固安GMG电子化高压不对称脉冲轨道电路技术资料.docx

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固安GMG电子化高压不对称脉冲轨道电路技术资料

GM-2009G型电子化高压不对称脉冲轨道电路

系统介绍

固安信通铁路信号器材有限责任公司

2012年5月

第一章GM-2009G型电子化高压不对称脉冲轨道电路系统介绍

一、系统构成

GM-2009G型电子化高压不对称脉冲轨道电路是在我国原脉冲轨道电路基础上，吸收国外脉冲轨道电路技术经验而研制的一种轨道电路制式，该制式轨道电路在解决分路不良方面优于其它制式轨道电路；系统分为电化区段脉冲轨道电路和非电化区段脉冲轨道电路两种类型，室内设备实现了电子化，并且电化区段和非电化区段通用；室外设备种类少，结构简单，便于现场施工和维护。

系统采用高压脉冲击穿钢轨锈层，有效降低轮－轨接触电阻，接收端电压急剧降低，使轨道继电器可靠落下。

脉冲接收器采用双机并用方式，共同驱动轨道继电器，大大提高了系统的可靠性。

系统具有设备故障报警和数据采集监测功能。

系统接有脉冲报警继电器（MBJ），能够及时通知设备故障情况；系统可以实时采集脉冲发送器、脉冲接收器的工作状态，并可把数据传递给微机监测系统。

系统主要设备包括：

脉冲发送器、脉冲衰耗器、脉冲接收器、脉冲扼流变压器、脉冲工频滤波器、脉冲匹配变压器、脉冲隔离器等，设备清单见表1-1。

表1-1脉冲轨道电路设备清单

序号

设备

型号

备注

1

脉冲发送器

GMC.QF1

25Hz供电

2

脉冲发送器

GMC.QF2

50Hz供电

3

脉冲接收器

GMC.QJ

直流24V供电

4

脉冲接收器

GMC.QJ1

直流24V供电

5

脉冲衰耗器

GMC.QS

提供状态指示

6

脉冲扼流变压器

GMC.BEP-600

7

脉冲扼流变压器

GMC.BEP-800

8

脉冲扼流变压器

GMC.BEP-1000

9

脉冲工频滤波器

GMC.GPL

含在扼流变压器内

10

脉冲匹配变压器

GMC.BP

非电化区段送、受端通用

11

脉冲隔离器

GMC.GL

用于2000（UM）系列电码化

12

脉冲隔离器

GMC.DGL

用于国内移频电码化

13

采集处理器

ZPW.JC

同2000系统共用

注：

根据现场供电情况选择1或2；根据是否电气化情况选择6、7、8或10；根据电化区段牵引电流的大小选择6、7或8；根据电码化类型选择11或12。

二、系统原理图

GM-2009G型电子化高压不对称脉冲轨道电路分为电化区段脉冲轨道电路和非电化区段脉冲轨道电路两种。

原理图如图3-1和3-2所示。

说明：

每个站配置1台采集处理器，负责处理采集终端采集的数据，可以做到对2000G移频信息和2009G脉冲信息同时采集、传输，只是采集终端不同。

图1-1电化区段脉冲轨道电路系统原理图

说明：

每个站配置1台采集处理器，负责处理采集终端采集的数据，可以做到对2000G移频信息和2009G脉冲信息同时采集、传输，只是采集终端不同。

图1-2非电化区段脉冲轨道电路系统原理图

三、系统技术条件

1、系统传输及设备构成按照“故障-安全”原则进行设计。

2、器材工作环境：

①环境温度：

室内：

-5℃～+40℃，室外：

-40℃～+70℃；

②相对湿度：

室内不大于85%（温度为25℃时），室外不大于95%（温度为30℃时）；

③大气压力：

70～106kPa（相当于海拔高度3000米以下）；

④振动频率：

5Hz～200Hz，室内设备加速度幅值5m/s2，室外设备加速度幅值20m/s2；

⑤周围环境无腐蚀和引起爆炸危险的有害气体。

3、轨道电路分路灵敏度为0.15Ω。

4、系统可靠工作电压≥15V，可靠不工作电压≤7.5V。

5、电缆长度：

送电端电缆环阻不大于50Ω，受电端电缆环阻不大于100Ω。

