CN105752109A - 一种可室内调整的相敏轨道电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可室内调整的相敏轨道电路，包括送端电路和受端电路；所述的送端电路包括室内发送单元，室内发送单元通过第一防雷单元、置于室外的第一扼流变压器将信号传输至钢轨，以钢轨为载体，将信号传输至受端电路；所述的受端电路包括置于室外的第二扼流变压器，信号经第二扼流变压器变压处理后通过第二防雷单元传输至室内接收单元，室内接收单元对信号进行处理后，输出驱动继电器工作，当继电器吸起时，轨道区段空闲；当继电器落下时，轨道区段占用。本发明的轨道电压及相位调整均在室内进行，且扼流变压器变比基本固定，大大减小了室外调整工作量，有利于恶劣天气环境下对轨道电路的调整及开通。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通信号技术领域，涉及一种可室内调整的相敏轨道电路。
背景技术
目前，我国站内轨道电路多采用25Hz相敏轨道电路，但现有25Hz系列相敏轨道电路都存在以下缺点：轨道电路的调整一般在室外进行，恶劣天气设备故障，特别是在运输紧张时，轨道电路调整很不方便；室外设备较多，增加了现场维护的工作量和处理故障的难度；与机车信号发送电路的结合设备较多，需在室内、外增加隔离设备，还要新埋设电码化发送电缆，设备复杂，重复投资。因此，根据轨道电路现有设备的现状，必须研究开发适应新形势的站内轨道电路制式，以解决原有的缺陷。
发明内容
本发明解决的问题在于提供可室内调整的相敏轨道电路，将轨道电路调整由室外改为室内，方便了轨道电路的调整和维护。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种可室内调整的相敏轨道电路，包括送端电路和受端电路；
所述的送端电路包括室内发送单元，室内发送单元通过第一防雷单元、置于室外的第一扼流变压器将信号传输至钢轨，以钢轨为载体，将信号传输至受端电路；
所述的受端电路包括置于室外的第二扼流变压器，信号经第二扼流变压器、第二防雷单元传输至室内接收单元，室内接收单元对信号进行处理后，输出驱动继电器工作。
所述的轨道电压及相位的调整均在室内进行；信号经第二扼流变压器变压处理后通过第二防雷单元传输至室内接收单元，室内接收单元对信号进行变压、调相处理后，输出驱动继电器工作，当继电器吸起时，轨道区段空闲；当继电器落下时，轨道区段占用。
所述的室内发送单元、室内接收单元上还分别设有电码化电路接口。
所述室内发送单元的I次侧与电源相连接，Ⅱ次侧除与第一防雷单元相连接外，还通过电缆与第一扼流变压器的I次侧相连接；
室内发送单元的I1端子与保护电路的一端相连接，所述的保护电路包括发光二极管LED、电阻R2和保险管RD，保护电路的另一端与轨道调整变压器BTG的I次侧的一端相连接；I2端子与轨道调整变压器BTG的I次侧另一端相连接；
轨道调整变压器BTG的Ⅱ次侧一端经限流电阻R1与四腿电容C1的一侧相连接，四腿电容C1另一侧中的一个端子与Ⅱ1端子相连接并且之间设置有串联谐振单元，所述的串联谐振单元由电感L和电容C2构成，四腿电容C1的另一侧中的另一端子经可调整的模拟电缆电阻DR1～DR6与Ⅱ2端子相连接。
所述的室内发送单元的Ⅱ1端子还与Ⅲ1端子相连接，Ⅱ2端子经隔离电容C3与Ⅲ2端子相连接；
在电码化区段，Ⅲ1、Ⅲ2端子直接与送端电码化电路相连接，非电码化区段不连接。
所述的第一防雷单元与室内发送单元的Ⅱ次侧相连接，第一防雷单元用于防止雷电对送端电路设备的冲击损坏；
所述的第二防雷单元与室内接收单元的I次侧相连接，第二防雷单元用于防止雷电对受端电路设备的冲击损坏。
