传感器磁头 铁路信号基础设备总结

铁路信号基础设备总结

第一章

1、铁道信号的作用。列举常用的信号设备。

答：作用：① 保证行车安全 ②提高运输效率，实现运输管理自动化③改善铁路员工的劳动条件

列举：继电器，轨道电路，信号机，转辙机。

第二章

1、铁路信号的分类（参考教材）

答：按人体感官分：听觉信号；视觉信号

按发出信号的机具能否移动分：手信号（基本不再使用）；移动信号：（施工、维修临时使用）；固定信号（常用）

固定信号的分类

①、按设置部位分为：固定信号可分为地面信号和机车信号

②、按信号机的构造分为：地面信号机可分为色灯信号机和臂板信号机

③、按用途分类：固定信号可分为信号机和信号表示器两大类

④、按显示数目分类：单显示，二显示，三显示和多显示

2、对信号显示基本技术要求

答：（1）信号显示应力求简单明了，是行车人员易于辨认

（2）信号应有足够的显示数目和显示距离，以便于司机能准确及时地辨认信号，平稳地驾驶列车运行

（3）信号设备应符合“故障—安全”原则，当信号设备发生故障时，信号机应能自动地给出最大限制的信号显示

（4）信号显示应具有较高的抗干扰能力，尽量减少受风沙、雨雪、迷雾和背景以及其他灯光的影响

3、机车信号显示的含义

答：书P9 表2.4

4、信号基本灯光颜色及其含义（p17）

答：绿色——按规定速度运行信号

黄色——注意和减速信号

红色——停车信号

蓝色——调车禁止信号

白灯——调车容许信号

紫色——作为道岔表示器表示道岔直向开通的灯光

月白灯——允许越过该信号机调车

5、信号机的命名和关闭时机

答：

关闭时机：

①、集中联锁车站的进站、进路、出站信号机，线路所通过信号机及自动闭塞区段的通过信号机，当列车或车辆第一轮对越过该信号机后自动关闭

②、调车信号机在调车车列全部越过调车信号机后自动关闭；当调车信号机外方不设或虽设轨道电路而占用时，应在调车车列全部出清该调车信号机内方第一轨道区段后自动关闭；根据需要也可在调车车列第一轮对进入调车信号机内方第一个轨道区段后自动关闭

