任务四 轨道电路 知识要求 ●轨道电路的分类 ●轨道电路作用 ●轨道电路的构成 ●轨道电路原理

技能要求 ●能区分各种轨道电路 ●能掌握轨道电路作用 ●能掌握轨道电路的构成 ●能分析轨道电路原理

情感要求 通过学习信号机设备，进一步锻炼学生严谨认真、实事求是的科学态度，理论联系实际的工作作风和辨证思维能力； 通过项目的制作培养学生分析和解决实际问题的能力； 锻炼信息、资料搜集与查找的能力。

情境四 轨道电路 一 轨道电路 二 工频交流连续式轨道电路 三 电气化牵引区段的轨道电路 四 轨道电路的基本工作状态和基本参数

扼流变压器 防护设备 信号源 接收设备 中心连接板及抗流线 轨道箱连接线 牵引电流路径 信号电流路径 双轨条轨道电路图

轨道电路的命名 轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，用引接线连接电源和接收设备所构成的电气回路，它是监督铁路线路是否空闲，自动地和连续地将列车的运行和信号设备联系起来，以保证行车的安全，在线路上安设的电路式的装置。

轨道电路的组成 钢轨、绝缘节、轨端接续线、发送端、接受端（轨道继电器）等

轨道电路的作用 轨道电路的第一个作用，是监督列车的占用。利用轨道电路监督列车在区间或列车和调车车列在站内的占用，是最常用的方法。 轨道电路的第二个作用是传递行车信息。 钢轨——传送电信息 绝缘节——划分各轨道区段 轨端接续线——保持电信息延续 轨道继电器——反映轨道的状况

轨道电路的分类 1、按动作电源分：直流轨道电路（已经淘汰）、交流轨道电路（低频300hz以下，音频300——3000hz，高频10——40khz。） 2、按工作方式分：开路式、闭路式（广泛使用）。 3、按传送的电流特性分：连续式、脉冲式、计数电码式、频率电码式、数字编码式 4、按分割方式分：有绝缘轨道电路、无绝缘轨道电路（电气隔离式、自然衰耗式、强制衰耗式） 5、按所处的位置分：站内轨道电路、区间轨道电路 6、按轨道电路内有无道岔分：无岔轨道电路、道岔轨道电路 7、按适用的区段分：电化区段、非电化区段 8、按通道分：双轨条、单轨条

轨道电路的应用 主要用于区间和车站，通常是与自动闭塞制式相一致的轨道电路，按照自动闭塞通过信号机分区，每个闭塞分区就有其轨道电路。 对于机车信号来说，各种制式的区间轨道电路和站内电码化以后的轨道电路，就是其地面发送的设备，也就是信息来源。对于列车超速防护来说，带有编码信息的轨道电路是其车---地之间传输信息的通道之一。

站内轨道电路的划分和命名 1、划分原则 （1）、有信号机的地方必须设置绝缘节 （2）、满足行车、调车作业效率的提高 （3）、一个轨道电路区段的道岔不能超过3组 2、命名 道岔区段---------根据道岔编号来命名。如：1DG、1-3DG、1—5DG。 无岔区段---------1/3WG、1AG（下行咽喉）、2BG（上行咽喉）

工频交流连续式轨道电路 (一) 工频交流轨道电路的组成和工作原理 1.工频交流轨道电路组成: 工频交流轨道电路的构成由送电端、受电端、钢轨绝缘、钢轨引接线、钢轨接续线以及钢轨组成。

二 工频交流连续式轨道电路 送电端包括轨道变压器、变阻器，安装在变压器箱内。 受电端包括中继变压器及轨道继电器。其中，中继变压器在变压器箱或电缆盒中，轨道继电器在室内组合架上。 送、受电端根据相邻轨道电路的不同组合，有双送、一送一受、双受以及单送、单受等不同情况。 变压器箱或电缆盒用钢轨引接线接向钢轨。 钢轨接续线用来连接相邻钢轨，以减小钢轨接头处的接触电阻。 钢轨绝缘设于轨道电路分界处，用于隔离开相邻的轨道电路。