所述的第一扼流变压器、第二扼流变压器的Ⅱ次侧分别与钢轨相连接；第一扼流变压器的I次侧通过电缆与室内发送单元Ⅱ次侧相连接，第二扼流变压器的I次侧通过电缆与室内接收单元I次侧相连接；
第一扼流变压器与第二扼流变压器结构一致，其中，I2端子经隔离电容C4和隔离电感L2相并接的电路与信号线圈相连接，在电码化区段连接电容C4至信号线圈的6号端子，使电码化信号通过电容C4传输至Ⅱ次侧，非电码化区段不连接，轨道信号通过电感L2传输；I1端子通过保险管RD2与信号线圈相连接；电容C5、电感L1构成的串联谐振一端与信号线圈相连接，另一端与保险管RD1相连接。
所述室内接收单元的I次侧除与第二防雷单元相连接外，还通过电缆与第二扼流变压器的I次侧相连接；Ⅱ次侧与二元二位继电器的轨道线圈相连接；
所述室内接收单元的I1端子为自由端子，通过调整其与电感L33之间的连接端子来调整电感L33接入电路的电感量；I2端子经可调整的模拟电缆电阻DR1～DR6与调整电阻R3和电感L23相串联，电感L23经串联谐振电路与四腿电容C13的一侧相连接，所述串联谐振电路由相串联的电容C23与电感L13构成；所述四腿电容C13的另一侧分别与室内接收单元的Ⅱ1端子、Ⅱ2端子相连接。
所述的室内接收单元还包括相串联的电感L33与电容C33组成的调相电路，电感L33在构成调相电路的同时，还与电感L23结合共同隔离移频信号串入轨道电路终端设备；
所述的串联谐振电路还与电容C13、二元二位继电器的轨道线圈构成并联谐振电路。
所述的室内接收单元的I1端子还与Ⅲ1端子相连接，I2端子经隔离电容C43与Ⅲ2端子相连接；在电码化区段，Ⅲ1、Ⅲ2端子直接与受端电码化电路输出端子相连接，非电码化区段不连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的可室内调整的相敏轨道电路，在保留原有功能的基础上，减少了室内、外设备数量，并将轨道电路调整由室外改为室内，方便了轨道电路的调整和维护；另外，系统还预留了电码化电路接口，不需再额外增加其他设备，方便与UM71或ZPW-2000系列电码化发送电路结合，且电码化与非电码化区段器材数量及类型完全一致。
本发明提供的可室内调整的相敏轨道电路，1)将轨道电路调整由室外改为室内，方便了轨道电路的调整和维护；2)通过将部分器材功能合并，减少了室、内外设备，可取消XB箱及相关设备，节约投资，利于施工、维护及故障处理；3)将抗不平衡电流由原60A提高到120A，稳态或冲击干扰时，不会误动轨道继电器，不烧损信号设备；4)电码化与非电码化区段器材数量及类型完全一致，且电路简单，易于实现与ZPW-2000(或UM71)机车信号发送电路结合，满足机车信号要求；5)简少了设备构成，提高了整体技术指标。
附图说明
图1为现有97型25Hz相敏轨道电路系统电路原理图。
图2为本发明的系统电路原理图。
图3为现有97型25Hz相敏轨道电路预叠加ZPW-2000电码化简图。
图4为本发明预叠加ZPW-2000电码化简图。
图5为本发明室内发送单元结构示意图。
图6为本发明扼流变压器结构示意图。
图7为本发明室内接收单元结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
参见图2，一种可室内调整的相敏轨道电路，包括送端电路和受端电路；
所述的送端电路包括室内发送单元1，室内发送单元1通过第一防雷单元2、置于室外的第一扼流变压器3将信号传输至钢轨4，以钢轨4为载体，将信号传输至受端电路；
