CN107985130B - 绝缘节 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘节，包括：第一轨道和第二轨道，相互平行且均为预定长度，第一轨道的第一端点和第二端点分别与第二轨道的第一端点和第二端点相对应；第一隔离补偿单元，分别与两条轨道的第一端点连接，并且能够隔离第二频段信号，并且能够对第一频段信号呈第一预定容性阻抗；第二隔离补偿单元，分别与两条轨道的第二端点连接，并且能够隔离第一频段信号，并且能够对第二频段信号呈第二预定容性阻抗；调谐单元，分别与两条轨道的中间点连接，并且对第一频段信号的阻抗大于第一预定值，并且对第二频段信号的阻抗大于第二预定值；以及信号收发单元，与调谐单元连接。

Description

绝缘节

技术领域

本发明涉及一种绝缘节，尤其涉及一种能够消除无绝缘轨道电路系统中的分路死区的绝缘节。

背景技术

无绝缘轨道电路系统中的绝缘节(亦称电气绝缘节)用于实现相邻轨道电路间的电气隔离，保证本区段信号的有效传输，并实现对工频牵引回流的平衡，是无绝缘轨道电路系统中十分关键的组成部分。目前在我国大铁线路中应用的无绝缘轨道电路普遍为ZPW(UM)系列的调谐式无绝缘轨道电路，由于原理上的缺陷，该系列轨道电路均存在或长或短的分路死区。对分路死区的管理长期占用着大量的人力物力，同时新建海外项目对无分路死区或短分路死区的需求十分强烈。因此克服电气绝缘节中的分路死区，对支持国家高铁“走出去”等战略目标具有重大战略意义。

下面结合图1和图2对现有技术的绝缘节进行说明。

如图1中所示，现有技术的绝缘节的调谐区由空心线圈(SVA)和两侧的调谐单元F1、F2及F1、F2之间的钢轨组成。F1、F2利用电感与电容的串联谐振，构成频率f₁、f₂下的“零阻抗”，从而形成f₁信号、f₂信号的传输边界。

如图2中所示，FS1代表本绝缘节的第一频段信号的发送，JS1代表相邻绝缘节的第一频段信号的接收，FS2代表另一相邻绝缘节的第二频段信号的发送，JS2代表本绝缘节的第二频段信号的接收。

区段1的轨道继电器(未示出)与JS1所在的绝缘节中的两条轨道相连，并且通过这两条轨道接收FS1发送的第一频段信号。区段2的轨道继电器(未示出)与JS2所在的绝缘节中的两条轨道相连，并且通过这两条轨道接收FS2发送的第二频段信号。轨道继电器的主要作用是用于判断区段内轨道的使用情况(空闲或占用)。图2的上部有两条横线，下面一条横线代表轨道继电器的落下门限制，上面的一条横线代表轨道继电器的吸起门限制。区段1分路残压代表第一区段内的分路残压变化曲线，区段2分路残压代表第二区段内的分路残压变化曲线。

如图2中所示，当分路位于JS1与FS1之间时(即列车的轮对位于JS1与FS1之间)，由于轮对的短接作用，造成轨道继电器接收的电流减小，从而导致轨道继电器励磁不足，因此区段1的分路残压很低，继电器可靠落下，无绝缘轨道电路系统检查到JS1与FS1之间的分路(即JS1与FS1之间的轨道被占用)。当分路点从FS1向JS2方向移动时，区段1的分路残压逐渐升高，在P1点达到继电器的吸起门限，区段1继电器吸起，而此时区段2的分路残压尚未降低至继电器落下门限，直至P2点，区段2的继电器落下，再次检查到分路。由此可见，列车在P1和P2之间的分路无法使任何一个继电器落下，因而无法检查到分路P1与P2之间的钢轨区段即为分路死区。当列车的分路位于该分路死区内时，无绝缘轨道电路系统的判断是第一区段和第二区段均空闲，这种误判将会对列车的安全运行构成威胁，同时排出此类判断错误也需要耗费人力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大体上消除了由于现有技术的限制和缺陷所导致的一个或多个问题的绝缘节。

根据本发明的一个方面，提供一种绝缘节，一种绝缘节，包括：第一轨道和第二轨道，所述第一轨道与所述第二轨道相互平行且均为预定长度，所述第一轨道的第一端点与所述第二轨道的第一端点相对应，所述第一轨道的第二端点与所述第二轨道的第二端点相对应；第一隔离补偿单元，所述第一隔离补偿单元分别与所述第一轨道的第一端点和所述第二轨道的第一端点连接，并且能够隔离第二频段信号，并且能够对第一频段信号呈第一预定容性阻抗；第二隔离补偿单元，所述第二隔离补偿单元分别与所述第一轨道的第二端点和所述第二轨道的第二端点连接，并且能够隔离所述第一频段信号，并且能够对所述第二频段信号呈第二预定容性阻抗；调谐单元，所述调谐单元分别与所述第一轨道的中间点和所述第二轨道的中间点连接，并且对所述第一频段信号的阻抗大于第一预定值，并且对所述第二频段信号的阻抗大于第二预定值；以及信号收发单元，所述信号收发单元与所述调谐单元连接，并且能够发送所述第一频段信号并且接收所述第二频段信号，或者，能够发送所述第二频段信号并且接收所述第一频段信号。

由此可见，根据本发明的绝缘节结构简单，避免了现有技术的绝缘节在相邻轨道电路之间的分路死区，能够提高无绝缘轨道电路系统的安全性，节省了排除现有技术的分路死区所需要耗费的人力，并且可以对轨道信号的传输进行补偿，有助于提高轨道信号的传输性能。

应理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。除非明确指出，否则附图不应视为按比例绘制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同组件或步骤。在附图中：

图1是示出现有技术中的绝缘节及其所处的轨道电路区段的结构图；

图2是示出使用现有技术中的绝缘节的轨道电路区段的分路残压与分路位置关系图；

图3是示出根据本发明的绝缘节及其所处的轨道电路区段的结构图；

图4是示根据本发明的绝缘节中的第一隔离补偿单元和第二隔离补偿单元的串联谐振原理的电路图；

图5是示出根据本发明的绝缘节中的第一隔离补偿单元的优选实施例的电路图；

图6是示出根据本发明的绝缘节中的第一隔离补偿单元的优选实施例的幅频响应的曲线图；

图7是示出根据本发明的绝缘节中的第二隔离补偿单元的优选实施例的电路图；

图8是示出根据本发明的绝缘节中的第二隔离补偿单元的优选实施例的幅频响应的曲线图；

图9是示出根据本发明的绝缘节中的调谐单元的优选实施例的电路图；

图10是示出根据本发明的绝缘节中的调谐单元的优选实施例针对第一频段信号的等效电路图；

图11是示出根据本发明的绝缘节中的调谐单元的优选实施例针对第二频段信号的等效电路图；

图12是示出根据本发明的绝缘节中的信号收发单元的优选实施例的示图；以及

图13是示出使用本发明的绝缘节的轨道电路相邻区段的分路残压与分路位置关系图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本文所描述的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。在本说明书和附图中，将采用相同的附图标记表示大体上相同的元素和功能，且将省略对这些元素和功能的重复性说明。此外，为了清楚和简洁，可以省略对于本领域所熟知的功能和构造的说明。