工频交流连续式轨道电路 2.工频交流轨道电路工作原理 当轨道电路完整，且无车占用时，交流电源由送电端经钢轨传输至受电端、轨道继电器吸起，表示本轨道电路空闲。 当车占用轨道电路时，轨道电路被车辆轮对分路，使轨道继电器端电压低于其工作值，轨道继电器落下，表示本轨道电路被占用。

工频交流连续式轨道电路 (二)工频交流轨道电路各部件及其作用： 1．轨道变压器：轨道变压器主要用于向轨道电路供电。 2.中继变压器：中继变压器用于轨道电路受电端，可使钢轨阻抗与轨道变压器阻抗相匹配。 3.变阻器：轨道电路用变阻器为R-2．2／220型，其工作电压不高，结构简单，牢固耐久，易调可靠，散热迅速。R-2.2／220型变阻器阻值2.2 Ω ，功率220W，容许电流10 A,容许温升105℃。 4．钢轨绝缘：钢轨绝缘安装在轨道电路分界处，以保证相邻轨道电路之间的可靠的电气绝缘，使它们互不影响。

工频交流连续式轨道电路 5．轨道电路连接线 轨道电路连接线包括引接线、钢轨接续线和道岔跳线。 (1)钢轨引接线 YG型钢轨引接线(简称引接线)是连接轨道电路送受端变压器箱或电缆盒与钢轨的导线。 2)钢轨接续线 钢轨接续线用于轨道电路接缝处的连接，以减小接触电阻。钢轨接续线分塞钉式和焊接式两种。

工频交流连续式轨道电路 (三) 道岔区段轨道电路 道岔区段轨道电路与无岔区段轨道电路不同之处在于钢轨线路被分开产生分歧，为此需增加道岔绝缘和道岔跳线，还有一送多受的问题。

二 工频交流连续式轨道电路 1．道岔绝缘和道岔跳线 道岔绝缘和道岔跳线的配置，如图所示为单开道岔，交叉渡线道岔，复式交分道岔。

工频交流连续式轨道电路 (1)道岔绝缘 道岔区段除各种杆件、转辙机安装装置等要加装绝缘外．还要加装切割绝缘，称为道岔绝缘，以防止辙叉将轨道电路短路。道岔绝缘视需要，可设在道岔直股钢轨上，也可设在道岔侧股钢轨上。 (2) 道岔跳线 为了保证信号电流的畅通，道岔区段除轨端接续线外，还需装设道岔跳线。道岔跳线由塞钉和镀锌低碳钢绞线组成，两端焊在圆锥形塞钉上。

工频交流连续式轨道电路 2．道岔区段轨道电路的连接方式。 道岔区段轨道电路的连接方式有串联式和并联式两种。 串联式道岔区段轨道电路：这种轨道电路的电流要流经整个区段的所有钢轨，可以检查所有跳线和钢轨的完整，因此比较安全。但结构较复杂。

工频交流连续式轨道电路 并联式道岔区段轨道电路： 这种电路较简单。直股或弯股有车占用时轨道继电器因分路均能落下，但在分支线路上只有电压检查没有电流检查。

工频交流连续式轨道电路 一送多受轨道电路设有一个送电端。 在每个分支轨道电路的另一端各设一个受电端。 各分支受电端轨道继电器的前接点，串联在主轨道继电器电路中。 当任一分支分路时，分支轨道继电器落下，主轨道继电器也落下，将主轨道继电器接点用在联锁电路中。

工频交流连续式轨道电路 采用一送多受轨道电路时，应注意以下各点： ①与到发线(包括场间列车走行线、外包线)相衔接(无其他道岔区段隔开)的道岔轨道电路的分支末端。应设受电端。 ② 所有列车进路上的道岔区段，其分支长度超过65m时(自并联起点道岔的岔心算起)，该分支末端应设受电端。 ③个别分支长度小于65m的分支线末端，当分路不良而危及行车安全时，亦应增设受电端。 ④一送多受轨道电路最多不应超过三个受电端。 ⑤一送多受轨道电路任一地点有车占用时，必须保证有一个受电端被分路。