③、引导信号应在列车头部越过信号机后及时关闭

④、非集中联锁车站的进站信号机及线路所通过信号机，在列车进入接车线轨道电路后自动关闭，出站信号机应在列车进入出站方面轨道电路后自动关闭

命名：

①、进站信号机：是按列车运行方向。如X（下行）、S（上行）、Xf（多路进站口）

②、出站信号机：是按列车运行方向，右下角加股道号。如，S5等，多车场先加入车场号再加股道号。

③、调车信号机：以D表示，再在右下角加以顺序号。从列车到达方向顺序编号，上行咽喉用双数，下行咽喉用奇数。如：D2，D9，多车场以百位表示车场。

④、接车进路信号机：是按列车运行方向.如：下行XL，上行SL。当有并置或有连续布置的接车进路信号机则在其右下脚加序号。

⑤、发车进路信号机：是按列车运行方向，右下角加车场号再加股道号。

⑥、预告信号机：第一字母为Ｙ，后面缀主体信号机编号。

⑦、通过信号机：以该信号机所在地点坐标公里数和百米数上行为偶数下行为奇数。

6、进站和出站信号机的作用和设置，灯光颜色的含义（其他类型信号机参看P13）

答：

①、进站信号机

作用：防护车站，指示列车的运行条件，保证接车进路的正确和安全可靠，凡车站的列车入口处必须装设进站信号机。

设置：距离最外方进站道岔尖轨尖端（顺向为警冲标）大于50m小于400m处。

②、出站信号机

作用：防护区间，作为列车占用区间的凭证，指示列车能否进入区间；与发车进路以及敌对进路相联锁，指示站内停车位置。发车线端部必须设置出站信号机。

设置：警冲标外方3.5~4m处。 防止侧面冲突。

灯光颜色的含义：

①、进站色灯复示信号机，采用灯列式机构，显示下列信号：

两个月白色灯光与水平线构成60º角显示，表示进站信号机显示列车经道岔直向位置向正线接车信号；

两个月白色灯光水平位置显示，表示进站信号机显示列车经道岔侧向位置接车信号；

无显示，表示进站信号机在关闭状态。

②、出站及进路色灯复示信号机 显示下列信号：

一个绿色灯光，表示出站或进路信号机在开放状态；

无显示，表示出站或进路信号机在关闭状态。

③、调车色灯复示信号机 显示下列信号：

一个月白色灯光，表示调车信号机在开放状态；

无显示，表示调车信号机在关闭状态。

④、驼峰复示信号机 显示下列信号：

一个黄色灯光，指示机车车辆向驼峰预先推送；当办理驼峰推送进路后，其灯光显示与驼峰信号机的显示相同；

无显示，表示驼峰信号机在关闭状态。

7、信号表示器和线路标志的含义：

答：

表示器的含义：

①、进路表示器：设在出站以及发车进路兼出站信号机上，指示发车进路开通的方向。在我国，进路表示器只用于出站信号机。

②、发车表示器：反映列车出发时，车站值班员是否向运转车长发出了发车信号，或运转车长是否向司机发出了发车信号（月白灯）。

③、发车线路表示器：调车场的编发线上，用于设有线群出站信号机的地方，补充说明哪条线路发车。

④、调车表示器：指挥调车人员进行调车

⑤、发车表示器：运转车长通知司机发车用的表示器。

⑥、调车表示器：向调车人员表示可否从牵出线向调车区或从调车区向牵出线运行的表示器。

⑦、道岔表示器：用以反映道岔所处的状态

线路标志的含义：

①、绝对信号机与容许信号机的区别标志：进站、出站、进路、防护、通过（指防护所间区间的）等固定信号机，它们显示的停车信号，是绝对的停车信号，如不给出引导信号，则绝对地禁止列车越过它。

②、单显示信号机的区别标志：如遮断信号机和复示信号机。复示信号机只复示主体信号机在开放状态（点一个绿色灯光）；遮断信号机是显示停车信号（红灯）的，要求列车停在它的前面。遮断预告信号机的标志相同，当遮断信号机显示红灯时，遮断预告信号机显示一个黄色灯光。

③、预告信号机的区别标志：预告信号机预告其主体信号机在关闭状态还是在开放状态，它没有停车信号显示，最大限制的显示意义是注意运行，预告其前方的主体信号机在关闭状态。

④、引导及容许信号的标志：

“引导信号”：准许列车越过红灯以规定的限制速度向前运行，并随时准备停车。

“容许信号”：在其主体信号机显示一个红色灯光时，它显示一个蓝色灯光，指示铁路局规定的某些列车在该红灯前面可以不停车，继续以规定的限制速度(20 km/h )运行至次架通过信号机并随时准备停车，以避免停车后起动不了或起动困难。

⑤、警冲标：是用来指示机车车辆停车时，不准向道岔方面或线路交叉点方面越过，以防止停留在该线上的机车车辆与邻线上的机车车辆发生侧面冲撞的标志。警冲标设在两条汇合线路间距为4m的中间处，用以指示机车车辆停车时，不得向道岔方向越过的地点。4m的数值是根据机车车辆限界3.4m再加上一些富裕空间确定的

第三章 道岔转换与锁闭设备

1.如何从根本上消除有害空间 ？

解决道岔有害空间的根本之道，当然是消灭有害空间。既然普通道岔做不到，就必须研制特殊道岔——活动心轨道岔。活动心轨最主要的特点是辙叉心轨可以板动。当我们要开通某一方向股道时，活动心轨的辙叉心轨就与开通方向一致的翼轨密贴，与另一翼轨分开，这样一来，普通道岔的有害空间就不存在了。实践证明，消灭了道岔有害空间，行车更加平稳，过岔速度限制较小，因而特别适合运量大，需要开行高速列车的线路使用。

2.定位和反位的含义是什么？

道岔有两个可以改变的位置。我们通常把道岔经常所处的位置叫做定位，临时根据需要改变的另一位置叫做反位。为改变道岔的两个位置，在道岔尖轨处需要安装道岔转辙设备。

3.转辙机的作用

1、转换道岔的位置，根据需要转换至定位或反位

2、道岔转至所需位置而且密贴后，实现锁闭，防止外力转换道岔

3、正确反映道岔的实际位置，道岔尖轨密贴于基本轨后，给出相应的表示。

4、道岔被挤或因故处于“四开”位置时，及时给出报警和表示.

4.对转辙机的基本要求（p27）

1、作为转换装置，应具有足够的拉力，以带动尖轨作直线往返运动；当尖轨受阻不能运动到底时，应随时通 过操纵使尖轨回复原位。

2、作为锁闭装置，当尖轨与基本轨不密贴时，不应进行锁闭，一旦锁闭，应保证道岔不因列车通过的震动而错误解锁。

3、作为监督装置，应正确反映道岔的状态。

4、道岔被挤后，在未修复之前不应再使道岔转换。

5.ZD6型转辙机的结构及工作过程

结构图

①　移位接触器：监督挤切削的受损状态

②　锁闭齿轮：把旋转运动改变为直线运动带动道岔尖轨位移并最后完成内部锁闭

③　主轴：通过动作杆带动尖轨运动，并完成锁闭作用

④　动作杆：与齿条块之间用挤切削相连

⑤　表示杆：由前后表示杆以及两个检查块组成

⑥　自动开闭器：反映道岔尖轨位置状态的部件

⑦　减速器：减速器限制电动机转速

⑧　电动机：电动机是电动转辙机的动力

工作原理：

当电动机通入规定方向的道岔控制电流，电动机轴按图中所示的逆时针方向旋转。电动机通过齿轮带动减速器，这时输入轴按顺时针方向旋转，输出轴按逆时针方向旋转。输出轴通过起动片带动主轴，按逆时针方向旋转。锁闭齿轮随主轴逆时针方向旋转，锁闭齿轮在旋转中完成解锁、转换、锁闭三个过程，拨动齿条块，使动作杆带动道岔尖轨向右移动，密贴于右侧尖轨并锁闭。同时通过起动片、速动片、速动爪带动自动开闭器的动接点动作，与表示杆配合，断开第1，3排接点，接通第2、4排接点。完成电动转辙机转换、锁闭及给出道岔表示的任务。

