ZPW2000A移频自动闭塞系统原理、故障

铁路职业技术学院毕业论文

ZPW-2000A移频自动闭塞系统原理

摘 要

ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路组成的自动闭塞系统在我国铁路系统已得到广泛应用，其对铁路扩能、提速、提效起着非常重要的作用，是一种具有国际先进水平的新型自动闭塞，在感受它技术先进、性能优越等特点的同时，在日常使用、维护中出现的一系列问题也成为困扰信号维修人员的一大难道，现在铁路是高速度高密度运行，因此一线员工对其工作原理的熟练掌握和快速准确的判断、处理故障则无疑对我国快速发展的铁路有极大的促进作用。但是其要成为主体化机车信号控车设备，由于其信息量的限制还不能独自担当控车技术的主要设备，要应用在更高运营速度的客运专线时，其设备将必须进一步改进或者优化，本文就此也提出了几点建议。

关键词：ZPW-2000A； 系统原理；故障分析；发展

I

目录

摘 要 ................................................................................................................................... I 引言 ............................................................................................................................... - 1 - 第一章ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统概述 ............... 错误！未定义书签。

1.1系统特点 ......................................................................................................... - 2 - 1.2系统构成 ......................................................................................................... - 3 -

1.2.1室内设备 .............................................................................................. - 3 - 1.2.2室外设备 .............................................................................................. - 4 - 1.2.3系统防雷 .............................................................................................. - 5 -

第二章系统及各设备工作原理 ................................................................................... - 6 -

3.2故障判断 ....................................................................................................... - 19 -

3.2.1发送器 ................................................................................................ - 19 - 3.2.2接收器 ................................................................................................ - 20 - 3.2.3衰耗盘 ................................................................................................ - 20 - 3.2.4站防雷和电缆模拟网络 .................................................................... - 21 - 3.3故障分类及处理方法 ................................................................................... - 22 -

3.3.1断线 .................................................................................................... - 22 - 3.3.3 接地 ................................................................................................... - 23 - 3.3.4系统故障排查处理 ............................................................................ - 23 -

第四章 故障处理参考流程图 ................................................................................... - 27 - 第五章ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞发展方向和改建意见 ...................... - 30 - 结束语 ......................................................................................................................... - 32 - 致 谢 ......................................................................................................................... - 37 - 参考文献 ..................................................................................................................... - 38 -

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引言

闭塞是铁路上防止列车对撞或追撞（追尾）的方式，是铁路上保障安全的重要方法。 闭塞设备是用来保证区间或闭塞分区在同一时间内只能运行一个列车，从而保证行车安全，提高行车效率。然而实际工作中，由于对设备工作原理不清楚，操作不当，不能维修或者维修不熟练，造成设备故障不能及时得到解决，严重威胁行车安全和效率的事时有发生！因此要想成为一名真正的铁路技术工人必须对各设备工作原理了然于胸，要做好随时能够快速处理各种突发状况的准备，还要能通过日常测试、维护把不安全隐患消灭在萌芽中，这些就使得我们必须对各设备有更深的理解！

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1.1系统特点

（1）保持UM71无绝缘轨道电路整体结构上的优势。 （2）解决了调谐区断轨检查，实现轨道电路全程断轨检查。 （3）减少调谐区分路死区。

（4）实现对调谐单元断线故障的检查。 （5）实现对拍频干扰的防护。

（6）通过系统参数优化，提高了轨道电路传输长度。

（7）提高机械绝缘节轨道电路传输长度，实现与电气绝缘节轨道电路等长传输。 （8）轨道电路调整按固定轨道电路长度与允许最小道碴电阻方式进行。既满足了1Ω·km标准道碴电阻、低道碴电阻最大传输长度要求，又为一般长度轨道电路最大限度提供了调整裕度，提高了轨道电路工作稳定性。

（9）用SPT国产铁路数字信号电缆取代法国ZCO3电缆，减小铜芯线径，减少备用芯组，加大传输距离，提高系统技术性能价格比，降低工程造价。

（10）采用长钢包铜引接线取代75mm2铜引接线，利于维修。

（11）系统中发送器采用“N+1”冗余，接收器采用成对双机并联运用（0.5+0.5），提高系统可靠性，大幅度提高单一电子设备故障不影响系统正常工作的时间

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1.2系统构成

3800mm 主轨道电路 调谐区Δ补偿电容 Δ（短小调谐单1G（F1） 元 空心线圈调谐单元 机空械芯绝线缘调谐单元 匹配1600 mm 变压匹配变压器 匹配变压室外 SPTSPT相当总长10km 电缆模拟相当总长10km SPT 室 电缆模拟电缆模拟内 站防站防（XGJ、XGJH） 站防接收 发送 接收 GJ （XG、XGH） ZPW-2000A闭塞系统主要由室内设备、室外设备、系统防雷三大部分组成。 1.2.1室内设备

由发送器、接收器、衰耗盘、电缆模拟网络等组成。

发送器用于产生高精度、高稳定移频信号源，采用 “N+1”冗余设计。故障时，通过FBJ接至“+1”FS.