工频交流连续式轨道电路 (四) 轨道电路的极性交叉 1．极性交叉 有钢轨绝缘的轨道电路，为了实现对钢轨绝缘破损的防护，要使绝缘节两侧的轨面电压具有不同的极性或相反的相位，这就是轨道电路的极性交叉，

二 工频交流连续式轨道电路 2．极性交叉的作用 极性交叉可防止在相邻轨道电路间的绝缘节破损时引起轨道继电器的错误动作。 对于交流供电来说，只要两相邻轨道电路的电流相位相反，它们的瞬间极性也相反，就得到极性交叉的效果。

工频交流连续式轨道电路 (五) 钢轨绝缘的设置 相邻轨道电路间必须设置钢轨绝缘，钢轨绝缘的设置应能满足保证安全、提高作业效率的要求。 1. 道岔区段警冲标内方的钢轨绝缘 在道岔区段，设于警冲标内方的钢轨绝缘，除双动道岔渡线上的绝缘外，其他安装位置距警冲标不得小于3.5 m处。这是考虑到车辆的最外方车辆至车钩的最大距离3.5 m，为保证列车进站后，其车钩应进入警冲标内方，否则可能造成侧面冲突。

工频交流连续式轨道电路 2．两钢轨绝缘应设于同一座标处 为保证安全，轨道电路的两钢轨绝缘应设于同一坐标处，避免产生死区段(有车占用不能反映出来，称为死区段)。死区段多发生在弯道上或道岔区段。 当两钢轨绝缘不能设在同一坐标时，其错开的距离(死区段)应不大于2.5 m，

工频交流连续式轨道电路 4．信号机处的钢轨绝缘 设于信号处的钢轨绝缘，应与信号机坐标相同。当不可能设于同一坐标时，为避免安装信号机时造成串轨、换轨等，在不影响行车的条件下，允许钢轨绝缘和信号机有一定距离。 5．半自动闭塞区段的预告信号机处 半自动闭塞区段的电气集中车站,预告信号机处的钢轨绝缘，宜安装在预告信号机前100 m处。 6．异型钢轨接头处 异型钢轨接头处，因槽型绝缘等尺寸不一样，不得安装钢轨绝缘。

电气化牵引区段的轨道电路 (一) 电气化牵引区段对轨道电路的特殊要求 电气化牵引区段的轨道电路必须满足以下特殊要求： 1．必须采用非工频制式的轨道电路 我国电气化铁路均采用工频50Hz交流供电（地铁采用1500V直流），钢轨既是牵引电流的回流通道，又是轨道电路信号电流的传输通道。因此轨道电路必须采用非工频制式，且该制式对50Hz牵引电流的基波及其谐波干扰应具备有效可靠的防护措施，以保证轨道电路设备安全可靠地工作。

电气化牵引区段的轨道电路 2.必须采用双轨条式轨道电路 双轨条轨道电路用扼流变压器沟通牵引电流成双轨条回流。轨道电路处于平衡状态, 便于实现站内电码化。而单轨条由一根轨条沟通牵引电流，对牵引电能损耗较大，轨道电路仅一根轨条通过信号电流，且易造成站内电码化串码、掉码，故不能采用。

电气化牵引区段的轨道电路 3．交叉渡线上两根直股都通过牵引电流时应增加绝缘节 为了确保交叉渡线上轨道电路和机车信号设备能正常工作，当交叉渡线上两根轨道都通过牵引电流时，该交叉渡线上应增加绝缘节。

电气化牵引区段的轨道电路 4.钢轨接续线截面加大 电气化区段的钢轨接续线，除应保证通过一定电流外，还要尽量减小钢轨接头的接触电阻，使两根钢轨阻抗平衡，减小牵引电流对轨道电路的干扰及牵引电能的损耗，以及保证设备和人身安全。因此，要求钢轨接续线有一定的截面积，且必须双套。

电气化牵引区段的轨道电路 5．道岔跳线和钢轨引接线截面加大，引接线等阻 为了减小钢轨阻抗，道岔跳线和钢轨引接线应采用截面积不小于42 mm2的多股镀锌钢绞线。为了减小两根钢轨引接线因长度不同，阻抗不等对轨道电路不平衡度的影响，钢轨接续线宜采用等阻连接线。

