jī)立即顯示平安通行)。 軌道電路當(dāng)有列車駛?cè)腴]塞區(qū)間時(shí)，電流改行經(jīng)列車車軸，并不會(huì)流經(jīng)繼電器，繼電器因失去電流而失磁，接點(diǎn)接通紅燈之電路(號(hào)志機(jī)立即顯示險(xiǎn)阻禁行)。假若軌道斷裂，軌道電路因此阻斷，造成繼電器失磁，同樣的號(hào)志機(jī)亦會(huì)顯示險(xiǎn)阻禁行的訊息，仍可保障列車行駛安全。當(dāng)列車駛離整個(gè)區(qū)間 ， 繼電器便會(huì)重新激磁 ， 綠燈便會(huì)再次亮起 ，其他列車便可進(jìn)。 當(dāng)設(shè)有軌道電路的某段線路上空閑時(shí)，軌道電路上的繼電器有足夠的電流通過，吸起被磁化的銜鐵，閉合前接點(diǎn)，從而接通色燈信號(hào)機(jī)的綠燈電路，顯示綠色燈

2、光，表示前方線路空閑，允許機(jī)車車輛占用。當(dāng)機(jī)車車輛進(jìn)入該線路區(qū)段時(shí)，由于輪對(duì)電阻很小，使軌道電路短路，繼電器吸力減弱，釋放銜鐵，使之搭在后接點(diǎn)上，接通信號(hào)機(jī)的紅燈電路，顯示禁行信號(hào)。軌道電路的這一工作性能，能夠防止列車追尾和沖突事故，確保行車安全。 軌道電路的另一個(gè)重要作用是能發(fā)現(xiàn)鋼軌發(fā)生斷裂。在充當(dāng)導(dǎo)線的鋼軌安全無事時(shí)，軌道電流暢道無阻，繼電器工作也正常。一旦前方鋼軌折斷或出現(xiàn)阻礙，切斷了軌道電流，就會(huì)使繼電器因供電不足而釋放銜鐵接通紅色信號(hào)電路。此時(shí)，線路雖然空閑，信號(hào)機(jī)仍然顯示紅燈，從而防止列車顛覆事故。 編輯本段分類軌道電路有多種分類方法，按結(jié)構(gòu)可分為閉路式軌道電路、開路式軌道電路；按

3、信號(hào)電流的種類分為直流軌道電路、交流軌道電路和脈沖軌道電路；按分支軌道電路接受電端的多少，分為一送一受軌道電路和一送多受軌道電路。此外，還有無絕緣軌道電路等。 軌道電路智能綜合測試儀閉路式軌道電路：由軌道電路一端的發(fā)送設(shè)備、限流裝置及連接導(dǎo)線和另一端的接收設(shè)備組成。 在軌道電路區(qū)段空閑時(shí)，從軌道電源發(fā)送一定強(qiáng)度的信號(hào)電流，經(jīng)鋼軌線路送至軌道電路的接收端。接收設(shè)備的繼電器在一定強(qiáng)度的電路作用下勵(lì)磁，使接收設(shè)備的前接點(diǎn)閉合，后接點(diǎn)斷開，即發(fā)出軌道電路區(qū)段空閑的信息。在軌道電路被機(jī)車車輛占用時(shí)，從軌道電路電源發(fā)出來的信號(hào)電流因機(jī)車車輛車軸的分流，而只有很少一部分信號(hào)電流送至軌道電路的接收設(shè)備。接收設(shè)

4、備的繼電器因電流不足而不能勵(lì)磁，使接收設(shè)備的前接點(diǎn)斷開，后接點(diǎn)閉合，即發(fā)出軌道被占用的信息。閉路式軌道電路的特點(diǎn)是電路任何部分出現(xiàn)故障時(shí)，接收設(shè)備的繼電器都不能勵(lì)磁，而發(fā)出軌道電路區(qū)段被占用的信息，這是符合鐵路信號(hào)故障-安全原則的。中國和世界大多數(shù)國家鐵路都采用閉路式軌道電路。 開路式軌道電路：這種電路的接收設(shè)備的電磁繼電器等串接在發(fā)送端的電源電路內(nèi)、。 在線路沒有機(jī)車車輛占用時(shí)，接收繼電器處于失磁狀態(tài)；在有機(jī)車車輛占用時(shí)，接收繼電器處于勵(lì)磁狀態(tài)，并發(fā)出這段軌道電路區(qū)段被占用的信息。開路式軌道電路的特點(diǎn)是動(dòng)作反應(yīng)快，但不能自動(dòng)檢查出軌道電路各個(gè)組成部分的故障。這種軌道電路只在部分國家鐵路上，用