首先参照图3对本发明的绝缘节1的总体配置进行说明。图3是示出根据本发明的绝缘节1及其所处的轨道电路区段的结构图。绝缘节1可以应用于无绝缘轨道电路系统，用于实现相邻轨道电路间的电气隔离，保证本区段信号的有效传输，并实现对工频牵引回流的平衡等。所述无绝缘轨道电路系统可以是单一类型的列车系统，例如地铁系统、城际铁路系统、高铁系统、普通列车系统等。所述无绝缘轨道电路系统还可以是混合型列车系统，例如高铁列车与普通列车相结合的系统。本领域技术人员可以在理解本发明原理的基础上将本发明的绝缘节应用于不同的无绝缘轨道电路系统。此外，实践中，本发明的绝缘节1可以用于取代传统的机械绝缘节，从而实现列车轨道的无缝连接(即无缝轨道)，从而避免了列车车轮对轨道接头处的冲击。

如图3中所示，绝缘节1包括：第一轨道10、第二轨道20、第一隔离补偿单元30、第二隔离补偿单元40、调谐单元50以及信号收发单元60。下面将结合图3至图12对绝缘节1中的各个组件进行详细说明。

第一轨道10和第二轨道20相互平行且均为预定长度，第一轨道10的第一端点A与第二轨道20的第一端点A’相对应，第一轨道10的第二端点B与第二轨道20的第二端点B’相对应。

第一轨道10和第二轨道20是相互平行的两条轨道。如上文所述，绝缘节1可以取代传统的机械绝缘节，故而运行列车(例如地铁列车、高铁列车)的轮对可以从第一轨道10和第二轨道20上通过。因此，优选地，第一轨道10与第二轨道20相互平行。

本领域技术人员应注意的是，在实践中，由于地面平整度、轨道铺设工艺、轨道制造工艺等的限制，第一轨道10与第二轨道20彼此的平行关系并非绝对平行，而是可能存在一定误差。此外，当绝缘节1用于弯曲轨道上时，第一轨道10与第二轨道20可能呈现弧形，但它们各自在相对很短的一段长度范围内(例如沿弧形的切线方向一段很短的长度范围内)的轨道仍然相互平行。另外，图3所示的是绝缘节1的俯视平面图，其并未示出第一轨道10与第二轨道20在高度上是否一致。实践中，通常第一轨道10与第二轨道20的高度应彼此一致。但是当绝缘节1用于弯曲轨道上时，通常为了抵消列车的离心力，外侧的轨道要略高于内侧的轨道。本领域技术人员可以根据本发明的原理对本文所描述的两条轨道的平行关系进行理解和设置，只要能够实现本发明的原理即可。

优选地，第一轨道10和第二轨道20是钢轨。所述钢轨可以采用高锰钢、碳素钢等。因此，本文所称的“钢轨”应理解为对第一轨道10和第二轨道20所采用的钢材质的统称。虽然上文示例性示出了第一轨道10和第二轨道20由钢轨实现，然而本发明并不限定第一轨道10和第二轨道20的材质，本领域技术人员可以根据实践中绝缘节和轨道线路的需要来对第一轨道10和第二轨道20的材质进行优化选择，只要能够实现本发明的原理(特别是下文所描述的钢轨电感原理)即可。

如图3中所示，第一轨道10和第二轨道20的长度均为l。第一轨道10包括第一轨道单元11和第二轨道单元12。第二轨道20包括第三轨道单元21和第四轨道单元22。第一轨道10和第二轨道20所对应的钢轨阻抗可以等效为钢轨电感，因此它们能够为并联谐振(下文描述)提供电感，以便使调谐单元50及其它组件对第一频段信号和第二频段信号形成高阻抗，从而保证信号收发单元60能够发送足够能量的第一频段信号并且接收到足够能量的第二频段信号(或者发送足够能量的第二频段信号并且接收到足够能量的第一频段信号)。

针对并联谐振，所需的钢轨电感大小根据调谐单元50的组成及性能、信号的频率等因素的不同而不同。在钢轨材质确定的情况下，所需的钢轨电感越大，对应的轨道单元应越长；相反，所需的钢轨电感越小，对应的轨道单元应越短。

本领域技术人员可以根据下文所描述的调谐单元50、第一频段信号f1、第二频段信号f2、第一隔离补偿单元30、第二隔离补偿单元40等来对第一轨道10和第二轨道20的长度进行设定，只要能够实现本文所述的并联谐振的原理即可。故而本文此处并不具体限定第一轨道10和第二轨道20的长度，因此也并不限定第一轨道单元11、第二轨道单元12、第三轨道单元21和第四轨道单元22四者的长度。

绝缘节1为长度对称结构。也就是说，第一轨道单元11与第二轨道单元12的长度相同，并且第三轨道单元21与第四轨道单元22的长度相同。通常，在无绝缘轨道电路系统中，相邻区段的信号频率(即第一频段信号f1的频率和第二频段信号f2的频率)是已知的，因此，本领域技术人员可以通过对第一隔离补偿单元30、第二隔离补偿单元40以及调谐单元50等组件进行选择性设置，来保证通过相同长度的第一轨道单元11和第二轨道单元12以及相同长度的第三轨道单元21和第四轨道单元22能够分别实现对第一频段信号f1和第二频段信号f2的并联谐振。

值得一提的是，实践中，无绝缘轨道电路系统中相邻区段的信号频率设置选项通常有1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz。例如，如图3中所示，第一区段所采用的第一频段信号f1的频率是1700Hz，第二区段所采用的第二频段信号f2的频率是2300Hz。或者，第一区段所采用的第一频段信号f1的频率是2000Hz，第二区段所采用的第二频段信号f2的频率是2600Hz。虽然上文示例性示出了无缘轨道电路系统的信号频率，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以对相邻区段的两个信号的频率进行选择，例如，第一区段所采用的第一频段信号f1的频率可以是2300Hz，第二区段所采用的第二频段信号的频率f2可以是1700Hz，只要能够实现本发明的原理即可。

应注意的是，由于本发明的绝缘节1中参与谐振(特别是并联谐振，下文详述)的轨道只是调谐单元50与一侧的隔离补偿单元(即第一隔离补偿单元30或第二隔离补偿单元40)之间的轨道，也就是说，参与谐振的轨道只占第一轨道10和第二轨道20各自长度的一半。而在图1和图2的现有技术的绝缘节中是整个调谐区的轨道都参与谐振，因此本发明的绝缘节1的轨道(即第一轨道10和第二轨道20)的长度将大于现有技术的绝缘节中轨道的长度。

第一轨道10的第一端点A与第二轨道20的第一端点A’相对应。第一轨道10的第二端点B与第二轨道20的第二端点B’相对应。如图3中所示，第一轨道10的第一端点A与第二轨道20的第一端点A’之间的连线与第一轨道10、第二轨道20成直角。同理，第一轨道10的第二端点B与第二轨道20的第二端点B’之间的连线与第一轨道10、第二轨道20成直角。

优选地，第一轨道10的第一端点A和第二轨道20的第一端点A’能够与第一组外部平行轨道分别连接；并且第一轨道10的第二端点B和第二轨道20的第二端点B’能够与第二组外部平行轨道分别连接。

具体而言，本发明的绝缘节1可以用在无绝缘轨道电路系统中的相邻轨道电路间，也就是说，绝缘节1可以用在相邻两个轨道区段之间并用于连接相邻轨道电路。如图3中所示，调谐单元50左侧对应第一区段，调谐单元50右侧对应第二区段，第一区段与第二区段通过绝缘节1彼此连接。因此，第一区段的两条轨道(即第一组外部平行轨道)分别在第一端点A和A’与第一轨道10和第二轨道20连接，并且第二区段的两条轨道(即第二组外部平行轨道)分别在第二端点B和B’与第一轨道10和第二轨道20连接。换言之，可以视为将第一轨道10和第二轨道20分别沿图3所示的左右两侧方向向外延伸，从而与绝缘节1外部的平行轨道连接；也可以将第一轨道单元11和第三轨道单元21视为第一区段的两条平行轨道的一部分，将第二轨道单元12和第四轨道单元22视为第二区段的两条平行轨道的一部分。