扼流变压器 防护设备 信号源 接收设备 中心连接板及抗流线 轨道箱连接线 牵引电流路径 信号电流路径 双轨条轨道电路图

电气化牵引区段的轨道电路 (二) 电化区段站内轨道电路制式 1．75 Hz或25 Hz交流计数电码轨道电路 2．移频轨道电路 4．不对称脉冲轨道电路

三 电气化牵引区段的轨道电路 1．75 Hz或25 Hz交流计数电码轨道电路 三 电气化牵引区段的轨道电路 1．75 Hz或25 Hz交流计数电码轨道电路 交流计数电码轨道电路中传输的是不同脉冲和间隔的计数电码，非电化区段采用50 Hz,电源供电，电化区段采用75 Hz或25Hz电源供电。采用“频率一电路”两级防护措施，信号频率选为75 Hz或25 Hz，具有频率防护能力，将脉动工作定为正常状态，对连续干扰具有防护功能。

电气化牵引区段的轨道电路 2．移频轨道电路 站内用的移频轨道电路亦采用频率调制方式。相邻区段采用300 Hz、400 Hz、500 Hz的不同载频，对绝缘破损有可靠的防护性能。站内移频轨道电路仅作为监督轨道电路区段的空闲与占用，故只需要一种低频信息即可，调制频率为8 Hz。频偏士18 Hz。

电气化牵引区段的轨道电路 3．25 Hz相敏轨道电路 25 Hz相敏轨道电路发送端采用铁磁变频器，将50 Hz交流电变频为25 Hz交流电．对轨道电路有良好的传输特性。采用集中调相方式，供使用的局部电源电压恒超前于轨道电源电压90°。不需对每段轨道电路进行个别调相，接收端采用二元二位轨道继电器，局部线圈和轨道线圈分别由独立的局部和轨道分频器供电，具有可靠的频率选择性和相位选择性，因而抗干扰能力强，有可靠的绝缘破损防护。

电气化牵引区段的轨道电路 4．不对称脉冲轨道电路 不对称脉冲轨道电路中传输的是每分钟182次、正负脉冲幅值比例为4—8：l的不对称脉冲。不对称脉冲由发码器中的晶闸管通过电子电路去控制工频交流电的导通角而形成。不对称脉冲译码器采用积分式脉冲波形鉴别器，动作作为轨道继电器的二元差动闭磁路继电器。有较高的瞬时功率，故分路灵敏度高，对工频正弦波和规定比例以外的各种干扰有很强的抗干扰能力。

轨道电路的基本工作状态和基本参数 (一) 轨道电路基本工作状态 轨道电路的基本工作状态为调整状态、分路状态和断轨状态三种。轨道电路在各种工作状态下，要受到许多外界因素的影响，其中受道碴电阻、钢轨阻抗和电源电压的影响最大，这三个参数的影响，对各种工作状态造成的影响又各不相同。

轨道电路的基本工作状态和基本参数 1．轨道电路的调整状态 轨道电路的调整状态，就是轨道电路完整和空闲。接收设备(如轨道继电器)正常工作的状态。 2．轨道电路的分路状态 轨道电路分路状态，就是当轨道电路区段有车占用时，接收设备(如轨道继电器)应被分路而停止工作的状态。

轨道电路的基本工作状态和基本参数 3．轨道电路的断轨状态 轨道电路的断轨状态，是指轨道电路的钢轨在某处折断时的情况，此时钢轨虽已折断，但轨道电路仍可通过大地构成回路。 接收设备中还会有一定值的电流流过．为了确保安全，断轨时．接收设备应不能工作。