5、于駝峰編組場和道口。 直流軌道電路：采用一次電池或蓄電池作為電源的軌道電路。這種軌道電路的特點(diǎn)是電源可靠，電路和元件結(jié)構(gòu)簡單，但電源維護(hù)工作量大，抗迷流干擾的能力差，受軌道電路電容性蓄電效應(yīng)的影響時(shí)分流感受不好。因此，應(yīng)用較少。 電子高壓脈沖軌道電路交流軌道電路：采用交流電作為電源的軌道電路。這種軌道電路的特點(diǎn)是電源波動(dòng)的調(diào)整性能好，能在各種不同和復(fù)雜的條件下工作，應(yīng)用廣泛。交流軌道電路按軌道電流的頻率可分為工頻軌道電路和非工頻軌道電路。 工頻軌道電路：采用工業(yè)電流頻率作為軌道電路的電流頻率。這種電路可由工業(yè)電網(wǎng)供電，廣泛應(yīng)用在蒸汽、內(nèi)燃和直流電力牽引區(qū)段。中國鐵路車站軌道電路主要采用工頻軌道

6、電路，如整流式軌道電路和50赫二元型相敏軌道電路均屬這種類型。 電子高壓脈沖軌道電路 非工頻軌道電路：采用同工業(yè)電流頻率不同的交流電源供電的軌道電路。這種電路，抗干擾能力強(qiáng)，但需要專用的電源設(shè)備。因此，一般在交流電力牽引區(qū)段的車站采用，如75赫交流軌道電路，25赫相敏軌道電路，移頻軌道電路和亞音頻軌道電路均屬這種類型。 脈沖軌道電路：向鋼軌中發(fā)送按規(guī)定頻率和編碼的斷續(xù)電流，接收端只有在收到這種規(guī)定的脈沖電流時(shí)，軌道繼電器才動(dòng)作的電路。這種軌道電路具有長度大、分路靈敏度高和能防止迷流干擾等優(yōu)點(diǎn)。編碼的脈沖軌道電路又稱電碼軌道電路。 一送一受軌道電路：在車站內(nèi)有分支的鋼軌線路上，只設(shè)有一個(gè)接收設(shè)備

7、。其基本結(jié)構(gòu)同交流軌道電路基本相同。 一送多受軌道電路：在車站內(nèi)，鋼軌有分支的線路上，鋼軌線路的每個(gè)分支端都設(shè)有接收設(shè)備（圖3）。這種電路同一送一受軌道電路比較，在線路的分支端有較高的分路靈敏度。由于使用的設(shè)備較多，一般只在銜接到發(fā)線的道岔區(qū)段軌道電路采用。 編輯本段歷史發(fā)展為了檢查列車占用鋼軌線路狀態(tài)，美國人魯賓遜1870年發(fā)明了開路式軌道電路，1872年研制成功了閉路式軌道電路，于1873年首先在賓西法尼亞鐵路試用，從此誕生了鐵路自動(dòng)信號(hào)。中國鐵路在建國前采用的軌道電路傳輸信息少，分布也極不平衡，建國后從50年代中期開始，軌道電路技術(shù)在中國有了長足的發(fā)展，不僅傳輸?shù)男畔⒘吭黾佣宜氖褂靡?/p>

8、遍及全國鐵路各線，構(gòu)成了中國鐵路信號(hào)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。 1924年，中國首先在大連-金州間，沈陽-蘇家屯間建成自動(dòng)閉塞，采用的是交流50Hz二元三位式相敏軌道電路，這是中國最早采用的軌道電路。 軌道電路1.1直流軌道電路和直流脈沖軌道電路 1、直流軌道電路 京奉鐵路在聯(lián)鎖閉塞設(shè)備中自動(dòng)控制出站信號(hào)機(jī)恢復(fù)定位，最早用的水銀軌道接觸器。1925年首先在秦皇島及南大寺兩站裝設(shè)了直流閉路式軌道電路，取代了水銀軌道接觸器，這是中國最早使用的一種直流軌道電路，軌道電路器材用的是英國麥堪和荷蘭德兩家公司的產(chǎn)品。1942年，在濟(jì)南站中修建了進(jìn)路操縱手柄式繼電電氣集中聯(lián)鎖，軌道電路是直流閉路式的，器材為日本產(chǎn)品。