接收器为“0.5+0.5”主备使用。

ZPW-2000A型无绝缘轨道电路分为主轨道电路和调谐区短小轨道电路两个部分，并将短小轨道电路视为列车运行前方主轨道电路的所属“延续段”。“延续段”信号由运行前方相邻轨道电路接收器处理，并将处理结果形成小轨道电路轨道继电器执行条件（XG、XGH）送至本轨道电路接收器，做为轨道继电器（GJ）励磁的必要检查条件（XGJ、XGJH）之一，见下图

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本轨调谐区邻轨短小轨道 主轨F JS XG、XGH G、GH XGJ、XGJH JS Cpu CPU2 综上所述，接收器用于接收主轨道电路信号，并在检查所属调谐区短小轨道电路状态（XGJ、XGJH）条件下，动作本轨道电路的轨道继电器（GJ）。另外，接收器还同时接收邻段所属调谐区小轨道电路信号，向相邻区段提供小轨道电路状态（XG、XGH）条件。接收器采用成对双机并联运用方式。

（3）衰耗盘，用于实现主轨道电路、小轨道电路的调整。给出发送接收故障、轨道占用表示及发送、接收用+24V电源电压、发送功出电压、接收GJ、XGJ测试条件。

（4）电缆模拟网络，通过0.5、0.5、1、2、2、2*2km六节电缆模拟网络，补偿实际SPT数字信号电缆，使补偿电缆和实际电缆总距离为10km。

1.2.2室外设备

（1）电气绝缘节(调谐区)

电气绝缘节由调谐单元（ZW.T1（F1）、ZW.T1（F2））、空芯线圈（ZW.XK1）、设备引接线、及29m钢轨组成。用于实现两相邻轨道电路间的电气隔离。

（2）机械绝缘节

由“机械绝缘节空芯线圈（ZPW.XKJ）”与调谐单元并接及设备引接线组成，其特性与电气绝缘节相同。

（3）匹配变压器（ZPW.BP）

实现轨道电路与传输电缆的匹配连接(道碴电阻一般在0.25～1.0Ω的情况下)。 （4）补偿电容

Cpu CPU2 XG、XGH G、GH 1GJ 3GJ 铁路职业技术学院毕业论文

根据通道参数兼顾低道碴电阻道床传输，采用分段加装补偿电容方法，在一定程度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；保证轨道电路的传输性能。

（5）传输电缆

ZPW-2000A采用铁路内屏蔽数字信号电缆，其电缆芯线直径为Φ1.0mm，一般条件下，电缆长度按10Km考虑。

（6）设备引接线

采用3600mm、1600mm钢包铜注油线，用于调谐单元、空芯线圈、匹配变压器等设备与钢轨间的连接

1.2.3系统防雷

系统防雷可分为室内和室外两部分 1.室内

(1)一般防护从钢轨引入的雷电信号，包括横向防雷、纵向防雷。 横向：限制电压在75V、10KA以上。 纵向：

○1根据设计，一般可通过空心线圈中心线直接接地进行纵向雷电防护。

○2在不能直接接地时，应通过空心线圈中心线与地间加装横向、纵向防雷元件。电气化区段考虑牵引回流不畅条件下，出现的纵向不平衡电压峰值，限制电压选在AC500V、5KA以上。非电气化区段则只考虑50HZ、AC220V电流影响，纵向电压选在AC280V（或AC275V）、10KA以上。

（2）防雷地线电阻要严格控制在10欧姆以下。

（3）对于多雷地区、石质地层的地区，有条件应加装贯通地线。 2.室外

防护由电缆引入的雷电信号。

横向：限制电压在AC280V、10KA以上。 纵向：利用低转移系数防雷变压器进行防护。

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第二章系统及各设备工作原理

2.1系统工作原理

在移频自动闭塞区段，移频信息的传输，是按照运行列车占用闭塞分区的状态，迎着列车的运行方向，自动地向各闭塞分区传递信息的。如下图所示，若下行线有两列列车A、B运行，A列车运行在1G分区，B列车运行在5G分区。由于1G有车占用，防护该闭塞分区的通过信号机7显示红灯，这时7信号点的发送设备自动向闭塞分区2G发送以26.8 Hz调制的中心载频为2300Hz的移频信号。当5信号点的接收设备接收到该移频信号后，使通过信号机5显示黄灯。此时5信号点的发送设备自动地向闭塞分区3G发送以16.9 Hz调制的中心载频为17000Hz的移频信号。当3信号点的接收设备接收到该移频信号后，使通过信号机3显示绿黄灯。同理，3信号点的发送设备又自动地向闭塞分区4G发送以13.6 Hz调制的中心载频为2300的移频信号，当1信号点的接收设备接收到此移频信号后，使通过信号机1显示绿灯。1信号点的发送设备会自动向5G发送11.4HZ调制1700HZ的移频信号。由于续行列车B已进入5G分区，该区段的接收设备接收不到11.4HZ调制1700HZ的移频信号，防护后续区段的信号机点红灯。道理同1G区段。此时B车司机可按绿灯显示定速运行。如果列车A由于某种原因停在1G分区续行列车B进入3G分区时，司机见到5信号机显示黄灯，则应注意减速运行。当续行列车B进入2G分区时，由于信号机7显示红灯，司机使用常用制动措施，使列车B能停在显示红灯的信号机的前方。这样，就可根据列车占用闭塞分区的状态，自动改变地面信号机的显示，准确地指挥列车的运行，实现自动闭塞。