6.道岔的锁闭方式

锁闭 尖轨以及可动心轨是可移动部件，在列车通过时必须保证其固定在开通直股或侧股的位置，并且不因任何外力而改变，这就是道岔“锁闭”最基本的含义。

按锁闭方式可分为内锁闭和外锁闭

1、内锁闭：内锁闭是当道岔由转辙机带动转换至某个特定位置后，在转辙机内部进行锁闭，由转辙机动作杆经外部杆件道岔实现位置固定。不能适应提速的需要，满足不了安全及速度的要求。

2、外锁闭：当道岔由转辙机带动转换至某个特定位置后，通过本身所依附的锁闭装置，直接把尖轨与基本轨或心轨与翼轨密贴夹紧并固定，称为外锁闭。外锁闭尖轨与基本轨密贴处实行锁闭，力量大，安全系数高。

7.滚珠丝杠的作用

滚珠丝杠相当于一个直径32mm的螺栓和螺母。当滚珠丝杠正向或反向旋转一周时，螺母前进或后退一个螺距。它一方面将电动机的旋转运动变成丝杠的直线运行；另一方面起到减速作用，减速比取决于丝杠的螺距。滚珠丝杠作为驱动装置，延长了转辙机的使用寿命。

S700K型电动转辙机的传动过程（P52）

8.转辙机的基本动作原理

动作程序与ZD6型电动转辙机的动作程序大致相同，可分为三个过程：

第一 为解锁过程（先断开表示，后机械解锁）；

第二 为转换过程；

第三 为锁闭道岔及接通表示接点的过程(先机械锁闭；后接通表示电路)

9.电液转辙机型号表示

ZYJ7 - A220 + 150/1810 + 4070

Z:转辙机 Y：液压 J：交流（直流不标注） 7：顺序设计号 A：派生顺序号

220：第一次牵引点额定动程(mm) 150：第二牵引点额定动程(mm)

1810：第一牵引点额定负载(N) 4070：第二牵引点额定负载(N)

【详情请参看P56~P57】

10.转辙机的设置

（一）未提速区段

1、未提速之前，每一组道岔岔尖处均设一台转辙机，称为单机牵引 。

2、12号AT道岔，尖轨加长且有弹性，需两台转辙机

3、可动心轨道岔心轨需单独设置一台转辙机

(二)提速区段（采用S700K及钩式外锁闭）

1、提速12号道岔，2+2或2

2、提速18号道岔，需5台（3+2），30号需9台（6+3）实现牵引。两台以上的称谓

多机牵引 。

一、继电器的定义

继电器是一种当控制参数变化时，能引起被控制参数突然变化的电器元件，具有继电特性。

当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中，使被控量发生预定阶跃变化的一种自动器件。

它实际上是用较小的电流（物理量）去控制较大电流（物理量）的一种“自动开关”。

二、信号继电器的分类

1、按动作原理分：电磁、感应、热力、固态继电器

2、按动作电流分：直流（无极、偏极、有极）、交流、交直流继电器

3、按输入量物理性质：电流、电压、功率、频率、非电量继电器

4、按动作速度：快动、正常、缓动继电器

5、按接点结构：普通接点、加强接点继电器

6、按工作可靠度：安全型、非安全型（前者称为N，重力式继电器，后者称为C型弹力式继电器）

三、常用继电器型号表示（字母、数字表示什么）

采用汉字拼音字母和数字表示，字母表示继电器种类，数字表示线圈的阻值。例：无极加强接点缓放 继器

四、安全型继电器的特点：

所谓安全型继电器是指它的结构必须符合故障～安全原则(发生安全侧故障的可能性远远大于发生危险侧故障的可能性；对铁路信号而言，处于禁止运行状态的故障有利于行车安全，称为安全侧故障；处于允许运行状态的故障可能危及行车安全，称为危险侧故障)。

前接点代表危险侧信息，后接点代表安全侧信息

为了达到故障一安全要求,安全型继电器在结构上有以下特点 ：①前接点采用熔点高、不会因熔化而使前接点粘连的导电性能良好的材料. ②增加衔铁重量,采用“重力恒定”原理在线圈断电时强制将前接点断开. ③采用剩磁极小的铁磁材料构成磁路系统,并在衔铁与极靴之间设有一定厚度的非磁性止片,当衔铁吸起时仍有一定的气隙以防剩磁吸力将衔铁吸住. ④衔铁不致因机械故障而卡在吸起状态。