此外，绝缘节1还可以用于无绝缘轨道电路系统中的首个区段。假定图3中所示的第一区段是无缘轨道电路系统中的首个区段，因此，图3中所示的第二频段信号不存在，信号收发单元60可以发送第一频段信号并沿着第一轨道10和第二轨道20向图3中的左侧传输。实践中，在首个区段的外侧(即图3中所示的右侧)仍可能设置电路元件，例如供电设备、回流设备等，因此，第二隔离补偿单元40可以隔离第一频段信号，从而防止第一频段信号向右侧传输而影响这些电路元件。

下面结合图3对本发明的绝缘节1中的第一隔离补偿单元30进行详细说明。

第一隔离补偿单元30分别与第一轨道10的第一端点A和第二轨道20的第一端点A’连接，并且能够隔离第二频段信号f2，并且能够对第一频段信号f1呈第一预定容性阻抗△X₁。

具体而言，第一隔离补偿单元30可以包括一个或多个元器件。第一隔离补偿单元30的一端与第一轨道10的第一端点A连接，并且另一端与第二轨道20的第一端点A’连接。

第一隔离补偿单元30在本发明的绝缘节1中可以起到隔离作用和补偿作用。

一方面，关于隔离作用，第一隔离补偿单元30可以通过第一轨道10和第二轨道20接收第二频段信号f2，并且对所述第二频段信号f2进行隔离，即阻止第二频段信号f2向图3中所示的绝缘节1的左侧传输，从而防止了第二区段的信号(即第二频段信号f2)影响第一区段。

另一方面，关于补偿作用，如上文所述，钢轨在轨道电路中呈感性，因此过长的钢轨将会产生较大的感抗，从而使轨道电路因感抗产生较大的无功率损耗，造成信号在轨道上传输时产生较大的衰耗，通过使第一隔离补偿单元30对第一频段信号f1呈容性(即第一预定容性阻抗△X₁)，可以在一定程度上抵消钢轨的电感，从而提高钢轨的信号传输特性，使接收端(例如图3左侧的相邻绝缘节的信号接收端)能够获得较大的信号能量。

第一隔离补偿单元30可以由LC振荡电路来实现对第二频段信号f2的隔离。第一隔离补偿单元30也可以由信号滤波器来隔离第二频段信号f2。虽然上文示例性示出了第一隔离补偿单元30的实现方式，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以采用本领域已知的或未来研发出的信号隔离或屏蔽技术来设置第一隔离补偿单元30，从而实现对第二频段信号f2的隔离，只要能够阻止第二频段信号f2沿第一轨道10和第二轨道20向图3中所示的绝缘节1的左侧传输即可。

优选地，第一隔离补偿单元30可以设置为轨旁设备。也就是说，可以将第一隔离补偿单元30设置在第一轨道10和第二轨道20之间，也可以将第一隔离补偿单元30设置在第一轨道10或第二轨道20的旁边。在该情形中，第一隔离补偿单元30与两条轨道的各自连接配线可能存在长度差异，从而导致第一隔离补偿单元30接收到的第二频段信号f2可能存在细微变化，考虑到连接配线的性能，这种细微变化在实践中可以忽略不计。

优选地，第一隔离补偿单元30可以设置在绝缘节1外部的控制中心或变电所中。将第一隔离补偿单元30设置在绝缘节1外部的控制中心或变电所中有利于无绝缘轨道电路系统的维护人员对第一隔离补偿单元30的配置参数和/或其内部元件进行选择和调整，从而当第二频段信号f2的频率和/或功率发生变化时，保证第一隔离补偿单元30对第二频段信号f2的隔离效果。

虽然上文示例性示出了第一隔离补偿单元30与第一轨道10、第二轨道20的连接关系、位置关系和实现方式，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以根据无绝缘轨道电路系统的实际需要，对第一隔离单元30的上述连接关系和位置关系进行调整，只要能够实现本发明的原理即可。

优选地，关于隔离作用，第一隔离补偿单元30能够与第二频段信号f2产生串联谐振。

具体而言，第一隔离补偿单元30可以由LC振荡电路形成。下面结合图4对串联谐振的原理进行说明。如图4中所示，在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，根据交流电路的LC振荡原理，电感L存在感抗，它随频率的增加而增大；电容器C存在容抗，它随频率的增大而减小。LC振荡电路的总电抗＝感抗－容抗。当LC振荡电路各个组件确定之后，在某一特定频率下，刚好感抗＝容抗，电路中的电压与电流的相位相同，使电路呈现纯电阻性，该特定频率即为该LC振荡电路的谐振频率f₀。通常谐振频率f₀的计算公式是:

当外部交流信号的频率与该LC振荡电路的谐振频率f₀相同时，由此产生了串联谐振，此时电路中电流达到最大值，电路中总阻抗最小，即为纯电阻R。当该LC振荡电路省略了电阻R时，则在理想条件下，该电路发生上述串联谐振时的阻抗为连接配线的电阻，也称为“零阻抗”，即相当于在第一轨道10的第一端点A与第二轨道20的第一端点A’之间短路。因此第一端点A与第一端点A’之间的电流将达到最大值，从而使得第二频段信号f2在第一隔离补偿单元30处被短路，故而第二频段信号f2无法向图3所示的绝缘节1的左侧传输。由此第一隔离补偿单元30通过串联谐振实现了隔离第二频段信号f2的目的。

实践中，可以采用高品质因数元件来实现第一隔离补偿单元30的各个组件，这样可使“零阻抗”低至几十毫欧甚至十几毫欧，从而使得第一隔离补偿单元30具有优良的隔离性能，形成第二频段信号f2的传输边界。

优选地，第一隔离补偿单元30可以由调感式串联谐振电路来实现。在该情形中，第一隔离补偿单元30可以包括励磁变压器、电压调节器、可调电抗器、分压器等电子元件。优选地，第一隔离补偿单元30可以由调频式串联谐振电路来实现。在该情形中，第一隔离补偿单元30可以包括变频电源、励磁变压器、电抗器、分压器等电子元件。

虽然上文示例性示出了第一隔离补偿单元30的串联谐振电路的两种实现方式，然而本发明并不限于上述两种电路实现方式，本领域技术人员可以根据本发明的原理对串联谐振电路进行选择性设置，只要能够实现第一隔离补偿单元30的工作原理即可。

下面参照图5和图6对第一隔离补偿单元30的优选实施例进行详细说明。图5是示出根据本发明的绝缘节1中的第一隔离补偿单元30的优选实施例的电路图。图6是示出根据本发明的绝缘节1中的第一隔离补偿单元30的优选实施例的幅频响应曲线。

如图5中所示，第一隔离补偿单元30包括第五电容C₅和第五线圈L₅，其中，第五电容C₅与第五线圈L₅串联。

具体而言，如图5中所示，第五电容C₅的第一连接端与第一轨道10的第一端点A连接；第五电容C₅的第二连接端与第五线圈L₅的第一连接端连接；第五线圈L₅的第二连接端与第二轨道20的第一端点A’连接。

图6示出了图5中所示的第一隔离补偿单元30在输入信号幅度固定时，输出信号的幅度随输入信号频率变化而变化的规律。输出信号的幅度的变化可以反映出第一隔离补偿单元30的阻抗的变化。