9、1952年，衡陽站建成進(jìn)路操縱繼電式電氣集中聯(lián)鎖。軌道電路也是直流閉路式的，器材是上海華通、新安電機(jī)廠新成電器廠的仿美制品。 在50年代初，從蘇聯(lián)引進(jìn)了HP-2型直流軌道電路，曾用在蒸汽牽引區(qū)段的小站聯(lián)鎖設(shè)備中。由于它抗干擾性能差，繼電器不能集中管理，所以使用較少，已逐步被交直流軌道電路所取代。直流軌道電路沒有絕緣破損防護(hù)功能，抗干擾性能差，受直流電氣牽引電流的干擾，不能正常工作。 1960年，中國在寶雞-鳳州段建成了第一條單相工頻交流電氣化鐵路。為防止?fàn)恳娏鞯母蓴_，根據(jù)蘇聯(lián)資料仿制成一種單軌條式直流軌道電路，曾在寶鳳段各站的站線上使用過。 2、直流脈沖式軌道電路 鋼軌絕緣鐵道部科學(xué)研究院從

10、52年起便開始研究電沖軌道電路。初期在現(xiàn)場試驗(yàn)的軌道繼電器為橋式磁系統(tǒng)的偏極繼電器，它的銜鐵材質(zhì)性能差，接點(diǎn)彈力容易變化，繼電器工作不夠穩(wěn)定，以后改為極性保持式軌道繼電器。58年，TY-58型電沖軌道電路，首先在沈山線錦州-高臺(tái)山間，共182Km的雙線區(qū)段上裝設(shè)了以TY-58型電沖軌道電路為基礎(chǔ)的架空線式電沖自動(dòng)閉塞。59年又將電沖分為正、負(fù)電沖及無電沖三種信息，于是實(shí)現(xiàn)了無架空線式電沖自動(dòng)閉塞，即極性電沖自動(dòng)閉塞。這種軌道電路結(jié)構(gòu)簡單，傳輸距離較運(yùn)，缺點(diǎn)是抗干擾能力差。 60年代，鐵道部科學(xué)研究院曾研究利用電沖信息實(shí)現(xiàn)與本制式相配套的機(jī)車信號(hào)，未獲成功。因?yàn)殍F道部要求自動(dòng)閉塞必須有與本制式相

11、配套的機(jī)車信號(hào)，所以從此電沖軌道電路便逐步被交流計(jì)數(shù)電碼軌道電路所代替。 電沖軌道電路從50年代初期開始研制，到60年代初期得到廣泛應(yīng)用，為運(yùn)輸生產(chǎn)發(fā)揮了很好的作用。它是中國第一個(gè)自己研制的用作傳輸自動(dòng)閉塞信息的軌道電路。從這時(shí)起，中國才有直流脈沖軌道電路。為發(fā)展脈沖式軌道電路提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，是中國軌道電路技術(shù)的一個(gè)較大的進(jìn)步。 1968年初，鐵道部科學(xué)研究院與沈陽、北京等鐵路局協(xié)作，開展了極性頻率脈沖軌道電路的研究，到1972年初，中國用不同方案的極性頻率脈沖軌道電路作為基礎(chǔ)設(shè)備，修建了666Km的雙線自動(dòng)閉塞。極性頻率脈沖軌道電路在試用中曾發(fā)生過以下問題：鄰線干擾，兩線一地輸電線干擾，斷

12、軌檢查性能差。為此提出了采用低壓脈沖傳輸?shù)脑O(shè)想。 1974年，完成了統(tǒng)一方案試驗(yàn)，統(tǒng)一方案集各鐵路局的成熟經(jīng)驗(yàn)，采用了熱機(jī)備用的冗余技術(shù)，并著重解決了軌道電路的調(diào)整、分流及斷軌狀態(tài)所存在的問題，同時(shí)也解決交流侵入、鄰線干擾及高壓線路接地干擾等問題，經(jīng)試用后，于1980年通過鐵道部初步技術(shù)鑒定，以后便得到了進(jìn)一步推廣。 軌道變壓器1.2交流連續(xù)式軌道電路 1、交直流軌道電路 滿鐵從1925年開始，在長大線主要車站修建了電氣集中聯(lián)鎖，軌道電路用的是N-8型交直流軌道電路和二元二位式軌道電路。交直流軌道電路裝在站內(nèi)道岔區(qū)段上，這是中國最早使用的一種交直流軌道電路，它的器件是日本產(chǎn)品。 中國在50年代