所述的受端电路包括置于室外的第二扼流变压器5，信号经第二扼流变压器5变压处理后通过第二防雷单元6传输至室内接收单元7，对信号进行变压、调相处理后，输出驱动继电器8工作；当继电器8吸起时，轨道区段空闲；当继电器8落下时，轨道区段占用。
所述的室内发送单元1、室内接收单元7上还分别设有电码化电路接口。
参见图5，所述室内发送单元1的I次侧与电源相连接，Ⅱ次侧与第一防雷单元2相连接外，还通过电缆与第一扼流变压器3的I次侧相连接；
室内发送单元1的I1端子与保护电路的一端相连接，所述的保护电路包括相串联的发光二极管LED、电阻R2和保险管RD，保护电路的另一端与轨道调整变压器BTG的I次侧的一端相连接；I2端子与轨道调整变压器BTG的I次侧另一端相连接；
轨道调整变压器BTG的Ⅱ次侧一端经限流电阻R1与四腿电容C1的一侧相连接，四腿电容C1另一侧中的一个端子与Ⅱ1端子相连接并且之间设置有串联谐振单元，所述的串联谐振单元由电感L和电容C2构成，在隔离移频信号的同时减少25Hz信号的阻抗；四腿电容C1的另一侧中的另一端子经可调整的模拟电缆电阻DR1～DR6与Ⅱ2端子相连接。
具体的，所述室内发送单元1将原有的BMT变压器、送端限流电阻与室内隔离盒的部分功能合并，减少了器材数量。其中发光二极管LED、电阻R2、保险管RD和轨道调整变压器BTG与既有的电码化调整变压器类似；限流电阻R1，相对于97型25Hz轨道电路，限流电阻变换后的阻值大一些，以提高分路灵敏度，改善分路特性；此外，所述室内发送单元1还预留了电码化端子，由电感L和电容C2构成的25Hz串联谐振在隔离移频信号的同时减小了对25Hz轨道信号的衰减，由四腿电容C1对移频信号进行二次隔离，当上述串联谐振失效时可短路移频信号；电容C3主要用于隔离25Hz信号，防止25Hz信号串入移频发送设备；模拟电缆电阻DR1～DR6主要是为了方便现场调整的统一。
进一步，所述的室内发送单元1的Ⅱ1端子还与Ⅲ1端子的一端相连接，Ⅱ2端子经隔离电容C3与Ⅲ2端子的一端相连接；
在电码化区段，Ⅲ1、Ⅲ2端子的另一端直接与送端电码化电路相连接，非电码化区段不连接。
所述的第一防雷单元2与室内发送单元1的Ⅱ次侧相连接，第一防雷单元2用于防止雷电对送端电路设备的冲击损坏；
所述的第二防雷单元6与室内接收单元7的I次侧相连接，第二防雷单元6用于防止雷电对受端电路设备的冲击损坏。
参见图6，所述的第一扼流变压器、第二扼流变压器的Ⅱ次侧分别与钢轨4相连接；第一扼流变压器3的I次侧通过电缆与室内发送单元的Ⅱ次侧相连接，第二扼流变压器5的I次侧通过电缆与室内发送单元的I次侧相连接；
第一扼流变压器、第二扼流变压器结构完全一致，其中，I2端子经隔离电容C4和隔离电感L2相并接的电路与信号线圈相连接，在电码化区段连接电容C4至信号线圈的6号端子，使电码化信号通过电容C4传输至Ⅱ次侧，非电码化区段不连接，轨道信号通过电感L2传输；I1端子通过保险管RD2与信号线圈相连接；电容C5、电感L1串联构成的串联谐振一端与信号线圈相连接，另一端与保险管RD1相连接。
电容C1、电感L1及保险RD1为扼流变压器内部适配器组成部分，其中电容C1、电感L1构成50Hz串联谐振，通过调整其连接端子，可提高25Hz阻抗，有利于提高轨面电压解决分路不良问题；同时短路50Hz信号，有利于提高轨道电路抗50Hz牵引电流干扰能力。
具体的，所述扼流变压器3/5将原扼流变压器及室外隔离盒的功能合并，采用适配器，通过调整由电感L1与电容C1构成的谐振电路，来提高25Hz阻抗及抗50Hz牵引电流干扰能力，通过提高轨道电路阻抗以便提高轨面电压；电感L2用于隔离移频信号；电容C4用于隔离25Hz信号串入移频发送设备；且所述扼流变压器变比基本固定，减少了对行车的干扰。