以第一频段信号为1700Hz并且第二频段信号为2300Hz为例，如图6中所示，当输入信号的频率从零逐渐增大至2300Hz时，幅频响应曲线位于第四象限，第一隔离补偿单元30的阻抗呈容性，并且该容性阻抗逐渐减小；当输入信号的频率为2300Hz时，第一隔离补偿单元30与输入信号(即第二频段信号f2)发生串联谐振，此时振幅最小，第一隔离补偿单元30的阻抗最小；当输入信号的频率从2300Hz逐渐增大时，幅频响应曲线位于第一象限，第一隔离补偿单元30的阻抗呈感性，并且该感性阻抗逐渐增大。

由此可见，结合图3，当第一隔离补偿单元30接收到第二频段信号f2(2300Hz)时，第一隔离补偿单元30的阻抗最小，此时第一隔离补偿单元30与第二频段信号f2发生串联谐振，于是第二频段信号f2无法继续向左侧传输，从而第一隔离补偿单元30实现了对第二频段信号f2的隔离。当第一隔离补偿单元30接收到第一频段信号f1(1700Hz)时，第一隔离补偿单元30呈第一预定容性阻抗△X₁，即图6中的垂直虚线与幅频响应曲线的交点所对应的容性阻抗值，从而对第一频段信号f1在第一区段内的传输进行补偿。

下面通过具体实例来说明如何确定第一隔离补偿单元30中的第五电容C₅的电容值与第五线圈L₅的电感值。

假定第一预定容性阻抗△X₁是1Ω，那么在第一频段信号f1(1700Hz)作用下，如果想要使第一隔离补偿单元30的阻抗呈容性并且等于第一预定容性阻抗△X₁，则应使第五电容C₅的容抗(X_C)减去第五线圈L₅的感抗(X_L)等于1Ω，即满足公式X_C-X_L＝1Ω。根据X_C和X_L的计算公式可推导出如下公式(2)：

其中，L表示第五线圈L₅的电感值，C表示第五电容C₅的电容值，f表示第一频段信号的频率1700Hz。

结合上文关于串联谐振的描述以及公式(1)

其中，f₀是第二频段信号的频率2300Hz。由此可见，上述两个公式，两个未知数，因此可以计算出第五线圈L₅的电感值和第五电容C₅的电容值。

虽然上文示例性示出了第一隔离补偿单元30中的第五电容C₅的电容值与第五线圈L₅的电感值的计算方法，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以根据工程经验、已知的现有技术或者未来研发出的新技术来确定第一隔离补偿单元30中的第五电容C₅与第五线圈L₅，只要能够实现本发明的原理即可。此外，本领域技术人员应理解的是，上文将第一预定容性阻抗△X₁设定为1Ω仅是为了示例性描述而进行的举例，并不意在对本发明进行限制。本领域技术人员可以根据绝缘节及轨道电路的实际需要对第一预定容性阻抗△X₁进行选择性设置，只要能够实现本发明的原理即可。

同理，以第一频段信号为2000Hz并且第二频段信号为2600Hz为例，如图6中所示，当输入信号的频率从零逐渐增大至2600Hz时，幅频响应曲线位于第四象限，第一隔离补偿单元30的阻抗呈容性，并且该容性阻抗逐渐减小；当输入信号的频率为2600Hz时，第一隔离补偿单元30与输入信号(即第二频段信号f2)发生串联谐振，此时振幅最小，第一隔离补偿单元30的阻抗最小；当输入信号的频率从2600Hz逐渐增大时，幅频响应曲线位于第一象限，第一隔离补偿单元30的阻抗呈感性，并且该感性阻抗逐渐增大。

由此可见，结合图3，当第一隔离补偿单元30接收到第二频段信号f2(2600Hz)时，第一隔离补偿单元30的阻抗最小，此时第一隔离补偿单元30与第二频段信号f2发生串联谐振，于是第二频段信号f2无法继续向左侧传输，从而第一隔离补偿单元30实现了对第二频段信号f2的隔离。当第一隔离补偿单元30接收到第一频段信号f1(2000Hz)时，第一隔离补偿单元30呈第一预定容性阻抗△X₁，即图6中的垂直虚线与幅频响应曲线的交点所对应的容性阻抗值。

在第一频段信号为2000Hz并且第二频段信号为2600Hz的情形中，第一隔离补偿单元30中的第五电容C₅的电容值与第五线圈L₅的电感值的计算方法与上文描述的相同或相似，本领域技术人员可以参照上文的描述以及公式(1)和(2)来进行计算，此处不再赘述。

下面结合图3对本发明的绝缘节1中的第二隔离补偿单元40进行详细说明。

第二隔离补偿单元40分别与第一轨道10的第二端点B和第二轨道20的第二端点B’连接，并且能够隔离第一频段信号f1，并且能够对第二频段信号f2呈第二预定容性阻抗△X₂。

具体而言，第二隔离补偿单元40可以包括一个或多个元器件。第二隔离补偿单元40的一端与第一轨道10的第二端点B连接，并且另一端与第二轨道20的第二端点B’连接。

第二隔离补偿单元40在本发明的绝缘节1中可以起到隔离作用和补偿作用。

一方面，关于隔离作用，第二隔离补偿单元40可以通过第一轨道10和第二轨道20接收第一频段信号f1，并且对所述第一频段信号f1进行隔离，即阻止第一频段信号f1向图3中所示的绝缘节1的右侧传输，从而防止了第一区段的信号(即第一频段信号f1)影响第二区段。

另一方面，关于补偿作用，如上文所述，钢轨在轨道电路中呈感性，因此过长的钢轨将会产生较大的感抗，从而使轨道电路因感抗产生较大的无功率损耗，造成信号在轨道上传输时产生较大的衰耗，通过使第二隔离补偿单元40对第二频段信号f2呈容性(即第二预定容性阻抗△X₂)，可以在一定程度上抵消钢轨的电感，从而提高钢轨的信号传输特性，使接收端(例如图3中的信号收发单元60)能够获得较大的信号能量。

第二隔离补偿单元40可以由LC振荡电路来实现对第一频段信号f1的隔离。第二隔离补偿单元40也可以由信号滤波器来隔离第一频段信号f1。虽然上文示例性示出了第二隔离补偿单元40的实现方式，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以采用本领域已知的或未来研发出的信号隔离或屏蔽技术来设置第二隔离补偿单元40，从而实现对第一频段信号f1的隔离，只要能够阻止第一频段信号f1沿第一轨道10和第二轨道20向图3中所示的绝缘节1的右侧传输即可。

优选地，第二隔离补偿单元40可以设置为轨旁设备。也就是说，可以将第二隔离补偿单元40设置在第一轨道10和第二轨道20之间，也可以将第二隔离补偿单元40设置在第一轨道10或第二轨道20的旁边。在该情形中，第二隔离补偿单元40与两条轨道的各自连接配线可能存在长度差异，从而导致第二隔离补偿单元40接收到的第一频段信号f1可能存在细微变化，考虑到连接配线的性能，这种细微变化在实践中可以忽略不计。

优选地，第二隔离补偿单元40可以设置在绝缘节1外部的控制中心或变电所中。将第二隔离补偿单元40设置在绝缘节1外部的控制中心或变电所中有利于无绝缘轨道电路系统的维护人员对第二隔离补偿单元40的配置参数和/或其内部元件进行选择和调整，从而当第一频段信号f1的频率和/或功率发生变化时，保证第二隔离补偿单元40对第一频段信号f1的隔离效果。