6、在钢轨回流不大于1000A的电气化区段，不平衡牵引电流不大于80A时，轨道电路应能可靠工作。

7、接收器落下延时：

不大于1.1s；吸起延时：

2s～3s。

8、电磁兼容及雷电防护：

系统满足铁路信号设备电磁兼容及雷电防护要求。

9、电子化高压不对称脉冲轨道电路具有防护绝缘破损的性能。

10、道床电阻为1.0Ω·Km，轨道电路的最大传输距离为1050m；道床电阻为0.6Ω·Km，轨道电路的最大传输距离为900m。

11、电子化高压不对称脉冲轨道电路系统能实现叠加或预叠加电码化。

四、系统特点

1、主要设备均集中放置在室内且设置有测试塞孔及指示灯，便于现场测试和维护；

2、系统室内设备实现电子化，采用大规模集成电路方式实现频率产生、信息处理、数据判断等，有效提高了设备的可靠性；

3、接收器采用双机并联运用方式，有效提高了系统的可靠性；电子接收器的返还系数较高，可以有效改善轨道电路的分路；

4、采用滤波和扼流变压器开气隙的技术，提高了系统抗不平衡牵引电流干扰的能力。

5、脉冲衰耗器带有微机监测子系统，能够实时监测脉冲信号的传输。

6、电子化高压不对称脉冲轨道电路能够产生3.3、3.9Hz两种频率信息，轨道电路可以进行频率交错设置有效防护邻线干扰。

五、器材介绍

（一）、脉冲发送器

1、用途

脉冲发送器适用于GM-2009G型电子化高压不对称脉冲轨道电路系统，电化及非电化区段通用，分为25Hz、220V和50Hz、220V供电两种。

脉冲发送器可产生3.3Hz、3.9Hz两种频率的脉冲信号，具有5档功率可调。

2、名称、规格、型号

脉冲发送器的名称、型号及规格见表1-2。

表1-2脉冲发送器技术规格

名称

型号

外形尺寸

重量

颜色

备注

发送器

GMC.QF1

320mm×280mm×168mm

21.1Kg

黑色

25Hz供电

发送器

GMC.QF2

315mm×200mm×171mm

10.2Kg

黑色

50Hz供电

3、脉冲发送器的使用

脉冲发送器端子及用途说明见表1-3。

表1-3发送器端子定义及用途说明

端子

功能

端子

功能

端子

功能

a1

功出（s2）

b1

F1

c1

功出（s1）

a2

限流电阻选择端

b2

c2

限流电阻0Ω

a3

限流电阻10Ω

b3

c3

限流电阻15Ω

a4

限流电阻5Ω

b4

F2

c4

FBJ-

a5

电源（ACL）

b5

+24、FBJ+、

频率选择

c5

024

a6

功出选择（FS0）

b6

c6

1电平（240）

a7

2电平（340）

b7

c7

3电平（440）

a8

4电平（540）

b8

c8

5电平（640）

a9

电源（ACN）

b9

c9

a10

b10

c10

D

4、技术指标

脉冲发送器技术指标见表1-4。

表1-4脉冲发送器技术指标

序号

测试项目

技术指标

备注

1

输出电平

（V）

1电平

波头＞240

负载为20Ω±5%电阻

2电平

波头＞340

3电平

波头＞440

4电平

波头＞540

5电平

波头＞640

2

脉冲频率（Hz）

频率F1

3.3±0.04

频率F2

3.9±0.04

5、安装与调试

发送器安装在室内托架上，通过接插件与外部线路连接。

前面板设计了电源、频率、功出三个塞孔，还设置了脉冲发送工作指示灯，便于现场测试及维护。

脉冲发送器要求选择一个频率条件、1档功出电压才可正常工作，功出电压可以根据调整表的要求进行。

注意：

在使用过程中脉冲发送器内阻与电缆环阻之和不得小于10Ω，且脉冲发送器不能空载。

（二）、脉冲接收器

1、用途

GMC.QJ（GMC.QJ1）型脉冲接收器适用于GM-2009G型电子化高压不对称脉冲轨道电路系统，电化及非电化区段通用，用于接收轨道脉冲信息，并对信息进行处理、判断，动作轨道继电器。

