电子高压脉冲轨道电路技术工艺发展趋势分析
第一节 产品技术发展现状
1、轨道电路的定位技术
轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体,并用引接线连接信号发送、接收设备所构成的电气回路。轨道电路有机械绝缘和电气绝缘两种类型。采用机械绝缘的轨道电路,需切断钢轨,安装轨道绝缘节,这对使用长钢轨线路妨碍很大,不仅需经常维修,还降低了安全性。采用电气绝缘,则无需切断钢轨,目前城市轨道交通系统中,普遍采用“S棒”进行电气隔离的数字音频轨道电路。
数字轨道电路中,全部有源器件都集中在控制室内,室外设备仅包括由电容、线圈等组成的调谐盒及轨间的S型联接导线。调谐盒中有发射与接收线圈。数字轨道电路的发射单元以差分模式向另一端通过铁轨传输一个调制信号,在轨道电路的另一端提取这个信号。接收的信息和传送的信息经逐位比较确认相同时,完成对接收信息的验证,判断钢轨和轨道电路的工作状态。当轨道电路内有车占用时,由于列车车轴的分路作用,接收端检测出信号电平的变化,从而判断出有车到达该轨道电路。
2、裂缝波导定位技术
裂缝波导是52.5mm×105mm×2mm中空的铝质矩形方管,在其顶部每隔60mm开有窄缝,采用2.715GHz的连续波频率通过裂缝耦合出不均匀的场强,对连续波的场强进行采集和处理,并通过计数器确定列车经过的裂缝数,从而计算出列车走行的距离,确定列车在线路中的位置。
裂缝波导除了传输用于裂缝计数的2.715GHz的连续波频率外,主要用于车地信息交换的传输通道,车地通信的载频范围为2.4~2.4853GHz,该频段内的微波信号沿波导均匀辐射。
3、无线扩频通信定位技术
利用无线扩展频谱通信技术确定列车在线路中的位置借鉴了军用定位技术。利用车站、轨旁和列车上的扩频电台;一方面通过这些电台在列车与轨旁控制室之间传递安全信息,另一方面也利用它们对列车进行定位。轨旁电台的位置是固定不变的,并经过精确测量。所有的电台都由同步时钟精确同步。轨旁计算机或车载计算机利用不同电台传输信息的时间延时可以精确计算出列车的位置。
第二节 产品工艺特点或流程
1、工作原理
电子高压脉冲轨道电路装置用以检测列车或机车的轮对占用轨道区段的信息。它由发送器、接收器和轨道继电器三部分组成,发送器确保输出的不对称脉冲无波形畸变;接收器采用动态检测和光电、磁电转换技术,对脉冲波形具有极高的识别能力,实现了无调整、少维护和故障导向安全的要求。
电子高压脉冲轨道电路所发出的高压、窄脉冲,可以击穿一般的轨面锈垢,能较好地解决轨道电路分路不良(“压不死”)的问题,显著地提高了分路灵敏度。在处理“红光带”区段,提高传输效能方面,也是有效的。整套设备可实现“免调整”要求,极大地简化了安装、维修工作。
2、电子高压脉冲轨道电路的技术标准
1)电子高压脉冲发送器(FM,GD一2型)的电气特性
输入电源(220V/50Hz轨道电路电源GJZ,GJF):电压AC176-242V;电流<100mA;端子号为(Ⅰ1、Ⅱ3)输出脉冲信号(有极性):幅度:高压组(Ⅰ1、Ⅱ2)130士10v;低压组(Ⅱ3、Ⅱ4)45土5V,用作配合高压组变更轨面电压幅度。
2)电子高压脉冲接受器(JM,GD一2型)的电气特性
输入脉冲信号峰值电压:可靠工作值不小于35V;可靠落下值不大于25V。
输出至480型轨道继电器交流电压:额定电压值为AC13士2V(交流有效值);可靠落下值为AC<2.7V(交流有效值);输出端子号为21,41。
接受器电源:直流电压为DC20V-30V(额定电压为24V,即KZ,KF);直流电流为<100MA;使用端子号为51(+),61(-)。
3)工作状态标准
调整状态时:在调整状态最不利条件下,为有效地击穿轨面锈蚀,保证分路效应,要求受电端轨面电压的峰值必须大于40V。
分路状态时:在分路状态最不利条件下,在送、受电端轨面分别用0.15Ω标准分路线分路时,受电端轨面或电子高压脉冲接受器(JM.GD-2)1(+),2(-)端电压不得大于20V。
1、自适应技术
自适应技术的概念描述了一类新的“智能组件/智能结构”,这些智能组件在工作条件改变的时候具有一个主动适应和目标优化调节的机械特性。这种主动的组件满足了改善系统机械特性、效率、性能及其他特性的要求。它是一种决定性的面向未来的技术,它能在产品的经济性、安全性和舒适性获得最优化的同时,减少乃至避免震荡以及不希望的畸变和噪音。
2、DT-200A型移频轨道电路技术
发送器输出变压器初级串入两个电感,L1=L2=1/2.L,通过增大发送器输出阻抗,来提高轨道电路发送端分路灵敏度,以达到降低轨道电路分路残压的作用。DT-200A型移频轨道电路技术原理就是通过增大发送器输出阻抗,来提高轨道电路发送端分路灵敏度,以达到降低轨道电路分路残压的作用。提高了轨道电路设备传输安全性、可靠性,为铁路安全运营奠定了设备保障。
微处理器是检测电路的核心,由其读入A/D变换后的电压值进行阈值运算,根据内部状态定义表(可通过管理机进行在线阈值设置)输出符合故障一安全原则的脉冲或电平信号,控制电路整体自检与外围电路的工作。
3、数字化轨道检测电路技术
轨道电压调理输入模块将来自站场轨线上的交流0~30V电压调理成直流0~5V供A/D电路进行变换,其输入特性通过变压器隔离与阻抗换达到原480继电器的输入要求,从而维持了站场轨道电路的输出特性不变。
为使相关连接系统方便、有效地读入该电路输出的脉冲状态逻辑值,电路接收来自相关连接系统的同步触发控制脉冲,中断响应后再根据实际读入的线路电压与内部阈值决定是否输出与触发控制脉冲同步、代表轨道危险侧状态的脉动电平。在一些规模大的站场需要分为上、下行方面同时控制(多终端控制),因此同步触发控制脉冲可以是一路输入或多路相关的脉冲输入。
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