继电特性：回差特点：吸起值>释放值 返还系数:工作值>吸起值(返还系数远小于1)

五、无极、偏极、有极、整流型继电器的结构特点和电气特性

1、无极（jwx） ：（1）结构：电磁系统（线圈、铁心、轭铁、衔铁）、接点系统（拉杆、动静接点组）

（2）动作原理：电→磁→力→动作拉杆

（3） F吸引力＞F重力为吸起状态。

F吸引力＜F重力为落下状态。

（4）无极特性

无论什么极性，只要达到它的规定电压（电流）值，继电器就励磁吸起。

2、偏极继电器JPXC-1000

(1)特点

鉴别电流的极性，在方形极靴前装有L形永久磁钢。只有线圈中的电源极性1+、4-，继电器才励磁，反方向不励磁，无电时落下。如果永久磁铁失磁，继电器无论通过什么方向的电流都不能使继电器吸起。

(2)电气特性:

具有鉴别电流极性的功能

反极性不吸起是有条件的，即反向加200 V电压，衔铁不能吸起，以保证其工作的可靠性。

3、有极继电器JYJXC

特点:

磁系统中增加了永久磁钢。在线圈中通以规定极性的电流时，继电器吸起，断电后 仍保持 在吸起位置；通以反方向电流时，继电器打落，断电后保持 在打落位置。

具有定位 和反位 两种稳定状态。

1）在磁路结构中有永久磁铁或起永久磁铁作用的局部线圈。

2）衔铁动作是受两种独立的磁系统控制：控制磁通；极化磁通。

3）灵敏度较高。

4）动作时间较快。

4、JZX整流式继电器

整流继电器JZXC-480与无极型基本一致，仅在接点组上安装了二极管组成的半波或全波整流电路。

5、安全型继电器的电气特性

安全型继电器的电气特性通过电气参数来反映。

(1)．额定值 ——继电器在运用状态时的电压值或电流值；

(2)．吸起值 ——使继电器动作（动接点与前接点接触 ）所需 要的最小电流或电压值；

(3)．工作值 ——使继电器动作，前接点全部闭合，并 满足规定的接点压力所需的最小电流或电压值；

(4) 释放值 ——继电器从规定值降低到前接点断开时的电压或电流值；

(5)．转极值 ——有极继电器的动接点由定位转换到反位或由反位转换到 定位所需要的电压或电流值；

(6)．过负载值 ——继电器允许接入的最大电压或电流值（一般为工作值 的四倍），接入过负载值后，线圈不受损伤，电气特性 亦不变化；

(7)．吸起时间 ——从继电器线圈接通规定的电压或电流时起至全部前接点闭合的时间；

(8)．释放时间 ——切断供以规定的电压或电流的电源时起至全部动接点与后接点闭合的时间；

(9)．安全系数 ——额定值与工作值之比；

(10)．返还系数 ——释放值与工作值之比称为返还系数。

六、改变继电器时间的参数方法

1.改变继电器结构的方法

（1）改变衔铁与铁心磁吸间止片（δ0 ）的厚度，以改变继电器的落下时间，止片增厚，落下时间减小，止片减薄，落下时间增大。

（2）磁路系统选用电阻率较高的铁磁性材料，使涡流影响减小从而缩短继电器的动作时间。

（3）在保证工作安匝的前提下增大线圈导线的线径，以此来提高电流的储备系数，使额定电流提高，加速电流的增长速度使其减小吸起时间。

（4）在铁心上套铜套（铜环）使继电器达到缓动（缓吸和缓放）。

2.改变电路的方法

（1）提高继电器的端电压使继电器快吸

（2）在继电器线圈电路中串联一个灯泡使继电器快吸

（3）与继电器线圈串联rc并联电路使继电器快吸

（4）并联电阻或二极管使继电器缓放

（5）并联 rC 串联电路使继电器缓放

七、交流二元二位继电器含义

二元是指有两个互相独立又互相作用的交变电磁系统；二位是指继电器有吸起和落下两种状态。根据频率不同，交流二元二位继电器分为 25 Hz 和 50 Hz两种。

（1、JRJC-66/345 型和 JRJC1-70/40 型二元二位继电器用于交流电气化区段的 25 Hz 相敏轨道电路中作为轨道继电器。它们由专设的 25 Hz 铁磁分频器供电，具有可靠的频率选择性和相位选择性，对于轨端绝缘破损和不平衡造成的 50 Hz 干扰能可靠地防护；另外还有动作灵活的翼板转动系统、紧固的整体结构，不仅经久耐用，而且便于维修。

2、50 Hz 交流二元二位继电器主要用于地下铁道、矿山等直流牵引区段的轨道电路中作为轨道继电器。其结构和动作原理与 25 Hz 交流二元二位继电器基本相同，只是线圈参数有所不同，以适应不同频率的需要。 ）