ZPW2000A移频自动闭塞的工作原理

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2.2各设备工作原理

1、匹配变压器电路图

电路分析

(1)、V1V2 经调谐单元端子接至轨道， L1L2 经 SPT 电缆接至室内。

(2) 、考虑到 1.0 Ω·km 道碴电阻，并兼顾低道碴电阻道床，该变压器变比优选为 9：1。

(3) 钢轨侧电路中，串联接入二个 16V，4700μF 电解电容（C1、C2）该二电容按相反极性串接，构成无极性联结，起到隔直及交连作用。保证该设备在直流电力牵引区段运用中，不致因直流成分造成匹配变压器磁路饱和。

（4）F 为匹配变压器的雷电横向防护元件。 2、电气绝缘节电路图

电气绝缘节由调谐单元、空芯线圈及29m 钢轨组成。用于实现两相邻轨道电路间的电气隔离，即完成电气绝缘节的作用。

电气绝缘节长 29 米，在两端各设一个调谐单元（下称 BA），对于较低频率轨道电路（1700、2000Hz）端，设置 L1、C1 两元件的 F1 型调谐单元；对于较高频率轨道电路（2300、2600Hz）端，设置 L2、C2、C3 三元件的 F2 型调谐单元。

“f1”（f2）端 BA 的 L1C1（L2C2）对“f2”（f1）端的频率为串联谐振，呈现较低阻抗（约数十毫欧姆），称“零阻抗”相当于短路，阻止了相邻区段信号进入本轨道电路区段，见图（C）左端（图（b）右端）。

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“f1”（f2）端的 BA 对本区段的频率呈现电容性，并与调谐区钢轨、SVA 的综合电感构成并联谐振，呈现较高阻抗，称“极阻抗”（约 2 欧），相当于开路。以此减少了对

本区段信号的衰耗。

3、补偿电容作用

等效电路

钢轨呈现感性在1700Hz、 2600Hz 有着甚高的感抗值阻碍了信息的传输为此在钢轨上一段距离内加装有补偿电容见上图。

由于L 与C 的补偿抵消了钢轨电感，使钢轨呈现阻性并在BB、 CC呈现较高的阻抗和较高的电压。

当电容断线故障时由于补偿作用的消失钢轨感性的作用使信号在钢轨上产生较大的衰减，从而降低了接收端电压使系统导向安全。

其补偿原理可理解为将每补偿段钢轨 L 与电容 C 视为串联谐振，见下图。

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以此在补偿段入口端（A、B）取得一个趋于电阻性负载 R。并在出口端（C、D）取得一个较高的输出电平。

一般载频频率低，补偿电容容量大；最小道碴电阻低，补偿电容容量大；轨道电路只考虑加大机车信号入口电流，不考虑列车分路状态时，电容容量大。

电缆模拟网络

电缆模拟网络按 0.5、0.5、1、2、2、2*2km 六节对称π型网络，以便串接构成 0-10km 按 0.5km 间隔任意设置补偿模拟电缆值。

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SK1 SK2

空芯线圈

电力牵引区段，对于有机械结缘节的轨道电路，采用扼流变压器沟通和平衡牵引电流回流，由于要通过较大牵引电流，在牵引电流不平衡条件下，又不能造成扼流变压器饱和，造成变压器体积大、重量大、维修工作量大等缺点。但是扼流变压器起到了在每

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一个轨道电路段平衡一次牵引电流的作用。

在无绝缘轨道电路区段，在每一个轨道电路区段亦设置一个起到平衡牵引电流的空芯线圈。在两轨间该线圈应对 50Hz 形成较低的阻抗，对不平衡电流电势起到短路、平衡作用。

另外，该线圈若设在调谐区中间，适当确定参数，并可起到改善调谐区阻抗作用。该线圈也可用作复线区段，上下行线路间等电位连接、渡线绝缘两端牵引电流平衡以及防雷接地等作用。

空芯线圈 SVA 结构特点 ：SVA 由直径 1.53mm、19 股电磁线绕制，截面为 35mm 。在 20℃时，以 1592Hz 信号测试，电感量为：L＝33±μH，电阻值为 25mΩ≥R≥14mΩ。直流电阻为 R0＝4.5±0.5mΩ。 铜线敷有耐高温的玻璃丝包。

SVA 作用：

（1）平衡牵引电流回流 SVA设置在29米长调谐区两个调谐单元的中间，由于它对于50Hz牵引电流呈 现甚小的交流阻抗（约10mΩ），故能起到对不平衡牵引电流电动势的短路作用。

（2）对于上、下行线路间的两个 SVA 中心线可做等电位连接。一方面平衡线路间牵引电流，一方面可保证维修人员安全。

（3）作抗流变压器见下图， 如在道岔斜股绝缘两侧各装一台 SVA，二中心线连接。 应该指出，SVA 作抗流变压器时，其总电流≤200 安

（4）SVA 对 1700Hz感抗值仅有 0.35Ω，对 2600Hz 也只有 0.54Ω。在调谐区中，不能把它简单作为一个低阻值分路电抗进行分析，而应将其作为并联谐振槽路的组成部分。SVA 参数的适当选择，可为谐振槽路提供一个较为合适的 Q 值，保证调谐区工作的稳定性。