虽然上文示例性示出了第二隔离补偿单元40与第一轨道10、第二轨道20的连接关系、位置关系和实现方式，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以根据无绝缘轨道电路系统的实际需要，对第二隔离补偿单元40的上述连接关系和位置关系进行调整，只要能够实现本发明的原理即可。

优选地，关于隔离作用，第二隔离补偿单元40能够与第一频段信号f1产生串联谐振。

串联谐振的原理已经在上文进行了描述，此处不再赘述。第二隔离补偿单元40可以由LC振荡电路形成。当第一频段信号f1的频率与该LC振荡电路的谐振频率f₀相同时，由此产生了串联谐振，此时电路中电流达到最大值，电路中总阻抗最小。在理想条件下，该电路发生上述串联谐振时的阻抗为连接配线的电阻，也称为“零阻抗”，即相当于在第一轨道10的第二端点B与第二轨道20的第二端点B’之间短路。因此第二端点B与第二端点B’之间的电流将达到最大值，从而使得第一频段信号f1在第二隔离补偿单元40处被短路，故而第一频段信号f1无法向图3所示的绝缘节1的右侧传输。由此第二隔离补偿单元40通过串联谐振实现了隔离第一频段信号f1的目的。

实践中，可以采用高品质因数元件来实现第二隔离补偿单元40的各个组件，这样可使“零阻抗”低至几十毫欧甚至十几毫欧，从而使得第二隔离补偿单元40具有优良的隔离性能，形成第一频段信号f1的传输边界。

优选地，第二隔离补偿单元40可以由调感式串联谐振电路来实现。在该情形中，第二隔离补偿单元40可以包括励磁变压器、电压调节器、可调电抗器、分压器等电子元件。优选地，第二隔离补偿单元40可以由调频式串联谐振电路来实现。在该情形中，第二隔离补偿单元40可以包括变频电源、励磁变压器、电抗器、分压器等电子元件。

虽然上文示例性示出了第二隔离补偿单元40的串联谐振电路的两种实现方式，然而本发明并不限于上述两种电路实现方式，本领域技术人员可以根据本发明的原理对串联谐振电路进行选择性设置，只要能够实现第二隔离补偿单元40的工作原理即可。

下面参照图7和图8对第二隔离补偿单元40的优选实施例进行详细说明。图7示出了第二隔离补偿单元40的优选实施例的电路图。图8示出了第二隔离补偿单元40的优选实施例的幅频响应曲线。

优选地，如图7中所示，第二隔离补偿单元40包括第三电容C₃、第四电容C₄和第三线圈L₃，其中，第三电容C₃与第三线圈L₃串联，并且串联后的第三电容C₃和第三线圈L₃两者与第四电容C₄并联。

具体而言，如图7中所示，第三电容C₃的第一连接端与第一轨道10的第二端点B连接；第三电容C₃的第二连接端与第三线圈L₃的第一连接端连接；第三线圈L₃的第二连接端与第二轨道20的第二端点B’连接；第四电容C₄的第一连接端与第一轨道10的第二端点B连接；第四电容C₄的第二连接端与第二轨道20的第二端点B’连接。

图8示出了图7中所示的第二隔离补偿单元40在输入信号幅度固定时，输出信号的幅度随输入信号频率变化而变化的规律。输出信号的幅度的变化可以反映出第二隔离补偿单元40的阻抗的变化。

以第一频段信号f1为1700Hz并且第二频段信号f2为2300Hz为例，如图8中所示，当输入信号的频率从零逐渐增大至1700Hz时，幅频响应曲线位于第四象限，第二隔离补偿单元40的阻抗呈容性，并且该容性阻抗逐渐减小；当输入信号的频率为1700Hz时，第二隔离补偿单元40与输入信号(即第一频段信号f1)发生串联谐振，此时振幅最小，第二隔离补偿单元40的阻抗最小；当输入信号的频率从1700Hz逐渐增大(至2300Hz前的某个频率)时，幅频响应曲线位于第一象限，第二隔离补偿单元40的阻抗呈感性，并且该感性阻抗逐渐增大；当输入信号的频率从1700Hz至2300Hz之间的某个频率逐渐增大时，幅频响应曲线位于第四象限，第二隔离补偿单元40的阻抗呈容性，并且该容性阻抗逐渐减小。

由此可见，结合图3，当第二隔离补偿单元40接收到第一频段信号f1(1700Hz)时，第二隔离补偿单元40的阻抗最小，此时第二隔离补偿单元40与第一频段信号f1发生串联谐振，于是第一频段信号f1无法继续向右侧传输，从而第二隔离补偿单元40实现了对第一频段信号f1的隔离。当第二隔离补偿单元40接收到第二频段信号f2(2300Hz)时，第二隔离补偿单元40呈第二预定容性阻抗△X₂，即图8中的垂直虚线与幅频响应曲线的交点所对应的容性阻抗值，从而对第二频段信号f2在第二区段内的传输进行补偿。

下面通过具体实例来说明如何确定第二隔离补偿单元40中的第三电容C₃、第四电容C₄和第三线圈L₃。

假定第二预定容性阻抗△X₂是1Ω，那么在第一频段信号f1(1700Hz)作用下，第二隔离补偿单元40产生串联谐振，此时第二隔离补偿单元40的阻抗为零(即“零阻抗”，理想状态下阻抗为零)；在第二频段信号f2(2300Hz)的作用下，第二隔离补偿单元40呈现容性阻抗，并且该容抗是1Ω。

首先计算第三电容C₃和第三线圈L₃串联后的阻抗，计算公式为：

然后计算Z1的导纳Y1。Y1等于Z1的倒数。由此得出如下公式：

然后计算第四电容C4的阻抗，计算公式为：

然后计算Z2的导纳Y2，得出如下公式：

Y2＝jWC4

然后计算第二隔离补偿单元40的总导纳，得出如下公式：

然后计算第二隔离补偿单元40的总阻抗，得出如下公式(3)：

其中，在第一频段信号f1的作用下，Z＝0，并且W＝2πf(f是第一频段信号f1的频率1700Hz)；在第二频段信号f2的作用下，Z＝1，并且W＝2πf(f是第二频段信号f2的频率2300Hz)。将上述参数代入到公式(3)中将得到关于三个未知数(即L₃、C₃和C₄)的两个方程。在实践中，在参数选定上应兼顾电气隔离和主轨道信号衰耗等因素，因此第三电容C₃的可以根据工程经验以及参考指标来设定，因此可以通过上述两个方程计算出L₃和C₄。

虽然上文示例性示出了第二隔离补偿单元40中的第三电容C₃、第四电容C₄和第三线圈L₃的计算方法，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以根据工程经验、已知的现有技术或者未来研发出的新技术来确定第二隔离补偿单元40中的第三电容C₃、第四电容C₄和第三线圈L₃，只要能够实现本发明的原理即可。此外，本领域技术人员应理解的是，上文将第二预定容性阻抗△X₂设定为1Ω仅是为了示例性描述而进行的举例，并不意在对本发明进行限制。本领域技术人员可以根据绝缘节及轨道电路的实际需要对第二预定容性阻抗△X₂进行选择性设置，只要能够实现本发明的原理即可。

同理，当第一频段信号为2000Hz并且第二频段信号为2600Hz时，也可以通过上文描述的方法或其类似的方法来确定第二隔离补偿单元40中的第三电容C₃、第四电容C₄和第三线圈L₃。本领域技术人员可以根据上文的描述及公式进行理解和计算，此处不再赘述。