八、继电器的定位规定（原则）

1、继电器的定位状态应与设备的定位状态一致，信号布置图中所反映的设备状态约定为设备的定位状态。

例如：一般信号机以关闭为定位状态，道岔以开通定位为定位状态，轨道电路以空闲为定位状态。

2、根据故障-安全原则，继电器的落下状态必须与设备的安全侧相一致。例如：信号继电器的落下应与信号关闭相一致，轨道继电器的落下应与轨道电路占用相一致。

九、继电器动作规律（P102图）以及继电器线圈的图形符号（p103图）

继电器吸起----（动）中接点与前接点闭合，与后接点断开。

继电器落下----（动）中接点与前接点断开，与后接点闭合。

十、自闭电路（自保电路）

自闭电路： 凡是有自身前接点参与保持该继电器吸起的，称为自闭电路

十一、继电器电路分析方法

1、动作程序法（时序）

用来表示继电器动作过程，着重反映继电器电路时序因果关系， 并不严格表达逻辑功能。

“↑”表示继电器的吸起；“↓”表示继电器落下；“→”表示促使继电器吸起、落下；“|”表示逻辑“与”

2、时间图解法

时间图解法能清楚的表示出各继电器的工作情况、互相关系和时间特性，能准确反映整个电路动作过程。

3、接通径路法（接通公式法或跑电路法，经常使用）

仅仅表达的是继电电路的导通路径，而不能反映电路的逻辑功能。

电源正极经继电器接点、线圈及其他器件（按钮接点、二极管等）流向电源负极的回路。

十二、直流电磁式无极继电器吸起值为什么比释放值大？

（1）继电器吸起状态与释放状态时工作气隙大小不同。继电器没有吸起前衔铁属于释放状态，这时工作气隙大，磁路的磁阻大。衔铁处于吸起状态时工作气隙小，磁路磁阻小。因此，要能产生足以吸起衔铁的磁通所需的磁势（安匝）也就不同，工作气隙大时安匝要大，也就是线圈中的电流或两段电压值要大，工作气隙小时安匝需要小，即电流电压值需要小。

（2）铁磁材料的磁滞影响，电流相同时的磁通值Ф大小不同，电流增大时Ф小于下降时的Ф。当继电器线圈中的电流从零增大时，安匝增大到I1W,铁芯中的磁通0a曲线按规律增大到Ф使继电器吸起。当电流从大于工作值的情况下减小，安匝也随着减小时，由于磁滞的影响，磁通沿另一条曲线ab缓慢下降，致使安匝降到小于I1W值的I2W时还能产生磁通Ф，保持衔铁不释放，可见继电器的释放安匝比I2W还要小，即释放电流值比I2还要小，由上可知，无极继电器的释放值不仅小于吸起值，而且比吸起值小很多。

十三、什么叫返还系数？选大好还是选小好？为什么？

返还系数 ——释放值与工作值之比称为返还系数。

返还系数越接近1越安全，必须要求继电器动作可靠，即通入继电器线圈的电流达到工作值时可靠吸起，小于释放值或者切断电源是必须可靠释放，对于铁路信号来说，无极继电器的释放值越高，返还系数越接近1，越安全。

第五章

1. 轨道电路的组成基本原理和作用： 轨道电路是利用钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路。组成： 钢轨、绝缘节、轨端接续线、发送端、接受端（轨道继电器）等。 基本原理：当轨道电路内钢轨完整，且没有列车占用时，轨道继电器吸起，表示轨道电路空闲。轨道电路被列车占用时，它被列车轮对分路，轮对电阻远小于轨道继电器线圈电阻，流经轨道继电器的电流大大减小，轨道继电器落下，表示轨道电路被占用。

作用： 1、监督列车的占用：反映线路空闲状况，为开放信号，建立进路或构成闭塞提供依据2、传递行车信息：传递不同频率信息来反映列车的位置决定通过信号机显示，决定列车运行目标速度

3、检查轨道是否完整

2. 轨道电路的分类及应用：分类： 1、按动作电源分类：直流轨道电路和交流轨道电路2、按工作方式分类：闭路式轨道电路和开路式轨道电路(以轨道电路在无车占用时所处的状态来确认）；传导式轨道电路和感应式轨道电路。3、按所传送的电流特性分类 ：

·连续式:轨道电路中传送连续的交流或直流电流；

·脉冲式:传送断续电流脉冲的轨道电路；

·计数电码式:传送的是断续的电流；

·频率电码式:传送的是移频电流；

·数字编码式:也采用调频方式，但它采用的不是单一低频调制频率，而是一个若干比特的一群调制频率。 4、按分割方式分类：有绝缘轨道电路 ；无绝缘轨道电路

5、按所处的位置分类：站内轨道电路、区间轨道电路

6、按轨道电路内有无道岔分类：无岔轨道电路、 道岔轨道电路

7、按适用的区段分类：电化区段、非电化区段

8、按通道分类：单轨条轨道电路；双轨条轨道电路

应用： 主要用于区间和车站：

区间的轨道电路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。

站内轨道电路应用更为广泛，在电气集中联锁、电锁器联锁的车站、驼峰调车场中都设

有轨道电路。

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。

3.区别闭路式和开路式及哪一种安全性更高？ 开路式轨道电路平时呈现开路状态，它的发送设备和接受设备在轨道电路的同一端。无车占用时，不构成回路，继电器落下；有车占用时，轨道电路通过轮对构成回路，继电器吸起。由于继电器经常落下，不能监督轨道电路的完整，遇到断轨或引接线、接续线折断等故障，不能及时发现，若有车占用，继电器也不能及时吸起，很不安全，故很少采用。