发送器作用

1）、产生 18 种低频信号 8 种载频（上下行各四种）的高精度、高稳定的移频信号；

2）、产生足够功率的输出信号； 3）、 调整轨道电路 ；

4) 、对移频信号特征的自检测，故障时给出报警及 N+1 冗余运用的转换条件。

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1．原理框图（如上图）

“安全与门”在确认两组动态信号同时存在条件下，方可驱动执行继电器，其原理框图如下图：

两数字电路间的联系为数字交换或自检、互检及闭环检查等。 发送器“安全与门”电路如下图

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方波 1、方波 2 分别表示由 CPU1、CPU2 单独送出的方波动态信号。“光耦 1”、“光耦 2”用于模拟电路与数字电路间的隔离。

变压器 B1 将“方波 1”信号变化读出，经“整流桥 1”整流及电容 C1 滤波，在负载 R0上产生一个独立的直流电源 U0。该独立电源反映了方波 1 的存在，并作为执行电路开关三级管的基级偏置电源。

“方波 2”信号通过“光耦 2”控制开关三级管偏置电路。 在“方波 1”、“方波 2”同时存在 的条件下，通过变压器 B2，“整流桥2”整流及电容滤波使发送报警继电器（FBJ）励磁。

由以上分析可以看出，FBJ↑反映“方波 1”“方波 2”的同时存在。电路中，R1 用于限流。 C1 采用四端头，为检查电容断线，防止独立电源 U0 出现较大的交流纹波。Rb1 为上偏置电阻，Rb2 作为漏泄电阻，保证无“方波 2”信号时，三级管的可靠关闭。Re 作为“光耦 2”长期固定导通时的恒流保护，同时作为 FBJ 继电器电压的调整。Ce 为交流旁路电容。采用 B1、 B2 变压器耦合提取交流信号、都为了保证电路的“故障—安全”。

表示灯设置及故障检测： （1）“工作”表示灯

设在衰耗盘内，与 FBJ 线圈条件相并联，如右图

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两个电阻组成，相当于一个四端网络。一个站防雷模拟网络由6节电路构成，这6节电路补偿的电缆长度分别是0.5km两节、1km一节、2km两节，2×2km一节、横向防雷一节、纵向防雷一节。

匹配变压器作用：(1)匹配，高频信号在传输过程中要求传输线路的阻抗保持一致，否则在阻抗变换点处就会形成很大的衰减，从而使高频信号不能跨越阻抗变换点而影响信号传输。(2)变压，为了降低电缆线路上的损耗，发送器发出的高频信号必须是高电平，这个高电平到达钢轨后不能直接加在钢轨上，需要变压降低后加载。

匹配变压器工作原理：V1V2 经调谐单元端子接至轨道， L1、L2 经 SPT 电缆接至室内。送电端：室内送来的高频信号经过L1、L2到变压器的一次侧，经过降压到二次侧，经过C1、C2到钢轨。受电端：钢轨送来的高频信号经过C1、C2到变压器的二次侧，经过升压到一次侧，经过L1、L2到分线盘或分线盒。

电气绝缘节由空芯线圈和成对的调谐单元组成，调谐单元安装在29m的调谐区两端，空芯线圈安装在29m调谐区的中央，这三个器材与钢轨内存在的电感共同作用，完成两段闭塞分区的电气隔离。调谐单元分两种，一种由一个电感和一个电容构成，称为F1，安装在钢轨上传输1700Hz、2000Hz频率信号一侧；一种由一个电感、两个电容构成，称为F2，安装在钢轨上传输2300Hz、2600Hz频率信号一侧。F1、F2成对配置不能互换位置，相距29m。

电气绝缘节工作原理：F1、F2成对地使用在调谐区的两端，这样每一个调谐单元在工作过程中，同时要处理两个信号，一个为f1（1700Hz或2000H），一个为f2（2300Hz或2600Hz）。补偿电容作用：提高传输效率，提高分路灵敏度，实现断轨检查。

补偿电容原理：高频信号在钢轨中传输时，钢轨表现出较高阻抗，这个阻抗远远大于道床电阻，因此大部分信号被道床电阻分流，信号的传输距离大大缩短，使轨道电路无法工作。为解决这个问题，在两条钢轨间每隔一定距离加设一个电容，加设的电容和钢轨中的电感形成谐振，从而降低了钢轨阻抗，提高了传输距离，使钢轨中的信号可以从送端顺利传到受端。

衰耗器作用：将钢轨送来的轨道信号，变换成两路，一路为轨出1信号，一路为轨出2信号。调整轨出1、调整轨出2信号的大小，便于接收器使用。将轨道电路各个电器测试点，引致盘面测试孔，便于测试掌握轨道电路各点电压，诊断轨道电路的运用情况。提供电源使用和轨道电路空闲、占用表示。接通移频报警和为微机监测提供条件。

衰耗器工作原理：（1）信号变换。轨入信号经c1、c2端子进入衰耗器，经B1变压器输出，成为接收器使用的轨出1信号。在B1一次侧再引出一路信号，该信号经过调整电阻、B2变压器输出，成为接收器使用的轨出2信号。（2）幅值调整。接收器要求轨出1中的主轨信号大于330mV。接收器要求轨出2中的小轨信号在110~330mV。（3）电平测试、状态表示（4）报警检测

