ZPW-2000R型軌道電路調諧區五點布局原因探究

杜興委

摘 要：ZPW-2000R型無絕緣移頻軌道電路為諧振式軌道電路，為正確反映列車在區間及車站的占用情況，其調諧區設備改變了以往三點布局設計方法，開創性的采用了五點布局的設計方案，實現了閉塞分區與軌道電路的的一致性，提高了列車運行安全的可靠性。本文主要從軌道占用檢查及可靠性兩個方面就調諧區設備五點布局的原理進行了分析說明。

關鍵詞： 調諧區;分路死區;可靠性

ZPW-2000R型無絕緣移頻軌道電路是在消化吸收法國UM71系統的基礎上，通過技術創新，進行完善提高的新型無絕緣移頻自動閉塞系統。無絕緣移頻軌道電路的重要組成部分是調諧區（電氣絕緣節）。ZPW-2000R型無絕緣移頻軌道電路的調諧區結構如圖所示，調諧區長 度 30 m，發送匹配單元 （ FBP） 設在調諧區內距 發送 調 諧 單 元 （ BA1 ） 2 m 處，接 收 匹 配 單 元 （ JBP） 設在調諧區內距接收調諧單元 （ BA2 ） 2 m 處，空心線圈 （ SVA） 設在調諧區中央，信號機設 在發送匹配單元與空心線圈間，距發送匹配單元 （ BP） 2 m 處。即ZPW-2000R型無絕緣移頻軌道電路的調諧區采用五點布局方法，而非傳統的三點布局方法，調諧區之所以采用五點布局主要基于以下兩點原因。

一、軌道占用檢查的需要

一段完整的ZPW-2000R型無絕緣移頻軌道電路可分為兩部分：主軌道和調諧區。如圖所示，調諧區在整個軌道的入口端，軌道信號傳輸方向為反向，與列車運行方向相同。主軌道在整個軌道的出口端，軌道信號傳輸方向為正向，與列車運行方向相反。

主軌道的占用檢查原理與一般軌道電路相同。我們把本區段的發送信號經主軌道傳輸到接收器的信號稱之為主軌道接入信號。在調整狀態下，主軌道接入信號電壓高于接收器的可靠工作值，軌道繼電器吸起。當在主軌道分路時，主軌道接入信號電壓低于接收器的落下值，軌道繼電器落下。

對于調諧區，我們把后方相鄰區段的發送信號經調諧區反向傳輸到接收器的信號稱之為調諧區接入信號。如果調諧區的占用檢查采用常規方法，直接以調諧區接入信號為判據，由于調諧區是電壓發送、電壓接收工作方式，那么軌道電路存在較長的提前分路距離。顯然這不符合運用的要求。

當在調諧區分路時，對于主軌道也有提前分路的作用，主軌道的提前分路區與調諧區重疊。因此，可以利用主軌道提前分路特性實現調諧區占用檢查。但是，主軌道提前分路距離小于調諧區長度。也就是說，采用該方法，調諧區有分路死區，我們稱之為固有分路死區。

利用主軌道提前分路特性實現調諧區占用檢查的方案是可行的，但是必須采取有效措施縮短分路死區，以保證行車安全。要縮短分路死區，就必須加長主軌道的提前分路距離，可行方法就是合理地提高接收器落下值。調整狀態下，我們通常將調諧區接入信號的工作值設在750-850mV，當接收器的調諧區接入信號電壓下降到門限值（440 mV）以下時，接收器軟件啟動調諧區占用檢查功能，此時若接收器的主軌道接入信號電壓下降到原調整狀態數值的80%以下時，即判定為調諧區內有車占用，軌道繼電器落下。這種調諧區占用檢查方法稱之為浮動門限法，采用該方法后，調諧區的分路死區小于5m，不會危及行車安全。

因接收器的調諧區接入信號工作值設在750-850mV（還要有1.5倍的余量），另外考慮到濾波器和10Km電纜對信號有約10dB的衰減，為此在濾波器輸出口的調諧區信號電壓大于1.4V，在傳輸電纜的入口調諧區信號電壓大于2.0V， PB（匹配變壓器）的變比最小是9：1，在PB軌面處的調諧區信號電壓大于0.25V，調諧區的最小諧振電流大于4.2A。要使PB軌面處的信號電壓大于0.25V，PB的并聯阻抗就要大于60mΩ，BA的零阻抗約35mΩ，如果采用以往的三點布局電壓只有0.147V（4.2A×35mΩ），顯然無法滿足需要，必須取2m鋼軌的（30 -45mΩ）阻抗來提高PB的并聯阻抗，為此，PB要和BA分開放置，使調諧區有三點布局變為五點布局。

二、提高調諧區反向接入信號穩定性的需要。

調諧區五點布局PB要和BA分開2m放置，接受側BA對反向信號的零阻抗2m鋼軌阻抗就是接收PB的并聯阻抗。鋼軌阻抗在30 -45mΩ，這是一個不受環境變化影響的固定阻抗。BA的零阻抗約35mΩ，但受環境影響其阻抗會有±15mΩ的變化，在BA的阻抗從20-50 mΩ變化時，使接收端阻抗在（40+35±15）mΩ變化，接收側PB端的并聯阻抗變化率±20%。若沒有2m鋼軌的阻抗，受環境影響BA的零阻抗在（35±15）mΩ間變化時，接收側PB端的并聯阻抗變化率為±43%。很明顯，并聯2m鋼軌阻抗后接收側PB端的并聯阻抗變化率顯著降低，從而提高了調諧區反向接收信號的穩定性，有利于接收以固定的門限方式對調諧區信號進行檢測。

ZPW-2000R型無絕緣移頻軌道電路，為了縮短了調諧區的分路死區，解決調諧區占用的檢查問題，開創性地提出了五點布局的調諧區設計方案，利用本調諧區內發送匹配變壓器（FBP），經調諧區軌道反向傳送至本調諧區內接收匹配變壓器（JBP），調諧區信號和正向接收主軌道信號軟件浮動門限的算法，使調諧區問題得到了較好的解決，實現了軌道電路全程斷軌檢查。

參考文獻：

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