轨道电路的基本工作状态和基本参数 (二) 轨道电路分路的几个术语 1．列车分路电阻 2．分路效应 3．分路灵敏度 4．极限分路灵敏度 5．标准分路灵敏度

轨道电路的基本工作状态和基本参数 1．列车分路电阻 列车占用轨道电路时，轮对跨在两根钢轨上形成的电阻．就称为列车分路电阻。它由车轮和车轴本身的电阻，以及轮缘与钢轨顶部的接触电阻组成。由于轮缘与钢轨的接触面很小．因此车轮和车轴的电阻比接触电阻小得多．可忽略不计。所以列车分路电阻，实际上就是轮缘与 钢轨的接触电阻。列车分路电阻的大小与轨道上分路的车轴数，车辆的载重情况、列车的运行状态、轮缘的装配质量和磨损程度、钢轨顶部的洁净程度等因素有关。它的变化范围很大，从千分之几欧到0.06 Ω。

轨道电路的基本工作状态和基本参数 2．分路效应 由于列车分路使轨道电路接收设备中电流减小，并处于不工作状态．称为有分路效应。在分路状态最不利条件下，有列车分路时，对于连续式轨道电路，要保证轨道继电器的端电压不大于它的可靠释放值；对于脉冲式轨道电路，要保证轨道继电器的端电压不大于它的可靠不吸起值。分路效应在很大程度上决定了轨道电路的质量。

轨道电路的基本工作状态和基本参数 3．分路灵敏度 分路灵敏度指在轨道电路的钢轨上，用一电阻在某点对轨道电路分路，若恰好能使轨道继电器线圈中的电流减小到释放值(脉冲式轨道电路为不吸起值)，则这个分路电阻值就叫做该点的分路灵敏度。轨道上各点的分路灵敏度不一样。分路灵敏度用电阻值(Ω )来表示。 4．极限分路灵敏度 对某轨道电路来说，各点的分路灵敏度中的最小值，就是该轨道电路的极限分路灵敏度。

轨道电路的基本工作状态和基本参数 5．标准分路灵敏度 标准分路灵敏度是衡量轨道电路分路效应优劣的标准。我国规定一般的轨道电路标准分路灵敏度为0.06 Ω 。对于一轨道电路，在分路状态最不利的条件下，用0.06 Ω 的标准电阻线，在任何地点分路时轨道电路的接收设备必须停止工作，该轨道电路的分路效应才符合标准。

轨道电路的基本工作状态和基本参数 (三) 轨道电路的基本参数 轨道电路的基本参数指的是它的一次参数和二次参数。 1．轨道电路的一次参数 轨道电路是通过钢轨传输电流的，钢轨铺设在轨枕上。轨枕置于道碴中，所以轨道电路是具有低绝缘电阻的电气回路。钢轨阻抗（钢轨电阻R和钢轨电抗 L的向量和）和漏泄导纳（漏泄电导G和漏泄容抗的向量和）是轨道电路固有的电气参数。轨道电路的一次参数是Z、Y、R、L、G、C 的总称。

四 轨道电路的基本工作状态和基本参数 (1) 道碴电阻 四 轨道电路的基本工作状态和基本参数 (1) 道碴电阻 如图所示。轨道电路的漏泄电流是由一根钢轨经轨枕、道碴和道床流往另一根钢轨的，其大小由钢轨线路的绝缘阻抗，即道碴电阻决定的。 道碴电阻是一个分布参数，通常以每千米钢轨线路所具有的漏阻值表示，称为单位道碴电阻，简称道碴电阻，用r d表示。单位是Ω ·km。

四 轨道电路的基本工作状态和基本参数 (2) 钢轨阻抗 四 轨道电路的基本工作状态和基本参数 (2) 钢轨阻抗 每公里两根钢轨(回路)的阻抗，称为单位钢轨阻抗，简称钢轨阻抗，用Z表示，单位是Ω /km。它包括钢轨本身的阻抗及钢轨接头处的阻抗。钢轨接头处的阻抗则包括鱼尾板及导接线的阻抗和它们的接触电阻。鱼尾板和钢轨间的接触电阻的大小和鱼尾板、钢轨端部表面的污垢及锈蚀程度、螺栓的松紧，气候条件有关。它的变化范围很大。安装了钢轨接续线后，该接触电阻与接续线阻抗及接续线和钢轨间的接触电阻所并联。固此，钢轨接头处的总阻抗就显著降低。且比较稳定。