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故障处理，当控制台发出声光报警时，由于该系统发送和接受有冗余设计，系统有可能正常工作，也有可能不正常工作。就要求值班员有高度的责任心，不要放松对不良反映的判别和积极处理。做到以下几点：

⑴ 迅速到机械室观察衰耗盘上各发送、接收表示灯是否正常。正常时发送、接收表示灯亮绿色灯光，轨道区段无车占用时，轨道占用灯也为绿灯。

⑵ 如果灭灯，应判断为设备故障。

⑶ 迅速判断故障是否影响行车。如一台发送器发生故障，但系统已经转为“+1FS”工作，此时并不影响行车。同理，如一台接收器发生故障，但由于系统是双机并联，另一台接收器仍保持工作，此时也并不影响正常行车。

⑷ 对发生的一般故障，其处理程序为：对发送端，要检查电源、保护器、低频编码电源、电压等。当“+1”工作正常，估计为发送器内部故障，更换发送器即可。对接收端，要检查电源、保护器、输入电压《主轨道电路和小轨道》等，并区分接收端是内部，还是外部故障。若并机仍可保持GJ工作，大多为该单一的接收器内部故障，更换接收器即可。发送器正常工作应具备的条件：

① 24V电源，保证极性正确； ② 有且只有一路低频编码条件； ③ 有且只有一路载频条件；

④ 有且只有一个“-1”“-2”选择条件； ⑤ 功出负载不能短路。

当衰耗器的发送工作指示灯点亮时表明发送器工作正常，当发送工作指示灯灭灯时表明发送器故障或工作条件不具备。当判断出上述5个工作条件都具备时而发送器仍不工作，则说明发送器故障，用直流电压表在发送器背后将负表笔放在024V上，正表笔在18个低频、4个载频及“-1”“-2”上测量，应该有且只有一个+24V。以此来判断条件是否具备。尤其是在“+1”发送不工作时可用此方法查找原因。

⑴ 接收器正常工作应具备的条件： ① 24V电源保持极性正确；

② 有且只有一路载频“-1”“-2”及X（1），X（2）选择条件（主机并机都应具备）。具备上述条件后接收器的工作指示灯应点亮，接收器工作正常。

⑵ 接收器轨道继电器的吸起应具备的条件：

① 从轨出1测出主轨道的信号达到可靠工作值≧240mv；② 前方相邻接收送来的小轨道执行条件+24V电源。

具备上述两条件后轨道继电器吸起。

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无报警故障一般属于无检查冗余环节的故障，这类故障一般在控制台有红光带显示或者机车在区间受阻后联控告知车站值班员。

对于这类故障，首先一定要分清是室内故障，还是室外故障，然后再进行处理。 ⑴ 对于发送端，要对室内的发送器功出→组合架→区间综合柜进行检查。 ⑵ 对于接收端，要对室内接收输入→ 查

⑶ 对于室外设备，要对有关电缆盒，发送端匹配变压器及调谐单元→钢轨传输通道→受电端匹配变压器及调谐单元→有关电缆盒进行检查。从经验出发，一般情况下，室外设备故障，无论处理人员先到达送电端还是受电端，先用表测量轨面，看是否有电压。若有，则按电流流动方向顺序依次检查测量，检查到有电压和无电压之间就是故障点。若没有电压，则要首先判断是开路故障还是混线故障，此时，如果先到送电端就应顺序检查送电钢丝绳、匹配变压器、电缆接口等处，检查到有电压和无电压之间就是故障点；如果先到受电端就应迅速检查受电钢丝绳、匹配变压器等看是否有混线的可能，若无异常，就应快速向送电方向移动检查轨面、电容等，看是否有造成混线的处所。

室外匹配单元故障，一般发生在防雷元件和电容被击穿，如果检查确认是防雷元件被击穿，为压缩故障延时可临时将电缆线跳过防雷元件接入设备。

⑷ 值得注意的是：ZPW-2000A故障的处理不同于一般轨道电路的处理，因为它不但要求本区段的主轨、小轨工作正常，还要求相邻区段的小轨工作正常。如果两个区段同时出现红光带，应怀疑是两个区段的公共部分有问题。首先要在相邻后区段的衰耗盘上测试主轨的输出电压，该电压一般在400-600MV之间。如果该电压小于400MV或为0MV，则主轨一定有问题。然后再测试相邻后区段的小轨输出电压，该电压应该为100MV左右，如果为0MV或很低，则小轨一定有问题。如果只有一个区段出现红光带，一般情况下，应怀疑是相邻后区段的小轨工作是否正常；再测试本区段衰耗盘上后区段的小轨输出电压，该电压应该为100MV左右，如果为0MV或很低，则小轨一定有问题。特殊情况下，室外主轨道电路靠近送电端方向较近的电容有其中一个丢失或者失效，或者由于该电容塞钉头松动等，也会造成小轨输出低于70MV，从而造成红光带的发生。经过老师同学的帮助及自身的努力下，我的毕业设计终于完成了。深刻认识 到毕业设计不仅仅是对我们大学三年学习的一个检测，同时它也培养了我们独立 思考，独自学习的能力，对于我们以后的生活、学习和工作都是不刻或缺的一次经历，让我们懂得了怎样提高自身的知识和综合素质，同时也让我们了解到要想 成功就要不断的努力，不断的摸索，在失败和挫折面前要坚持冷静的思考问题， 解决问题。 最后,本课题的研究还存在一些不足之处，主要体现在：对 ZPW-2000A 型无绝缘自动闭塞设备的研究还不是很深入，也不全面，对办公软件的操作还不够熟练。在以后的学习生活中还得好好努力，虚心学习，鉴于以上的不足恳请老师多多指导。