参见图7，所述的室内接收单元7的I次侧除与第二防雷单元6相连接外，还通过电缆与第二扼流变压器5的I次侧相连接；Ⅱ次侧与二元二位继电器8的轨道线圈相连接；
室内接收单元7的I1端子为自由端子，通过调整其与电感L33之间的连接端子来调整电感L33接入电路的电感量；I2端子经可调整的模拟电缆电阻DR1～DR6与调整电阻R3和电感L23相串联，电感L23经串联谐振电路与四腿电容C13的一侧相连接，所述串联谐振电路由相串联的电容C23与电感L13构成；所述四腿电容C13的另一侧分别与室内接收单元7的Ⅱ1端子、Ⅱ2端子相连接。
所述的室内接收单元7还包括相串联的电感L33与电容C33组成的调相电路，电感L33在构成调相电路的同时，还与电感L23结合共同隔离移频信号串入轨道电路终端设备；
所述的串联谐振电路还与电容C13、二元二位继电器8的轨道线圈构成并联谐振电路；除对25Hz信号频率的无功分量进行补偿外，还能减少25Hz信号在传输中的衰耗和相移，保证二元二位继电器8正常工作。
进一步的，室内接收单元7的I1端子还与Ⅲ1端子的一端相连接，I2端子经隔离电容C43与Ⅲ2端子的一端相连接；在电码化区段，Ⅲ1、Ⅲ2端子的另一端直接与受端电码化电路输出端子相连接，非电码化区段不连接。
具体的，所述室内接收单元7将防护盒、调相器、受端电阻及隔离盒部分功能合并，减少了器材数量；通过调整R3的阻值，可增大轨道电路终端阻抗，以提高轨面电压，有利于分路不良问题的改善；模拟电缆电阻DR1～DR6主要是为了方便现场调整的统一；电感L33在与电容C33组成调相部分的同时，还与电感L23共同结合隔离移频信号串入轨道电路终端设备；电容C23与电感L13构成50Hz串联谐振，短路串入轨道电路受端的牵引不平衡电流，提高轨道电路抗50Hz连续牵引电流干扰的能力；所述串联谐振电路又与电容C13、二元二位继电器轨道线圈构成接近25Hz的并联谐振，在提高终端25Hz阻抗，减小轨道电路传输功耗的同时也提高了轨道电路抗直流冲击干扰的性能；此外，所述室内接收单元7还预留了电码化电路接口，电容C43用于隔离25Hz信号，防止25Hz信号串入移频设备，方便与UM71或ZPW-2000系列电码化发送电路结合。
结合图1、图2、图3、图4可知，本发明设备构成简单，轨道电路调整主要在室内进行，整体技术指标也得到很大提高，且电码化与非电码化区段器材数量及类型完全一致，易于实现与ZPW-2000(或UM71)系列机车信号发送电路的结合，满足机车信号要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种可室内调整的相敏轨道电路，其特征在于，包括送端电路和受端电路；
所述的送端电路包括室内发送单元(1)，室内发送单元(1)通过第一防雷单元(2)、置于室外的第一扼流变压器(3)将信号传输至钢轨(4)，以钢轨(4)为载体，将信号传输至受端电路；
所述的受端电路包括置于室外的第二扼流变压器(5)，信号经第二扼流变压器(5)、第二防雷单元(6)传输至室内接收单元(7)，室内接收单元(7)对信号进行处理后，输出驱动继电器(8)工作。
2.如权利要求1所述的可室内调整的相敏轨道电路，其特征在于，轨道电压及相位的调整均在室内进行；信号经第二扼流变压器(5)变压处理后通过第二防雷单元(6)传输至室内接收单元(7)，室内接收单元(7)对信号进行变压、调相处理后，输出驱动继电器工作，当继电器(8)吸起时，轨道区段空闲；当继电器(8)落下时，轨道区段占用。
3.如权利要求1或2所述的可室内调整的相敏轨道电路，其特征在于，所述的室内发送单元(1)、室内接收单元(7)上还分别设有电码化电路接口。