虽然上文示例性示出了第二隔离补偿单元40的优选实施例，然而本发明并不限于此，本领域技术人员能够根据已知的现有技术或者未来研发的新技术来对第二隔离补偿单元40的谐振电路进行设置，只要能够实现本发明的原理即可。

下面结合图3对绝缘节1中的调谐单元50进行说明。

调谐单元50分别与第一轨道10的中间点C和第二轨道20的中间点C’连接，并且对第一频段信号f1的阻抗大于第一预定值，并且对第二频段信号f2的阻抗大于第二预定值。

具体而言，调谐单元50可以包括一个或多个元器件。调谐单元50的一端与第一轨道10的中间点C连接，并且另一端与第二轨道20的中间点C’连接，从而调谐单元50可以通过第一轨道10和第二轨道20来接收第一频段信号f1和第二频段信号f2。

设置所述第一预定值的目的是使调谐单元50对第一频段信号f1呈高阻抗，从而保证信号收发单元60能够发出足够能量的第一频段信号f1，以便有足够能量的第一频段信号f1沿第一轨道10和第二轨道20向图3中所示的左侧传输。因此，所述第一预定值应当足够大，以便实现上述目的。

优选地，所述第一预定值可以是2Ω。虽然这里将第一预定值优选设置为2Ω，然而该数值并不意在对所述第一预定值进行限制，本领域技术人员可以根据本发明的原理对调谐单元50以及所述第一预定值的大小进行选择，只要能够保证调谐单元50对第一频段信号f1呈高阻抗即可。

应注意的是，调谐单元50既可以通过与其它元件相互配合来实现对第一频段信号f1呈高阻抗(例如，调谐单元50与轨道电感、第二隔离补偿单元40一起与第一频段信号f1产生并联谐振，下文将对此进行详细说明)，也可以通过自身来实现对第一频段信号f1呈高阻抗(例如调谐单元50的内部组件与第一频段信号f1产生并联谐振，下文将对此进行详细说明)。

与所述第一预定值的原理相类似的，设置所述第二预定值的目的是使调谐单元50对第二频段信号f2呈高阻抗，从而保证信号收发单元60能够接收到足够能量的第二频段信号f2。因此，所述第二预定值应当足够大，以便实现上述目的。

优选地，所述第二预定值可以是3Ω。虽然这里将第二预定值优选设置为3Ω，然而该数值并不意在对所述第二预定值进行限制，本领域技术人员可以根据本发明的原理对调谐单元50以及所述第二预定值的大小进行选择，只要能够保证调谐单元50对第二频段信号f2呈高阻抗即可。

与上文描述相似地，调谐单元50既可以通过与其它元件相互配合来实现对第二频段信号f2呈高阻抗(例如，调谐单元50与轨道电感、第一隔离补偿单元30一起与第二频段信号f2产生并联谐振，下文将对此进行详细说明)，也可以通过自身来实现对第二频段信号f2呈高阻抗(例如调谐单元50的内部组件与第二频段信号f2产生并联谐振，下文将对此进行详细说明)。

如上文所述，调谐单元50可以通过如下两种方式来实现高阻抗：第一种是调谐单元50通过与绝缘节1中的预定元件相互配合来分别实现对第一频段信号f1和第二频段信号f2的并联谐振；第二种是调谐单元50自身实现对第一频段信号f1或第二频段信号f2的并联谐振。

下面对上文所述的第一种实现方式进行详细说明。

优选地，调谐单元50能够通过与绝缘节1中的第一组预定元件相互配合来实现对第一频段信号f1的并联谐振。

如图3中所示，第一轨道10的第二端点B与中间点C之间是第二轨道单元12，第二轨道20的第二端点B’与中间点C’之间是第四轨道单元22，其中，所述第一组预定元件包括第二轨道单元12、第四轨道单元22和第二隔离补偿单元40。

具体而言，在第一频段信号f1的作用下，调谐单元50在第一轨道10的中间点C与第二轨道20的中间点C’之间呈容性阻抗(相当于电容)；第二轨道单元12和第四轨道单元22存在钢轨阻抗，所述钢轨阻抗等效为钢轨电感；第二隔离单元40因为与第一频段信号f1产生串联谐振，因此可以将其视为阻抗视为“零阻抗”。因此，对于图3中的第一频段信号f1而言，调谐单元50、第二轨道单元12、第四轨道单元22和第二隔离补偿单元40共同组成了一个仅包含电容和电感的LC震荡电路。通过对调谐单元50和第二轨道单元12、第四轨道单元22的长度和材质进行设置，可以使该LC振荡电路的并联谐振频率与第一频段信号f1的频率相同。在该情形中，当调谐单元50接收到从信号收发单元60发出的第一频段信号f1时，该LC振荡电路发生并联谐振，使得该LC振荡电路对第一频段信号f1而言电阻最大。因此实现了调谐单元50对第一频段信号f1呈高阻抗。

本领域技术人员应注意的是，上述并联谐振与第二隔离补偿单元40针对第一频段信号f1的串联谐振并不冲突。根据并联谐振的电路原理，并联支路中的电流可能比总电流大。第二隔离补偿单元40与第一频段信号f1发生串联谐振，因此在第二隔离补偿单元40所在的支路中形成了大电流，但在调谐单元50、第二轨道单元12、第四轨道单元22和第二隔离补偿单元40形成的并联谐振电路中，总电流最小，总阻抗最大。

优选地，调谐单元50能够通过与绝缘节1中的第二组预定元件相互配合来实现对第二频段信号f2的并联谐振。

如图3中所示，第一轨道10的第一端点A与中间点C之间是第一轨道单元11，第二轨道20的第一端点A’与中间点C’之间是第三轨道单元21，其中，所述第二组预定元件包括第一轨道单元11、第三轨道单元21和第一隔离补偿单元30。

具体而言，在第二频段信号f2的作用下，调谐单元50在第一轨道10的中间点C与第二轨道20的中间点C’之间呈容性阻抗(相当于电容)；第一轨道单元11和第三轨道单元21存在钢轨阻抗，所述钢轨阻抗等效为钢轨电感；第一隔离单元30因为与第二频段信号f2产生串联谐振，因此可以将其视为阻抗视为“零阻抗”。因此，对于图3中的第二频段信号f2而言，调谐单元50、第一轨道单元11、第三轨道单元21和第一隔离补偿单元30共同组成了一个仅包含电容和电感的LC震荡电路。通过对调谐单元50和第一轨道单元11、第三轨道单元21的长度和材质进行设置，可以使该LC振荡电路的并联谐振频率与第二频段信号f2的频率相同。在该情形中，当调谐单元50接收到第二频段信号f2时，该LC振荡电路发生并联谐振，使得该LC振荡电路对第二频段信号f2而言电阻最大。因此实现了调谐单元50对第二频段信号f2呈高阻抗。

本领域技术人员应注意的是，上述并联谐振与第一隔离补偿单元30针对第二频段信号f2的串联谐振并不冲突。根据并联谐振的电路原理，并联支路中的电流可能比总电流大。第一隔离补偿单元30与第二频段信号f2发生串联谐振，因此在第一隔离补偿单元30所在的支路中形成了大电流，但在调谐单元50、第一轨道单元11、第三轨道单元21和第一隔离补偿单元30形成的并联谐振电路中，总电流最小，总阻抗最大。