衰耗盘→ 组合架→ 区间综合柜进行检

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致 谢

值此论文完成之际, 非常感谢王老师在我大学的最后学习阶段——毕业设计阶段给我的指导，从最初的定题，到资料收集，到写作、修改，到论文定稿，他给了我耐心的指导和无私的帮助。在我论文撰写之初，我拟定的论文提纲比较简单，论文思路不是很清晰。老师以其丰富的专业知识，严谨的治学态度，给予了我认真耐心的指导，使我在写作前理清了论文思路，让我们深受教育和感动。在写的过程中老师又给出了很多宝贵意见，得益于这些帮助我才顺利完成。在此再次感谢王老师，谢谢您。同时，感谢所有任课老师和所有同学在这三年来给我的指导和帮助，是你们教会了我专业知识，教会了我如何学习，如何做人。谢谢你们！

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参考文献

[1]林瑜筠．《新型移频自动闭塞》3版．北京：中国铁道出版社，2007． [2]陈习莲．《UM71自动闭塞知识问答》．北京．中国铁道出版社，2001． [3]李文海. 《ZPW-2000A移频自动闭塞系统原理、维护和故障处理》. 中国铁道出版社，2010.

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第三章 设备故障判断、处理与维护

3.1故障处理程序

3.1.1一般有报警故障处理程序

（1）通常控制台声光报警（YBJ落下）得知故障，由于发送、接收有冗余设计，系统正常工作有可能不中断、有可能中断。

（2）查看SH上各发送、接收的工作灯（绿）是否灭灯； （3）灭灯设备为故障；

（4）迅速判断故障是否影响行车。如只有一台发送故障并已转为“+1FS”工作，接收仍正常工作，不影响行车。如只有一台接收故障，由于双机并联运行另一方保持工作，不影响行车；

（5）发现故障一般处理程序： 对发送；检查电源、保安器、低频编码电源、功出电压等，区分发送器内外故障；对接收：检查电源、保安器、输入电压（主轨道、小轨道）等，区分接收器内外故障。并机仍可保证GJ工作，多为单一接收故障，可更换接收盒。

3.1.2 无报警故障处理程序

无故障报警一般多为无检测飞冗余环节故障。这类故障多由控制台红光带指示及司机行车受阻报告得知。

如发送功出→组合柜→防雷柜→分线盘→室外轨道电路；

接收输入→衰耗盘→组合柜→防雷柜→分线盘→室外轨道电路机。再如：区间信号机的点灯电路从室内室外，以上线路均存在故障可能。处理故障中应迅速判断故障范围属于室内或室外，进而做相应处理。室内外故障划分躲在分线盘处测量确定。

3.2故障判断

3.2.1发送器

发送器正常工作应具备的条件 （1）24 V 电源有，保持极性正确； （2）低频编码条件有，且只有一个； （3）载频条件有，且只有一个；

（4）“ - 1”“ - 2”选择条件有，且只有一个； （5）发送输出电平正常。

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发送器的作用

（1）产生18种低频信号8种载频（上下行各四种）的高精度、高稳定的移频信号 （2）产生足够功率的输出信号 （3）调整轨道电路

（4）对移频信号特征的自检测，故障时给出报警及N+1冗余运用的转换条件 故障判断

当衰耗盘上发送工作指示灯点亮时表明发送器工作正常，FBJ 吸起，当发送工作指示灯灭灯时表明发送器发生故障或工作条件不具备。

（1）首先判断上述 5 个工作条件是否具备，用直流电压表在另层（或发送器）端子上将负表笔放在 024V 上，正表笔分别在 18 个低频、4 个载频及“ - 1”“ - 2”上测量，应该有且只有一个 + 24 V。（2）当判断出上述 5 个工作条件都具备时而发送器仍不工作，则说明发送器出现故障，更换发送器即可。

3.2.2接收器

接收器正常工作应具备的条件（接送器工作指示灯亮） （1）24 V 电源有，保持极性正确； （2）载频条件有，且只有一路；

（3）“ - 1”“ - 2”及 X（ 1）、X（ 2）选择条件有（主机并机都应具备）。 具备上述条件后接收工作指示灯应点亮，接收器工作正常。 接收器轨道继电器的吸起应具备的条件

（1）从轨出 1 测出主轨道的信号达到可靠工作值240 mV。 （2）前方相邻接收送来的小轨道执行条件 + 30V电源。 具备上述两条件后轨道继电器应吸起。 接收器的作用

接收器接收端及输出端均按双机并联运用设计，与另一台接收器构成相互热机并联运用系统（或称0.5+0.5），保证接收系统的高可靠运用。

（1）用于对主轨道电路移频信号的解调，并配合与送电端相连接调谐区短小轨道电路的检查条件，动作轨道继电器。

（2）实现对与受电端相连接调谐区短小轨道电路移频信号的解调，给出短小轨道电路执行条件，送至相邻轨道电路接收器。

（3）检查轨道电路完好，减少分路死区长度，还用接收门限控制实现对BA断线的检查。

3.2.3衰耗盘 衰耗盘的作用

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（1）用作对主轨道电路的接收端输入电平调整。 （2）对小轨道电路的调整含正反向。