4.如权利要求3所述的可室内调整的相敏轨道电路，其特征在于，所述室内发送单元(1)的I次侧与电源相连接，Ⅱ次侧除与第一防雷单元(2)相连接外，还通过电缆与第一扼流变压器(3)的I次侧相连接；
室内发送单元(1)的I1端子与保护电路的一端相连接，所述的保护电路包括发光二极管、电阻R2和保险管RD，保护电路的另一端与轨道调整变压器BTG的I次侧的一端相连接；I2端子与轨道调整变压器BTG的I次侧另一端相连接；
轨道调整变压器BTG的Ⅱ次侧一端经限流电阻R1与四腿电容C1的一侧相连接，四腿电容C1另一侧中的一个端子与Ⅱ1端子相连接并且之间设置有串联谐振单元，所述的串联谐振单元由电感L和电容C2构成，四腿电容C1的另一侧中的另一端子经可调整的模拟电缆电阻DR1～DR6与Ⅱ2端子相连接。
5.如权利要求4所述的可室内调整的相敏轨道电路，其特征在于，所述的室内发送单元(1)的Ⅱ1端子还与Ⅲ1端子相连接，Ⅱ2端子经隔离电容C3与Ⅲ2端子相连接；
在电码化区段，Ⅲ1、Ⅲ2端子直接与送端电码化电路相连接，非电码化区段不连接。
6.如权利要求1所述的可室内调整的相敏轨道电路，其特征在于，所述的第一防雷单元(2)与室内发送单元(1)的Ⅱ次侧相连接，第一防雷单元(2)用于防止雷电对送端电路设备的冲击损坏；
所述的第二防雷单元(6)与室内接收单元(7)的I次侧相连接，第二防雷单元(6)用于防止雷电对受端电路设备的冲击损坏。
7.如权利要求3所述的可室内调整的相敏轨道电路，其特征在于，所述的第一扼流变压器(3)、第二扼流变压器(5)的Ⅱ次侧分别与钢轨(4)相连接；第一扼流变压器(3)的I次侧通过电缆与室内发送单元(1)Ⅱ次侧相连接，第二扼流变压器(5)的I次侧通过电缆与室内接收单元(7)I次侧相连接；
第一扼流变压器(3)与第二扼流变压器(5)结构一致，其中，I2端子经隔离电容C4和隔离电感L2相并接的电路与信号线圈相连接，在电码化区段连接电容C4至信号线圈的6号端子，使电码化信号通过电容C4传输至Ⅱ次侧，非电码化区段不连接，轨道信号通过电感L2传输；I1端子通过保险管RD2与信号线圈相连接；电容C5、电感L1构成的串联谐振一端与信号线圈相连接，另一端与保险管RD1相连接。
8.如权利要求3所述的可室内调整的相敏轨道电路，其特征在于，所述室内接收单元(7)的I次侧除与第二防雷单元(6)相连接外，还通过电缆与第二扼流变压器(5)的I次侧相连接；Ⅱ次侧与二元二位继电器(8)的轨道线圈相连接；
所述室内接收单元(7)的I1端子为自由端子，通过调整其与电感L33之间的连接端子来调整电感L33接入电路的电感量；I2端子通过可调整的模拟电缆电阻DR1～DR6与调整电阻R3和电感L23相串联，电感L23经串联谐振电路与四腿电容C13的一侧相连接，所述串联谐振电路由相串联的电容C23与电感L13构成；所述四腿电容C13的另一侧分别与室内接收单元(7)的Ⅱ1端子、Ⅱ2端子相连接。
9.如权利要求8所述的可室内调整的相敏轨道电路，其特征在于，所述的室内接收单元(7)还包括相串联的电感L33与电容C33构成的调相电路，电感L33在构成调相电路的同时，还与电感L23结合共同隔离移频信号串入轨道电路终端设备；
所述的串联谐振电路还与电容C13、二元二位继电器(8)的轨道线圈构成并联谐振电路。
10.如权利要求8所述的可室内调整的相敏轨道电路，其特征在于，室内接收单元(7)的I1端子还与Ⅲ1端子相连接，I2端子经隔离电容C43与Ⅲ2端子相连接；在电码化区段，Ⅲ1、Ⅲ2端子直接与受端电码化电路输出端子相连接，非电码化区段不连接。
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