13、中期開始引進(jìn)信號(hào)技術(shù)，這時(shí)由沈陽信號(hào)工廠仿制出KHP-5型和HBP型交直流軌道電路器材。這種軌道電路，在非電化區(qū)段的中、小站色燈電鎖器聯(lián)鎖和小站電氣集中聯(lián)鎖中得到應(yīng)用。 1959年，中國第一個(gè)采用大插入繼電器的590型組合式電氣集中，在北京站建成并交付使用。站內(nèi)采用HBTIII-200型交直流軌道電路，這種軌道電路與HBP-250型交直流軌道電路相似，器材是沈陽信號(hào)工廠仿蘇產(chǎn)品。 1964年中國研制成功AX系列安全型繼電器，1969年利用安全型繼電器設(shè)計(jì)的JZXC-480型交直流軌道電路，首先在南翔站使用，此后JZXC-480型交直流軌道電路在非電化區(qū)段的車站上迅速大量推廣，取代了所有其他制式

14、的交直流軌道電路，從而使中國的交直流軌道電路的制式得到統(tǒng)一。 2、駝峰軌道電路、閥式軌道電路、25Hz長軌道電路 JW-2型駝峰軌道電路，應(yīng)變速度較慢，調(diào)整困難，不甚適合駝峰軌道電路的技術(shù)要求。1969年研制成功了駝峰軌道電路用的JZXC-2.3型交直流軌道電路。 中國早在1960年，有些鐵路局為了節(jié)省電纜，在牽出線、接近區(qū)段，就安裝了一種閥式軌道電路，到70年代中期，因平交道口事故有所增加，有些鐵路局又開始使用閥式軌道電路設(shè)計(jì)道口信號(hào)。北京鐵路局科研所和天津鐵路運(yùn)輸學(xué)校合作，于1982年研制成使用閥式軌道電路的道口信號(hào)，同年通過部級(jí)鑒定。 為了解決在繼電半自動(dòng)閉塞區(qū)間自動(dòng)檢查列車是否完整到達(dá)

15、，鐵道科學(xué)研究院參照蘇聯(lián)和日本25Hz軌道電路的工作經(jīng)驗(yàn)，開展了25Hz長軌道電路的研究，1978年，在原齊齊哈爾鐵路局昂昂溪電務(wù)段的協(xié)助下，試制出一套樣機(jī)。1979年，在成都北站與天回鎮(zhèn)站間電化區(qū)段安裝試用。1983年通過了鐵道部鑒定。與此同時(shí)，原齊齊哈爾鐵路局仿效日本電路在本局非電化區(qū)段也進(jìn)行了25Hz長軌道電路的試驗(yàn)，并于1980年10月，通過鐵路局鑒定。 3、相敏軌道電路 1924年滿鐵在大連-金州間和沈陽-蘇家屯間修建的自動(dòng)閉塞，軌道電路采用二元三位式相敏制，這是中國最早使用的軌道電路，器材用的是美國產(chǎn)品。至1942年，長大線全線建成自動(dòng)閉塞，器材是日本仿美制品。二元三位式軌道電路工

16、作穩(wěn)定，直至1984年在長大線的沈陽-四平段仍然殘留有這種軌道電路制式的自動(dòng)閉塞。軌道繼電器接點(diǎn)有三個(gè)位置，所以以它為基礎(chǔ)修建的自動(dòng)閉塞無需架空線，就可實(shí)現(xiàn)三顯示自動(dòng)閉塞。 中國從1925年開始在長大線主要車站上修建了電氣集中聯(lián)鎖。在這些車站的到發(fā)線上，采用50Hz交流二元二位式軌道電路。1937年后，在京奉鐵路個(gè)別車站上也安裝有50Hz交流二元二位式軌道電路。 在50年代，從蘇聯(lián)引進(jìn)了50Hz二元二位式軌道電路。1954年由鐵道科學(xué)研究所、電務(wù)設(shè)計(jì)事務(wù)所及天津鐵路管理局組成的試驗(yàn)小組，在京山線具有迷流干擾的古冶地區(qū)和道床電阻很低的北塘鹽堿地段，進(jìn)行了不同類型軌道電路的特性比較及電氣參數(shù)測試和

17、采集，以便為這種地區(qū)的軌道電路設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 為配合修建交流電氣化鐵路，考慮到站內(nèi)沒有合適的軌道電路制式，從78年開始研制雙軌條25Hz相敏軌道電路，它實(shí)質(zhì)上也是二元二位式軌道電路，不同點(diǎn)是信號(hào)頻率為25Hz。 25Hz相敏軌道電路是由通信信號(hào)公司研制的，80年首先在聯(lián)平關(guān)站站內(nèi)安裝試點(diǎn)，同年同月，又在石家莊樞紐安裝并投入試用。經(jīng)過兩年的試用和改進(jìn)，于82年通過鐵道部鑒定。 軌道變壓器 1.3交流計(jì)數(shù)電碼、移頻、高頻軌道電路及計(jì)軸設(shè)備 1、交流計(jì)數(shù)電碼軌道電路 中國為了解決與自動(dòng)閉塞相配套的機(jī)車信號(hào)和得到較好的軌道電路傳輸特性，于58年從蘇聯(lián)引進(jìn)了交流電碼軌道電路，59年開始在北京-南倉間修建