（3）给出有关发送、接收用电源电压、发送功出电压、轨道输入输出GJ，XGJ测试条件。

（4）给出发送、接收故障报警和轨道占用指示灯等。

（5）在N+1冗余运用中实现接收器故障转换时主轨道继电器和小轨道继电器的落下延时。

测试端子

SK1：“发送电源”接FS+24V、024V SK2：“发送功出”接发送器功出 SK3：“接收电源”接JS+24V、024V SK4：“接收输入”

SK5：“主轨道输出”经B1变压器电平调整后输出至主轨道主机、并机。 SK6：“小轨道输出”经调整电阻调整后，通过B2变压器送至小轨道主机、并机。 SK7：“GJ”主轨道，GJ电压 SK8：“XG”小轨道执行条件电压。 移频总报警继电器（YBJ）

YBJ控制电路仅在移频柜第一位置设置。

在衰耗盘设“光耦5”。FS+24电流通过对本段轨道电路发送故障条件（BJ—1、BJ—2）、接收故障条件（BJ—2、BJ—3）以及其它段轨道电路有关检查条件串联检查，系统设备均正常时，使“光耦5”受光器导通控制三级管V7导通，并使YBJ励磁。

电容C1起到缓放作用，防止各报警条件瞬间中断，造成YBJ跳动。

在站内电码化及“+1发送”只有发送没有接收设备时仅接入BJ—1、BJ—2条件。在车站接收设置总数为奇数，单独设置并机备用时，仅接入BJ—2、BJ—3条件。

3.2.4站防雷和电缆模拟网络 防雷及电缆模拟网络作用

用做对通过传输电缆引入室内雷电冲击的防护（横向、纵向）。通过0.5、0.5、1、2、2、2*2km六节电缆模拟网络，补偿实际SPT数字信号电缆，使补偿电缆和实际电缆总距离为10km，以便于轨道电路的调整和构成改变列车运行方向电路。

“电缆模拟网络”可视为室外电缆的一个延续。

（1）电缆模拟网络按0.5、0.5、1、2、2、2*2km六节对称π型网络，以便串接构成0-10km按0.5km间隔任意设置补偿模拟电缆值。

（2）模拟电缆网络值按以下数值设置：

R:23.5Ω/km L:0.75mH/km C:29nF/km

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R、L按共模电路设计，考虑故障安全,C采用四端引线。

3.3故障分类及处理方法

3.3.1断线

1、单线静态（按固定连接）

始 末 （1）检查“始”、“末”端；

（2）原则上从中间点入手，先排除约一般故障范围，逐渐缩小故障范围； （3）从容易查找点进行；

（4）具体方法有三种：量电位法，电阻法，短路法； 2、单线、动态（指动态连接） （1）观察停留点或步；

（2）控制电路动作步数进行观察。 3、设备连接如图

始 末 一般测量“始”、“末”端信号，从中间已查找点入手，如SK、分线盘等。局部也用短路法，如FS功出电路的DJ（灯丝继电器）条件等。

3.3.2 混线

1、两单线混线如右图

（1）从短线入手；；

（2）破坏短路方法：即将条件少的短线条件从中间分开，分别查两部分混线，进而缩小故障范围，分别查找；

（3）破坏短路也要注意从易切断位置进行，如拔下继电器等。 2、单线与环线混线如右图 （1）查找配线图，从短环入手；；

（2）若检查环，则将环断成两半，分半查找。

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3、环与混线如右图

（1）查找配线图，从小环入手；； （2）多为某点交叉如图。

4、设备连接

（1）从条件少的线入手； （2）室内外从分线盘端子处分开； （3）从原理上进行分析。 3.3.3 接地 接地是混线的一个特例，也分静态接地、动态接地两种情况，处理方法很多，最典型的方法就是断线法，逐步缩小范围，按照原理图一步步追查到底，这里就不一一叙述了。

3.3.4系统故障排查处理 主要表示灯

1. 发送工作：即为发送故障报警指示，设在衰耗盘内，绿色。点灯表示：工作正常；灭灯表示：故障。

2. 接收工作：即为接收故障报警指示，设在衰耗盘内，绿色。点灯表示：工作正常；灭灯表示：故障。

3. 轨道占用：设在衰耗盘内，正常反映轨道电路空闲：绿灯

列车占用时：红灯一般接收故障时，由于双机并联运用，轨道电路空闲，仍绿灭灯状态。

4. 总移频报警灯：

设在控制台，当移频总报警继电器（YBJ）失磁时，点亮红灯，并通过故障铃报警。 5. 安全与门输出指示灯：

设在接收器内部I/O 板上，共4 只，可从接收器侧面看到，分别对应接收器的主

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机的主轨输出、小轨输出；并机的主轨输出、小轨输出。点灯表示此安全与门有输出，灭灯表示无输出，缺少与条件。