闭路式轨道电路平时构成闭合回路，它的发送设备和接受设备分别装在轨道电路的两端。

无车占用时，继电器吸起；有车占用时，因车辆分路，继电器落下，能保证安全。

4.站内轨道电路的命名及划分： 1、）划分原则

·信号机的内外方应划分为不同的区段 ；

·凡是能平行运行的进路，应用钢轨绝缘将它们隔开，形成不同的轨道电路区段；

·在一个轨道电路区段内，单动道岔最多不超过3组，复式交分道岔不得超过2组。否则，道岔组数过多，轨道电路分支漏阻影响大，使轨道电路难以调整 ；

·有时为了提高咽喉使用效率，把轨道电路区段适当划短，使道岔能及时解锁，立即排列别的进路。但列车提速以后，为了保证机车信号的连续显示，又不希望轨道电路区段过短 。

2、）轨道电路区段的命名

·道岔区段：根据道岔编号来命名。

·无岔区段：有几种不同情况，对于股道，以股道号命名；进站内方，根据所衔接的股道编号加A或B，如1AG（下行咽喉）、2BG（上行咽喉）；差置调车信号机之间，以两端相邻的道岔编号写成分数形式来表示，如1/3WG。

对于股道，以股道号命名，正线股道用罗马字表示IG、ⅡG；其他股道依次为 3G、 4G； 道岔区段只包含一组道岔的，用其所包含的道岔编号来命名，如9DG、11DG、12DG、10DG；

如果道岔区段包含两组道岔的，用两组道岔编号连起来命名，如1-7DG、3-5DG、4-6DG、2-8DG；

若道岔区段包含三组道岔，则以两端的道岔编号连起来命名。

关于无岔区段命名：进站信号机内方的无岔区段，用进站信号机名称后加JWG来表示，XJWG、SJWG；复线单方向发车方向的无岔区段，根据运行方向分别命名为： XFWG、SFWG。

5.交流连续式轨道电路组成和工作原理

1、组成：由送电端、受电端、钢轨绝缘、钢轨引接线、轨端接续线、钢轨等组成。

2、工作原理

·电源采用交流，钢轨中传输的是交流，继电器接受的交流，但动作电流是直流。

·轨道电路完整无车占用---GJ↑，其交流电压应在10.5---16v 左右，当车占用时---GJ↓，GJ的交流残压此时应低于2.7v。

6.道岔区段的轨道电路有什么特点？什么叫做一送多受，为什么要采用？

特点：道岔区段的轨道电路与无岔区段的轨道电路不同之处在于钢轨路线被分开产生分支，为此需要增加道岔绝缘盒道岔跳线，还有一送多受的问题。

一送多受：设有一个送电端，在每个分支轨道电路的另一端各设一受电端。

采用一送多受的原因：因为采用并联式轨道电路时，因侧线只检查了电压，而没有检查电流，当跳线或连接线折断的情况下，列车进入弯股时，因弯股并没有设置继电器，GJ 仍在吸起状态，这是不足的地方。

7.轨道电路的极性交叉，作用和配置。

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，要使绝缘节两的轨面电压具有不同的极性(直流)或相反的相位（交流）。

作用：可以防止在相邻的轨道电路间的绝缘节破损时引起轨道继电器的错误动作。

配置：在一个闭合的回路中，绝缘节的数量必须达到偶数才能实现极性交叉，若为奇数，采用移动绝缘节的方法实现。车站内要求正线电码化时，可以将绝缘节移至弯股，并且采用人工极性交叉方式。

8.什么是侵限绝缘

当轨道绝缘安装于警冲标内方小于3.5米处的位置时，称为“超限绝缘”或“侵限绝缘”。

另外，相邻两组道岔的警冲标之间的距离不足7米时，安装于其间的分界绝缘不可能满足要求时，也称为侵限绝缘。

9.电气化牵引区段对轨道电路的特殊要求

l 必须采用非工频制式的轨道电路

l 必须采用双轨条式轨道电路

l 交叉渡线上两根直股都通过牵引电流时应增加绝缘节

l 钢轨接续线的截面加大

l 道岔跳线和钢轨引接线截面加大，引接线等阻

11．25HZ相敏轨道电路的结构和原理

组成：

由25Hz专用电源屏、提供25Hz的轨道电源和局部电源、轨道电源变压器（BG25）、送电端限流电阻、送电端扼流变压器（BE25）、受电端轨道变压器、受电端扼流变压器、25Hz防护盒、防雷补偿器、二元二位轨道继电器组成