18、的50Hz交流計(jì)數(shù)電碼自動(dòng)閉塞工程中使用，器材是由蘇聯(lián)進(jìn)口的。63年中國按照蘇聯(lián)改進(jìn)的R-36型譯碼器的原理制成了63型譯碼器，在長大線沈陽-鞍山、京廣線廣武-南陽寨間的自動(dòng)閉塞工程中安裝并投入運(yùn)用。軌道電路器材是沈陽信號(hào)工廠生產(chǎn)的。 1960年在寶雞-鳳州段建成中國第一條單相工頻交流電氣化鐵路。信號(hào)設(shè)備安裝了單線調(diào)度集中，其中的軌道電路為了防止?fàn)恳娏鞲蓴_，采用了75Hz交流計(jì)數(shù)電碼軌道電路。 2、移頻軌道電路 1966年鐵道部科技委在北京召開了自動(dòng)閉塞選型會(huì)議，會(huì)議提出研制一種能夠適應(yīng)地上和地下、電化與非電化區(qū)段通用的自動(dòng)閉塞制式，確定了以移頻作為主攻方向，于67年在成峨段青龍場-彭山間1

19、1Km裝設(shè)了第一個(gè)試驗(yàn)區(qū)段，75年通過鐵道部技術(shù)鑒定，決定非電化移頻自動(dòng)閉塞作為一種自動(dòng)閉塞制式推廣使用。 中國電化移頻軌道電路的研制工作幾乎是與非電化移頻軌道電路的研制工作同時(shí)進(jìn)行的。67年試制成交流電化移頻自動(dòng)閉塞和機(jī)車信號(hào)樣機(jī)各一套。 3、計(jì)軸設(shè)備 中國早在1966年就開始探索用計(jì)軸方式來檢查分界點(diǎn)間線路空閑狀態(tài)，1978年開始研制與半自動(dòng)閉塞相配套的計(jì)軸設(shè)備，同年研制出一套樣機(jī)在現(xiàn)場進(jìn)行了初步試驗(yàn)。在研制非電化區(qū)段用計(jì)軸設(shè)備的基礎(chǔ)上，從81年開始研制電化區(qū)段用的計(jì)軸設(shè)備，1983年經(jīng)鐵道部通號(hào)公司和西安鐵路局組織了技術(shù)鑒定，決定進(jìn)一步擴(kuò)大試用。 4、UM71無絕緣軌道電路 UM71型軌

20、道電路是中國引進(jìn)法國的一種軌道電路制式。這種軌道電路是利用并聯(lián)在鋼軌兩端的LC諧振槽路和一小段鋼軌電感利用相鄰區(qū)段發(fā)送不同頻率，構(gòu)成的電氣絕緣節(jié)。它不但可以檢測列車，而且可由鋼軌線路向超速防護(hù)系統(tǒng)發(fā)送速度級(jí)別信息。 編輯本段動(dòng)作說明1.當(dāng)所有閉塞區(qū)間都無車時(shí)，號(hào)志機(jī)便會(huì)顯示平安通行的訊息(色燈式號(hào)志顯示綠燈)。 動(dòng)作說明2.當(dāng)列車駛進(jìn)block A1(閉塞區(qū)間A1)后，號(hào)志機(jī)A1便因軌道電路感應(yīng)到列車存在而顯示險(xiǎn)阻禁行的訊息(色燈式號(hào)志由綠燈轉(zhuǎn)紅燈)，以防止其他列車進(jìn)入此區(qū)間。 3.當(dāng)列車?yán)^續(xù)駛進(jìn)Block A2后，號(hào)志機(jī)A2隨即轉(zhuǎn)為紅燈，而原先的號(hào)志機(jī)A1會(huì)轉(zhuǎn)為黃燈(傳達(dá)謹(jǐn)慎慢行的訊息)，容許列車限速進(jìn)入block A1，以便列車能在到達(dá)號(hào)志機(jī)A2前停車。 動(dòng)作說明4.當(dāng)列車駛?cè)隻lock A3后，號(hào)志機(jī)A1己轉(zhuǎn)為綠燈，允許其他列車駛?cè)?，而?hào)志機(jī)A2轉(zhuǎn)為黃燈，容許列車限速進(jìn)入block A2，以便列車能在到達(dá)號(hào)志