6. 故障定位指示灯：

设在发送、接收设备内，供检修所维修用；也可在日常维修故障排查时，透过网罩观察作为故障定位的参考依据。

发送器

发送故障定位指示灯在发送器正常工作时为恒亮状态；故障状态下可能出现混合闪光。

接收器

接收器故障定位指示灯在接收器正常工作时为恒亮状态。 主要测试插孔

（1）发送、接收有关测试插孔及测量值

“发送电源”：发送器用+24 电源电压测试，24V； “接收电源”：接收器用+24 电源电压测试，24V； “发送功出”：发送器功出电平的测试；

“轨入”：接收输入电压（自轨道来UV1V2），主轨道信号电压≥240 mV，具体值可参考道碴电阻Rd- U 轨入关系曲线图，小轨道信号电压一般50～160mV 左右；

“轨出1”：来自主轨道，主轨道经过电平级调整后的输出电平，≥240mV； “轨出2”：来自小轨道，经过衰耗电阻分压后的输出电平，100～150 mV 左右； GZ：主机主轨道继电器电压，约22V； GB：并机主轨道继电器电压，约22V；

G：轨道继电器的电压，双机并联输出时约28V； XGZ：主机小轨道继电器电压，约22V； XGB：并机小轨道继电器电压，约22V；

XG：小轨道继电器（执行条件）电压，双机并联输出时约28V； XGJ：邻区段小轨道继电器检查条件电压，>20V。 （2）站防雷及电缆模拟网络： 有三个测试插孔 测试插孔 发送 SK1“防雷入” 防雷变压器室内侧 与发送功出同 约数百毫伏 电压值 接收

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SK2“电缆入”防雷变压器室外侧 SK3 “电缆出”与电缆连接侧 室外设备故障 序号 1 线 引接线松动、断可能的故障点 与发送功出同 经模拟网络衰减低于功出电压 略高于SK1 电压值 有模拟网络衰减时，高于SK2 电压值 现 象 （1）发生于送端：①本区段轨道电路红光带；②送端匹配变压器端子有电压，轨面无电压或电压值偏低。 （2）发生与受端： ①本区段及后方邻区段红光带； ②受端轨面电压正常；③受端匹配变压器V1-V2端电压低，趋于零。 2 3 塞钉锈蚀，接触电阻大 电缆盒端子接（1）轨入电压教历史值偏低； （2）小轨电压下降多，不利于小轨调整。 （1）发生于送端： ①本区段轨道电路红光带； ②分压低。 （2）发生与受端： ①本区段及后方邻区段红光带； ②受端匹配变压器V1-V2端电压正常，分线盘无送回电压。 触不良（电缆断线） 线盘送出电压正常，送端匹配变压器V1-V2端无电压或电4 电缆短路 （1）发生于送端：①本区段轨道电路红光带；②分线盘送出电压低，甩开室外后又正常。③送端匹配变压器E1-E2端子电压低，甚至趋于零。 （2）发生与受端： ①本区段及后方邻区段红光带； ②受端轨面电压偏低； ③受端匹配变压器E1-E2端子电压骗低，甚至趋于零。 5 匹配盒端子松动、断线 （1）发生于送端：①本区段轨道电路红光带；②送端匹配变压器端子有电压，轨面无电压或电压值偏低。 （2）发生与受端： ①本区段及后方邻区段红光带； ②受端轨面电压正常；③受端匹配变压器V1-V2端电压低，趋于零。 6 7 补偿电容断线 调谐单元内部在该电容设置点轨面电压偏离正常值；在线测试得到电容值甚小。 （1）发生于送端：①本区段轨道电路红光带；②主轨- 25 -

断线 入、小轨入电压下降； ③送端轨面电压下降；④送端TAD测试V1-V2 在线端输入阻抗ZG低于正常值。 2）发生与受端： ①后方邻区段红光带； ②调谐单元零阻抗、极阻抗大幅升高；③小轨入电压大幅升高； ④主轨入电压降低。 8 断 轨 1）断轨轨裂过程中，轨入电压不稳定，偶尔闪红光带，或较长时间闪红光带； 2）分离式断轨，本区段轨道电路红光带： ①主轨道：轨出一小于落下门限， ②小轨道：轨出二电压甚低，仅数mv。 9 小 10 11 12 13 补偿电容值变信号机灭灯或主丝断丝 正常天气条件正常天气条件接收器工作不带，“闪红” 在线测试得到电容值小于正常值。 控制台声光报警 ①电容断线； ②引接线松动； ③电缆盒端子接触不①塞钉接触不良； ②电缆短路； ③调谐单元内部断送端某处补偿电容与钢轨瞬间连接不良；断轨；引接下轨出1电压下降 良； ④道床条件恶；⑤石渣碰轨底；⑥绝缘轨距杆漏泄大。 下轨出2电压下降 线。 稳定，有时出现红光线松动；匹配盒端子松动等使得小轨入信号下降和不稳定。

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第四章 故障处理参考流程图

（1）快速判断故障点位置在室内还是室外：

测试发送功出电压及分线盘输出电压 正常与否 否 从送端甩开室外，再次测量分线盘输出电压 正常与否 否 故障点在送端室内 是 测量分线盘送回电压 是 正常与否 否 从受端甩开室内，再次测量分线盘送回电压 否 正常与否 故障点在室外 是 测量接收轨入电压 是 正常与否 是 故障点在受端室内 （2）若故障点在送端室内时

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（3）当故障点在室外时:

（4）故障点在受端室内:

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