本领域技术人员应注意的是，由于本发明的绝缘节1采用对称结构，因此第一轨道单元11和第二轨道单元12的长度相同，第三轨道单元21和第四轨道单元22的长度相同。由于第一轨道10和第二轨道20的材质统一，因此在上述针对第一频段信号f1和第二频段信号f2的并联谐振电路中，四个轨道单元分别提供的电感是相同的。因此，在理论上在同一时刻，调谐单元50不能即与第一轨道单元11、第三轨道单元21和第一隔离补偿单元30一起与第二频段信号f2产生并联谐振，又与第二轨道单元12、第四轨道单元22和第二隔离补偿单元40一起与第一频段信号f1产生并联谐振。例如在图3中，可以使左侧电路(调谐单元50、第一轨道单元11、第三轨道单元21和第一隔离补偿单元30)发生并联谐振，使右侧电路(调谐单元50、第二轨道单元12、第四轨道单元22和第二隔离补偿单元40)发生接近并联谐振的情形，以便右侧电路对第一频段信号f1呈高阻抗。

下面对上文所述的第二种实现方式进行详细说明。

调谐单元50能够与第一频段信号f1或第二频段信号f2产生并联谐振。

具体而言，调谐单元50可以由电感和电容的并联电路来实现。在该情形中，调谐单元50形成了一个并联谐振的LC振荡电路。通过对调谐单元50中的电容和电感进行设置，可以使该LC震荡电路的谐振频率与第一频段信号f1的频率或第二频段信号f2的频率相同。这样，调谐单元50就可以与第一频段信号或第二频段信号产生并联谐振。由于调谐单元50的内部组成元件通常在设置之后不能改变，所以调谐单元50只能与第一频段信号f1与第二频段信号f2二者之一进行并联谐振，并且通过上文所述的“第一种实现方式”来实现对另一信号的并联谐振。

虽然上文示例性示出了调谐单元50实现对不同频段信号呈高阻抗的实现方式，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以采用本领域已知的或未来研发出的技术来设置调谐单元50的实现方式，只要能够实现本发明的调谐单元50的原理即可。

优选地，调谐单元50可以设置为轨旁设备。也就是说，可以将调谐单元50设置在第一轨道10和第二轨道20之间，也可以将调谐单元50设置在第一轨道10或第二轨道20的旁边。在该情形中，调谐单元50与两条轨道的各自连接配线可能存在长度差异，从而导致调谐单元50接收到的交流信号(即第一频段信号f1、第二频段信号f2)可能存在细微变化，考虑到连接配线的性能，这种细微变化在实践中可以忽略不计。

优选地，调谐单元50可以设置在绝缘节1外部的控制中心或变电所中。将调谐单元50设置在绝缘节1外部的控制中心或变电所中有利于无绝缘轨道电路系统的维护人员对调谐单元50的配置参数和/或其内部元件进行选择和调整，从而当交流信号(即第一频段信号f1、第二频段信号f2)的频率和/或功率发生变化时，保证对该交流信号实现并联谐振。

虽然上文示例性示出了调谐单元50与第一轨道10、第二轨道20的连接关系、位置关系和实现方式，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以根据无绝缘轨道电路系统的实际需要，对调谐单元50的上述连接关系和位置关系等进行调整，只要能够实现本发明的原理即可。

下面结合图3并参照图9至图11对调谐单元50及其对第一频段信号f1和第二频段信号f2分别呈高阻抗的原理进行说明。图9是示出调谐单元50的优选实施例的电路图。图10是示出调谐单元50的优选实施例针对第一频段信号f1的等效电路图。图11是示出调谐单元50的优选实施例针对第二频段信号f2的等效电路图。

优选地，调谐单元50包括第一电容C₁、第二电容C₂和第一线圈L₁，其中，第一电容C₁与第一线圈L₁串联，并且串联后的第一电容C₁和第一线圈L₁两者与第二电容C₂并联。

具体而言，如图9中所示，第一电容C₁的第一连接端与第一轨道10的中间点C连接；第一电容C₁的第二连接端与第一线圈L₁的第一连接端连接；第一线圈L₁的第二连接端与第二轨道20的中间点C’连接；第二电容C₂的第一连接端与第一轨道10的中间点C连接；第二电容C₂的第二连接端与第二轨道10的中间点C’连接。

由此可见图9中所示的电路可以视为并联谐振的LC振荡电路。通过对第一电容C₁、第二电容C₂和第一线圈L₁的类型和数值进行设置可以获得不同的谐振频率。因此，通过设置，既可以像上文“第一种实现方式”那样，让调谐单元50与绝缘节1中的其它预定元件共同实现对第一频段信号f1的并联谐振或对第二频段信号f2的并联谐振，也可以像上文“第二种实现方式”那样，让该调谐单元50自己实现与第一频段信号f1或第二频段信号f2的并联谐振。

下面以图3右侧部分(调谐单元50、第二轨道单元12、第四轨道单元22和第二隔离补偿单元40)为例来具体说明调谐单元50中的各个组件的设置。

根据上文所述的第二隔离补偿单元40的总阻抗的推导过程，可以得出调谐单元50的总阻抗公式如下：

假定第二轨道单元12和第四轨道单元22的轨道电感是L，那么将公式(4)的计算结果和该轨道电感L代入上文所述公式(1)，得到一个方程，其中f₀＝1700Hz,C是公式(4)计算的调谐单元50的总阻抗。

由于图3右侧部分与第一频段信号f1发生并联谐振，因此该并联谐振电路的总阻抗可以视为无穷大，因此该电路的导纳为零。根据导纳公式可以得到另一个方程。上述两个方程，三个未知数(即L₁、C₁和C₂)。在实践中，在参数选定上应兼顾电气隔离和主轨道信号衰耗等因素，因此第一电容C₁的可以根据工程经验以及参考指标来设定，因此可以通过上述两个方程计算出L₁和C₂。

如图10中所示，第二隔离补偿单元40与第一频段信号f1发生串联谐振，因此阻止第一频段信号f1继续向右侧传输，起到隔离第一频段信号f1的作用。调谐单元TX与钢轨电感、第二隔离补偿单元40发生并联谐振，从而使该并联谐振电路对第一频段信号f1呈高阻抗，以便保证信号收发单元60发出足够能量的第一频段信号f1。第一隔离补偿单元30对第一频段信号f1呈第一预定容性阻抗，从而对第一频段信号f1在第一区段内的传输进行补偿。

相应地，如图11中所示，第一隔离补偿单元30与第二频段信号f2发生串联谐振，因此阻止第二频段信号f2继续向左侧传输，起到隔离第二频段信号f2的作用。调谐单元TX与钢轨电感、第一隔离补偿单元30发生并联谐振，从而使该并联谐振电路对第二频段信号f2呈高阻抗，以便保证信号收发单元60接收到足够能量的第二频段信号f2。第二隔离补偿单元40对第二频段信号f2呈第二预定容性阻抗，从而对第二频段信号f2在第二区段内的传输进行补偿。

应注意的是，虽然在图3所示出的绝缘节1的总体配置中以及图10所示出的调谐单元的优选实施例中，均将第一频段信号f1的传输方向设置为从调谐单元TX向第一隔离补偿单元30传输，并且将第二频段信号f2的传输方向设置为从右侧向调谐单元50传输，然而本发明并不限于此，由于本发明的绝缘节1既是第一区段的信号的发送单元，也是第二区段信号的接收单元，因此，也可以将第一频段信号f1设置为从左侧向调谐单元50传输，并且将第二频段信号f2设置为从调谐单元50向右侧传输。本领域技术人员可以在理解上文所述的原理的基础上对第一频段信号和第二频段信号的传输方向进行选择性设置，同时相应地对第一隔离补偿单元和第二隔离补偿单元的位置进行设置。