脉冲接收器采用双机并用方式，共同驱动轨道继电器。

GMC.QJ型接收器用于非电码化区段或2000系列电码化区段，GMC.QJ1型接收器用于国内移频电码化区段。

2、名称、型号、规格

脉冲接收器的名称、型号及规格见表1-5。

表1-5脉冲接收器技术规格

名称

型号

外形尺寸

重量

颜色

备注

脉冲接收器

GMC.QJ

310mm×90mm×161mm

2.2kg

黑色

双机并用

3、脉冲接收器的使用

脉冲接收器的电子定义及用途见表1-6。

表1-6脉冲接收器端子定义及用途

序号

端子号

代号

用途

1

d32

D

地线

2

d28

+24

＋24V电源

3

b28

（+24）

＋24V电源（由设备内给出）

4

z28

（+24）

＋24V电源（由设备内给出）

5

d30

024

024V电源

6

d14

F1

3.3Hz频率选择

7

b14

F2

3.9Hz频率选择

8

b12

ZIN

轨道信号输入

9

z12

GND

轨道信号输入共同回线

10

b2

G

轨道继电器输出线

11

d2

GH

轨道继电器回线

12

b24

JB+

接收故障报警条件“＋”

13

z24

JB-

接收故障报警条件“－”

4、技术指标

脉冲接收器的技术指标见表1-7。

表1-7接收器技术指标

序号

测试项目

技术指标

备注

1

吸起门限

波头电压：

≤12.5V

直流电源电压为24V±0.5V

2

落下门限

波头电压：

≥10V

3

吸起延时

2s-3s

4

落下延时

不大于1.1s

5、安装与调试

脉冲接收器安装到托架上，通过接插件与侧面端子连接，接插件采用手拧螺丝紧固，确保可靠接插。

脉冲接收器在安装前，首先测试机柜上脉冲接收器的“+24”和“024”两端子间电压，保证其极性正确，电压应在23.5V～24.5V范围内。

脉冲接收器频率应与本区段脉冲发送器频率相同，输入脉冲电压应满足可靠工作要求，并保证脉冲极性正确。

（三）、脉冲衰耗器

1、用途

GMC.QS型脉冲衰耗器适用于GM-2009G型电子化高压不对称脉冲轨道电路系统，电化及非电化区段通用。

用于对进入脉冲接收器的脉冲电压幅值进行调整；指示轨道空闲、占用状态；当脉冲发送器、脉冲接收器故障时为脉冲报警继电器提供报警条件。

脉冲衰耗器具有数据采集功能，能够监测脉冲发送器、脉冲接收器等设备的工作状态，并与采集处理器通信。

2、名称、型号、规格

脉冲衰耗器名称、型号及规格见：

表1-8。

名称

型号

外形尺寸

重量

颜色

备注

脉冲衰耗器

GMC.QS

305mm×150mm×165mm

4.5kg

黑色-

3、脉冲衰耗器端子定义及电平调整表

3.1脉冲衰耗器端子定义及用途说明

表1-9衰耗器端子定义

端子号

代号

用途说明

d2

V1

轨道信号输入

b2

V2

轨道信号输入回线

d10

ZIN（Z）

主机信号输出

b10

GND（D）

主机信号输出回线

d12

ZIN（B）

并机信号输出

b12

GND（D）

并机信号输出回线

z14

CS

测试端

d14、b14

2JB+、2JB-

2接收报警条件

b22、z22

1JB+、1JB-

1接收报警条件

d16、b18

FBJ-1、FBJ-2

发送报警继电器