1．送电端设备构成

(1)送电端扼流变压器；

(2)送电端电源变压器;

(3) R0：送电端限流电阻；

(4)熔断器;

2．受电端设备构成

(1)受电端扼流变压器;

(2)受电端中继变压器；

(3)熔断器；

(4)BF：防雷补偿器；

(5)HF：防护盒;

(6)GJ：25Hz相敏轨道电路接收器;

25Hz交流分频原 理：（具体工作原理见书P128）

当输入为220V正半周时，二极管导通，根据互感原理，二次线圈对电容c充电；

当输入为负半周时，二极管截止，一次绕组中没有输入电流，即没有电能输入，此时谐振槽路中电容开始放电，在谐振线圈中有电容电流通过，并对二次线圈充入电磁能，二次线圈

是感性元件，可以储藏磁场能。这样一次线圈充入2个周期的50Hz电源，输出为1个周期的25Hz电源。

根据二次绕组的不同组台，可以分别送出现场所需要的电压。

12．97型25HZ相敏轨道电路在原有的基础上有哪些改进

① 提高了绝缘破损的防护性能

将有回归电流的轨道电路送、受电端一律设扼流变压器。

将连向钢轨的一长一短引接线设计成等阻线。

② 优化了电源屏的设置

③ 改进了二元二位继电器

④ 增加了扼流变压器的种类：400、600、800A分别供侧线、正线、和靠近牵引变电所的区段使用

⑤ 改善了移屏电码化的发送条件。固定了送电端供电变压器的变比，使之和受电端变比相同。

⑥ 延长了极限长度：送端电阻为4.4Ω，受端变比降为15等，极限长度1200→1500m。

⑦ 提高了系统的抗干扰能力

⑧ 取消不设扼流变压器的送受电端的单扼流轨道电路

⑨ 改变扼流变压器的连接方式

.13.什么是移频轨道电路

移频轨道电路是移频自动闭塞的基础，又可以监督该闭塞分区的空闲。它以频率参数作为控制信息，采用频率调制的方式，将低频调制信号Fc搬移到较高频率Fo（载频）上，以形成振荡不变、频率随低频信号的幅度作周期性变化的信号。采用这种方式的轨道电路就称移频轨道电路

14.无绝缘轨道电路电气分隔接头的结构和工作原理（P137~138）图5.30~5.33

15.UM71和ZPW-2000型无绝缘轨道电路的组成和工作原理

UM71

① UM71 轨道电路由设在室内的发送器、接收器、轨道继电器和设在室外的调谐单元、空心线圈、带模拟电缆的匹配变压器及若干补偿电容组成

② 谐振式无绝缘轨道电路的每个闭塞分区设有发送器FQ和接收器JQ，它们通过调谐单元BA接至钢轨。两个调谐单元BA1与BA2 间距离26m，空心线圈SVA 位于BA1与BA2 的中间。BA1、BA2 、SVA 及26m 长的钢轨构成电气调谐区。电气调谐区又称电气绝缘节，取消了机械绝缘节，实现了相邻轨道电路的隔

③ 在图（P139图5.35）中，通过选择BA1和BA2 的参数，使BA1 对相邻区段3G 的移频信号呈串联谐振，使3G 的移频信号在BA1 处被短路。对3G 的移频信号，BA1 不能接收，而且阻止其向左传送。同时，BA1 对本区段1G 的移频信号呈容性，与26m 长的钢轨和SVA的电感相配合，产生并联谐振，使1G的移频信号能向左传送或被接收。同理，BA2 对相邻区段1G的移频信号呈串联谐振，1G 的移频信号在BA2 处被短路，不能接收，也不能向右传送；BA2 在26m 长的钢轨和SVA的电感配 合下，对本区段3G的移频信号产生并联谐振，能向右传送，或被接收

④ 轨道电路采用的频率，在同一线路的相邻轨道电路区段必须是不同的，在两相邻线路上亦不相同，以免互相干扰。

ZPW-2000

16.对驼峰轨道电路的特殊要求和特点

（1）要求：

①应变速度快

②分路灵敏度高

③对高阻轮对以及瞬间失去分路效应的车辆应予以防护

（2）特点

①轨道电路长度较短，一般小于50m；

②为适应轻车分路电阻大的情况，分路灵敏度要 高（规定为0.5Ω），轨道继电器应可靠落下，缓放时间要短。从车辆分路开始至前接点离开时止，其时间不超过0.2s。

③为防止轨道电路瞬间失去分路作用时轨道继电器错误吸起，采用双区段制，即把一个轨道电路分成两段。

④由于长度短，受气候影响小，可实现一次调整。

17.轨道电路的基本工作状态

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）正常工作时的状态。

调整状态：（轨道空闲）保证轨道继电器可靠吸起；

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。

分路状态：列车占用，轨道继电器可靠落下；

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

断轨状态：轨道电路故障（钢轨断轨，绝缘破损，GJ可靠落下，轨道继电器立即失磁）

18.轨道电路的分路灵敏度（极限、标准）

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

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。

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

一般轨道电路为：0.06Ω

驼峰轨道电路为：0.5Ω

驼峰高灵敏度轨道电路为：3Ω

19.一次参数、二次参数的含义

一次参数一次参数

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ωＬ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。