下面结合图3并参照图12对信号收发单元60进行说明。

如图12中所示，信号收发单元60与调谐单元50连接，并且能够发送第一频段信号f1并且接收第二频段信号f2。

具体而言，信号收发单元60的第一连接端与调谐单元50的第一连接端连接；信号收发单元60的第二连接端与调谐单元50的第二连接端连接。由于调谐单元50与第一轨道单元10的中间点C连接，并且调谐单元50与第二轨道单元20的中间点C’连接，因此还可以将信号收发单元60的连接关系理解为：信号收发单元60的第一连接端与第一轨道单元10的中间点C连接；信号收发单元60的第二连接端与第二轨道单元20的中间点C’连接。

如图12中所示，优选地，信号收发单元60包括扼流变压器，其中，所述扼流变压器的一次侧与调谐单元50的两端连接，并且一次侧的中心点接地，所述扼流变压器的二次侧与外部信号线连接。

具体而言，所述扼流变压器的一次侧的第一连接端可以与调谐单元50的第一连接端连接，即与第一轨道10的中间点C连接；所述扼流变压器的一次侧的第二连接端可以与调谐单元50的第二连接端连接，即与第二轨道20的中间点C’连接。所述外部信号线可以与绝缘节1外部的控制中心或变电所连接，从而实现控制中心或变电所对信号收发单元的控制。此外，所述扼流变压器也可用于平衡钢轨牵引电流，要求其在一定的不平衡牵引电流下不饱和。

虽然上文示例性示出了信号收发单元60的连接方式及其组成元件，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以根据本领域已知的技术以及未来研发的技术对信号收发单元60进行选择性设置，只要能够实现本发明的原理即可。

下面结合图13对使用本发明的绝缘节1的技术效果进行说明。图13是示出使用本发明的绝缘节1的轨道电路相邻区段的分路残压与分路位置关系图。

如图13中所示，FS1/JS2代表本绝缘节的信号收发单元，其中FS1代表第一频段信号的发送，JS2代表第二频段信号的接收。JS1代表相邻绝缘节的第一频段信号的接收，FS2代表另一相邻绝缘节的第二频段信号的发送。FS1发送的第一频段信号的频率为f₁，FS2发送的第二频段信号的频率为f₂。本绝缘节的左侧部分位于第一区段，本绝缘节的右侧部分位于第二区段。

轨道继电器(未示出)与JS1所在的绝缘节中的两条轨道相连，并且通过这两条轨道接收FS1发送的第一频段信号。轨道继电器的主要作用是用于判断区段内轨道的使用情况(空闲或占用)。图13的上部有两条横线，下面一条横线代表轨道继电器的落下门限制，上面的一条横线代表轨道继电器的吸起门限制。区段1分路残压代表第一区段内的分路残压变化曲线，区段2分路残压代表第二区段内的分路残压变化曲线。

如图13中所示，当分路位于区段1内时(即列车的轮对位于区段1内)，区段1的分路残压一直在落下门限值之下，在该情形中，列车的轮对将两条轨道上的交流信号短接，没有电流(或很微弱的电流)通过所述轨道继电器，造成轨道继电器吸力减弱，因此所述轨道继电器落下，无绝缘轨道电路系统检查到分路(即区段1的轨道被占用)。随着分路向右移动，直至出了区段1到了P2点，区段1的分路残压高于吸起门限制，所述轨道继电器吸起，无绝缘轨道电路系统没有检查到分路(即区段1的轨道空闲)；而区段2的分路残压在进入区段2之前的P1点已经低于落下门限值，所以当分路点位于P1与P2之间的钢轨区段时，区段1的轨道继电器和区段2的轨道继电器均落下，两个区段均检查到分路。由此可见，在FS1/JS2所在的绝缘节处没有出现图1和图2所描述的“分路死区”。因此，本发明的绝缘节避免了现有技术的绝缘节在相邻轨道电路之间的分路死区。

需要说明的是，本说明书中所使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的，而非意在对本发明进行限制。除非上下文另外明确指出，否则如本文中所使用的单数形式的“一”、“一个”和“该”也意在包括复数形式。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应该理解的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的技术人员可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求书的范围。

Claims (11)

1.一种绝缘节，包括：

第一轨道和第二轨道，所述第一轨道与所述第二轨道相互平行且均为预定长度，所述第一轨道的第一端点与所述第二轨道的第一端点相对应，所述第一轨道的第二端点与所述第二轨道的第二端点相对应；

第一隔离补偿单元，所述第一隔离补偿单元分别与所述第一轨道的第一端点和所述第二轨道的第一端点连接，并且能够隔离第二频段信号，并且能够对第一频段信号呈第一预定容性阻抗；

第二隔离补偿单元，所述第二隔离补偿单元分别与所述第一轨道的第二端点和所述第二轨道的第二端点连接，并且能够隔离所述第一频段信号，并且能够对所述第二频段信号呈第二预定容性阻抗；

调谐单元，所述调谐单元分别与所述第一轨道的中间点和所述第二轨道的中间点连接，并且对所述第一频段信号的阻抗大于第一预定值，并且对所述第二频段信号的阻抗大于第二预定值；以及

信号收发单元，所述信号收发单元与所述调谐单元连接，并且能够发送所述第一频段信号并且接收所述第二频段信号，或者，能够发送所述第二频段信号并且接收所述第一频段信号。

2.根据权利要求1所述的绝缘节，其中，

所述第一隔离补偿单元能够与所述第二频段信号产生串联谐振，并且所述第二隔离补偿单元能够与所述第一频段信号产生串联谐振。

3.根据权利要求1所述的绝缘节，其中，

所述调谐单元包括第一电容、第二电容和第一线圈，其中，所述第一电容与所述第一线圈串联，并且串联后的所述第一电容和所述第一线圈两者与所述第二电容并联。

4.根据权利要求1所述的绝缘节，其中，

第一隔离补偿单元包括第五电容和第五线圈，其中，所述第五电容与所述第五线圈串联。

5.根据权利要求1所述的绝缘节，其中，

第二隔离补偿单元包括第三电容、第四电容和第三线圈，其中，所述第三电容与所述第三线圈串联，并且串联后的所述第三电容和所述第三线圈两者与所述第四电容并联。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的绝缘节，其中，

所述调谐单元能够通过与所述绝缘节中的第一组预定元件相互配合来实现对所述第一频段信号的并联谐振。

7.根据权利要求6所述的绝缘节，其中，

所述第一轨道的第二端点与中间点之间是第二轨道单元，所述第二轨道的第二端点与中间点之间是第四轨道单元，其中，

所述第一组预定元件包括所述第二轨道单元、所述第四轨道单元和所述第二隔离补偿单元。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的绝缘节，其中，

所述调谐单元能够通过与所述绝缘节中的第二组预定元件相互配合来实现对所述第二频段信号的并联谐振。

9.根据权利要求8所述的绝缘节，其中，

所述第一轨道的第一端点与中间点之间是第一轨道单元，所述第二轨道的第一端点与中间点之间是第三轨道单元，其中，

所述第二组预定元件包括所述第一轨道单元、所述第三轨道单元和所述第一隔离补偿单元。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的绝缘节，其中，

所述调谐单元能够与所述第一频段信号或所述第二频段信号产生并联谐振。

11.根据权利要求1所述的绝缘节，其中，

所述信号收发单元包括扼流变压器，其中，所述扼流变压器的一次侧与所述调谐单元的两端连接，并且一次侧的中心点接地，所述扼流变压器的二次侧与外部信号线连接。

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