z18、d18

BJ1-BJ2

发送报警条件

b16、z16

MB+、MB-

脉冲轨道报警条件

d22

1JS+

1接收+24V直流电源

d24

GZ

主机轨道继电器输出入

b24

GB

并机轨道继电器出入

d26

GH

轨道继电器出入回

d28

MBJ

脉冲报警继电器

d30

MBJ+

脉冲报警检查电源

d18、z20

BJ2-BJ3

接收报警条件

z28

2JS+

2接收+24V直流电源

z30

024

024V电源

d4、b4

S1、S2

发送功出

d6、b6

Vin+、Vin

发送电源

d8、b8、b28

FFJ、ZFJ、FH

正、反向输入及回路

z2、z4、z6、z8

A3、A2、A1、A0

地址

b30、d32

+24、G24

输入电源

z10、z12

CANL、CANH

CAN信号输出

3.2脉冲衰耗器电平调整表（见附表1）

4、技术指标

脉冲衰耗器技术指标见表1-10。

表1-10脉冲衰耗器技术指标

序号

测试项目

技术指标

备注

1

空载测试

Ud2-z14＝7.5±1.5V

b2、d2输入交流50Hz、30V

I空≤120mA，UD1-D2＝14.18V，

UD2-D3＝7.09V，UD4-D5＝3.54V，

UD5-D6＝1.907V，UD7-D8＝0.545V，

UD8-D9＝0.818V，UD9-D10＝0.273V，

精度为±5%

b2、z14输入交流50Hz、30V

2

绝缘电阻

≥200MΩ

DC500V

3

绝缘耐压

设备无击穿或闪络现象

50Hz、1000V，历时1min，漏电流1mA

5、安装与调试

脉冲衰耗器安装在室内托架上，采用接插件与组合侧面连接，接插件采用手拧螺丝紧固，确保可靠接插，电压调整采用万可端子。

脉冲衰耗器前面板设有GJ（B）、GJ（Z）、GJ、轨入、轨出共五个测试塞孔，具有运行、通信、发送工作、1接收工作、2接收工作、轨道占用和轨道空闲共七个指示灯，方便现场测试及维护。

脉冲衰耗器的电平可参照调整表进行，并确保脉冲极性正确。

合理配置脉冲衰耗器的地址，确保监测系统的正常工作。

（四）、脉冲扼流变压器

1、用途

脉冲扼流变压器适用于GM-2009G型高压不对称脉冲轨道电路系统，用于脉冲信息的传输及构通牵引电流回路，用于电化区段。

内含脉冲工频滤波器，用于降低不平衡牵引电路对轨道电路正常工作的干扰。

2、名称、型号、规格

脉冲扼流变压器的名称、型号及规格见表1-11。

表1-11扼流变压器技术规格

名称

型号

外形尺寸

重量

颜色

备注

脉冲扼流变压器

GMC.BEP-600

390mm×335mm×410mm

60kg

灰色

电化

3、脉冲扼流变压器端子用途说明

a、端子1、2为牵引线圈端子，接轨道侧；

b、端子4、5、6、7、8为信号线圈端子，接设备侧；

c、端子9、10、11为抗干扰线圈端子，与工频滤波器配套使用。

4、脉冲扼流变压器技术指标

脉冲扼流变压器技术指标见表1-13。

表1-12扼流变压器技术指标

测试项目

技术指标

备注

同名端

1、4、9

匝比测试

U1-2/U4-5＝1:

3、U1-2/U4-6＝1:

7

U1-2/U4-7＝1:

8、U1-2/U4-8＝1:

9

U1-2/U9-10＝1:

7、U1-2/U9-11＝1:

12

信号侧输入3V电压，误差为±5%，

牵引线圈25Hz未经磁化阻抗

阻抗为0.15Ω-0.25Ω

牵引线圈加25Hz0.5V电压

不平衡度

不大于1%

5、脉冲扼流变压器安装及调试

脉冲扼流变压器安装在轨旁基础桩上，用螺栓紧固；安装时，钢轨连接线及中点连接板应与变压器可靠连接。

（五）、脉冲匹配变压器

1、用途

脉冲匹配变压器适用于GM-2009G型电子化高压不对称脉冲轨道电路系统，用于匹配电缆与钢轨的阻抗，多个变比可调，用于调整轨面电压，适用于非电化区段。

2、名称、型号、规格

表1-13脉冲匹配变压器技术规格

名称

型号

外形尺寸

重量

颜色

备注

脉冲匹配变压器

GMC.BP

185mm×140mm×220mm

7.5kg

黑色

非电化

3、脉冲匹配变压器的端子使用及变比调整见附表2。

4、脉冲匹配变压器技术指标

表5-13脉冲匹配变压器技术指标

测试项目

技术指标

备注

空载电流

300mA≤I≤400mA

I1-I4（连接I2-I3）

输入50Hz，10V

空载电压

UII1-II2=1.6625V～1.8375V；

UII3-II4=0.95V～1.05V；

UIII1-III3=2.1375V～2.3625V。

I1-I4输入50Hz，10V

（连接I2-I3）

高压脉冲

UII1-III3=90±15V。

I1-I4输入峰头180±5V

（连I2-I3、II2-II3，II4-III1）

5、安装使用

脉冲匹配变压器安装在轨旁XB箱中，变比调整参照调整表要求进行。

（六）、脉冲隔离器

1、用途

脉冲隔离器用于GM-2009G型电子化高压不对称脉冲轨道电路（预）叠加2000系列（国内移频）电码化系统，用于隔离脉冲电压对电码化发送器的冲击，并为电码化信息提供通路。

2、名称、型号、规格

脉冲隔离器的名称、型号及规格见表1-14。

表1-14脉冲隔离器技术规格

名称

型号

外形尺寸

重量

颜色

备注

脉冲隔离器

GMC.GL

330mm×102mm×160mm

4.8kg

灰色

2000系列

脉冲隔离器

GMC.DGL

330mm×102mm×160mm

4.5kg

灰色

国内移频

3、脉冲隔离器端子定义及用途说明

AT5、AT15为移频输入端子，AT6、AT16为移频输出端子，接入脉冲电压后接向分线盘。

表1-15脉冲隔离器频率封线表

载频（Hz）

连接端子

1700/550

AT12-AT18、AT12-AT14、

2000/650

AT12-AT17、AT12-AT13、

2300/750

AT12-AT8、AT12-AT4、

2600/850

AT12-AT7、AT12-AT3、

4、脉冲隔离器技术指标

表1-16GMC.GL隔离器技术指标

序号

测试项目

技术指标

备注

1

2000传输测试

U6-16＞35V

输入U5-15=50V

U9-19＞0.5V

输入U1-11=2V

2

脉冲隔离测试

U5-15＜10V

输入U6-16=600V

U9-19＜10V

输入U1-11=600V

3

绝缘电阻

≥200MΩ

DC500V

4

绝缘耐压

设备无击穿或闪络现象

50Hz、1000V，历时1min，漏电流1mA

表1-17GMC.DGL隔离器技术指标

序号

测试项目

技术指标

备注

1

移频传输测试

U6-16＞35V

输入U5-15=50V

2

脉冲隔离测试

U5-15＜10V

输入U6-16=600V

3

绝缘电阻

≥200MΩ

DC500V

4

绝缘耐压

设备无击穿或闪络现象

50Hz、1000V，历时1min，漏电流1mA

5、安装与使用

脉冲隔离器安装于室内托架上，根据电码化频率选择跳线端子。

（七）、微机监测子系统

GM-2009G型电子化高压不对称脉冲轨道电路系统自带数据监测功能，采集终端为脉冲衰耗器，中间机为采集处理器，可同时完成脉冲系统和2000G系统的数据收集、处理，并

向集中监测站机传输数据，系统构成如图1-3。

图1-3监测子系统构成图

脉冲衰耗器负责采集脉冲发送器、脉冲接收器的工作状态，轨出波形等，并把采集到的数据传输给采集处理器；

采集处理器负责与采集终端和站机通信，收集采集终端的数据，按照技术协议对数据进行处理，按照上位机的要求传输数据；采集处理器与集中监测站机的通信可以选用RS422方式，也可选用TCP/IP方式。

主要监测数据见表1-18

表1-18微机监测主要监测数据

序号

项目

定义（备注）

1

FBJ

0：

发送器工作故障；1：

正常

2

GZ

0：

主机无轨道继电器输出；1：

正常

3

GB

0：

备机无轨道继电器输出；1：

正常

4

G

0：

无轨道继电器输出（占用）；1：

有（空闲）

5

JS-24V

0：

无接收电源；1：

正常

6

JBJ

0：

接收器器工作故障；1：

正常

7

轨出电压

0～100V，精度±2%。

8

轨出频率

3.3Hz或3.9Hz，精度±0.1Hz。

9

轨出电压波形

10

发送器电源电压

176～253V，精度±2%。

11

发送器电源频率

25Hz或50Hz，精度±0.1Hz。

第二章GM-2009G型电子化高压不对称脉冲轨道电路施工和调整

一、施工参考

1、所需工具见表2-1

表2-1所需工具清单

序号

名称

规格

单位

备注

1

电钻

Ф6.5mm、Ф13mm

台

2

冲击钻

Ф13mm

台

3

曲线锯

台

4

扳手

150mm、300mm

把

5

钢锯

300mm

把

6

锉

套

7

钻头

Ф5、Ф7、Ф10

根

8

小工具

套

9

直角尺

300mm

把

10

水平尺

600mm

把

2、设备布置

室内设备均安装在标准的室内组合机柜（960mm*500mm）中，室外设备采用XB箱进行安装。

各设备具体安装要求见表2-2。

表2-2设备安装位置要求说明表

序号

设备名称、型号

安装

备注

1

脉冲发送器

放置于室内发送托盘

GMC.QF1为25Hz供电；

GMC.QF2为50Hz供电。

2

GMC.QS型脉冲衰耗器

放置室内于接收托盘

3

GMC.QJ型脉冲接收器

放置于室内接收托盘

双机并用

4

GMC.BP型脉冲匹配变压器

安装于XB箱

替换既有轨道变压器（非电化）

5

GMC.BEP型脉冲扼流变压器

安装于轨旁基础桩上

替换既有扼流变压器（电化）

6

GMC.GPL型工频滤波器

安装于XB箱

与扼流变压器配套使用

7

JWXC-1700继电器

1个继电器位置

继电器组合

8

直流断路器

占用零层1个位置

主备接收器单独使用电源，双断

9

交流断路器

占用零层1个位置

10

GMC.DGL型脉冲隔离器

放置于电码化隔离组合内

用于国内移频电码化

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GMC.GL型脉冲隔离器

放置于电码化隔离组合内

用于2000（UM）系列电码化

3、室内设备的安装

⑴室内设备安装条件

信号机械室应能满足GM-2009G型电子化脉冲轨道电路设备安装的要求。

安装前，核对信号机械室内的沟、槽位置；检查接地装置是否满足要求。

了解新建信号机械室的交工以及供电、照明等情况，以免发生不必要的麻烦。

⑵准备工作

设备安装前要进行现场调查和设备到货核实，室内是否满足设备安装条件，进场前与设备管理及运营管理部门签定施工安全和配合协议，对施工人员逐级进行施工技术交底，使每一名技术人员及操作工人熟练掌握本项目的施工工艺、操作要点及质量标准。

设备安装具体准备工作按以下程序进行：

①拆开设备