一次参数

轨道电路的二次参数包括特性阻抗ＺC 与传输常数γ ，它们是一次参数——钢轨阻抗Ｚ和道碴电阻Rd的函数，所以称为二次参数

第六章 计轴设备

1. 计轴系统的工作原理

答:当列车驶入，车轮进入轨道传感器作用区时，轮对经过传感器磁头时，向驶入端处理器传送轴脉冲，轨道区段驶入端处理器开始计轴，驶入端处理器首先判定运行方向，确定对轴数是累加计数还是递减计数。列车进入轨道区段，驶入端计轴器对轮轴进行累加计数，并发出区段占用信息，同时，驶入端处理器经传输线向驶出端处理器发送驶入轮轴数，列车全部通过输入端计轴点时，停止计数。当列车到达区段驶出端计轴点时，由于列车是驶离区段，驶出端计轴器进行减轴运算，同时再传送给驶入端处理器，列车全部通过后，两站的微机同时对驶入区间和驶离区段的轮轴数进行比较运算，两站一致时，证明进入区段的轮轴数等于离开区段的轮轴数，可以认为区段已经空闲，发出区间空闲信息表示，当无法证明进入区段的轮轴数等于离开区段的轮轴数，则认为区间仍将处于占用状态。

2. 计轴设备与轨道电路的比较（优缺点）

优点：（1）适用于道床状态差、道床泄漏电阻过低的轨道区段。

（2）可以检测钢轨生锈及轻车情况下的轨道区段占用/空闲。

（3）可以避免轨道电路由传输距离的限制而设置的多个轨道电路。

（4）不需要绝缘节。

缺点：（1）如果作为站内多区段轨道电路的替代，投资较轨道电路大。

（2）电源部分必须可靠确保不因电源瞬间中断造成轴信息的丢失。

（3）无法检测钢轨断轨。

（4）由于其它铁器如铁等在磁头上的动作可能造成错误计轴。

3. 计轴设备应用实际（场合）（道岔、长大隧道、计轴与半自动闭塞结合的大区间自动闭塞）

(1) 道床条件较差的轨道区段及地区如青藏铁路。

(2) 长大隧道中的轨道区段。

(3) 用计轴设备配合半自动闭塞设备构成大区间 自动闭塞。

(4) 城轨（如地铁）

第七章 点式应答器与感应环线

1. 区别无源和有源应答器

无源应答器：点式无源应答器, 或称固定信息应答器，无源应答器一般用于发送固定信息，包括：线路速度、坡度、轨道电路参数、信号点类型等，与外界无物理连接，不需要外加电源。平时处于休眠状态，无源应答器自身功耗很低，仅在列车通过并获得车载查询器发送的功率载波能量时被激活,同时发送调制好的数据编码信息。

有源应答器：有源应答器，或称可变信息应答器，向列车传送实时可变信息，如临时限速、进路信息等。一般设置在站进站和出站信号机前方, 由可变信息应答器、道旁电子单元(LEU) 、车站信息编码设备及联接电缆组成。

2. 应答器的工作过程（工作原理参看P170）

答：当机车经过地面应答器时，查询器以27. 095MHz的频率发送给应答器，应答器接收电磁能量，建立工作电源通过电磁耦合转换成电能，应答器开始工作，应答器是以4.234MHz±200kHz中心频率循环不间断串行发送1023位传输报文，信息传输速率为 564.48kbit/s，直至能量消失。

3. 应答器的设置原则及应用

设置原则：（PPT_p18）

车站进站口处：设置1个有源应答器和1个无源应答器；

车站出站口处：设置1个有源应答器和1个无源应答器；

区间间隔3~5km设置无源应答器；

设置特殊用途的无源应答器组，如CTCS级间转换。

（1） 用于识别运行方向的应答器组应至少包括2个应答器，用于修正列车位置的应答器组可只用1个应答器。

（2） 在区间闭塞分区入口处设置2个及以上无源应答器构成应 答器组，提供线路参数和运行方向。300-350km/h客运专线应在每个闭塞分区设置，200-250km/h客运专线可间隔1个闭塞分区设置。

（3） 进站信号机（含反向）处设置由有源应答器和无源应答器组成的应答器组，提供进路参数、临时限速、调车危险等信息。

（4） 出站信号机处设置由有源应答器和无源应答器组成的应答器组，提供绝对停车、进路参数、临时限速、调车危险等信息。

（5） 区间中继站处设置1个有源应答器，提供临时限速等信息。

（6） 应答器组内相邻应答器间的距离为5±0.5m。设置在闭塞分区入口处、进站信号机处的应答器组距调谐单元或机械绝缘节20±0.5m（从最近的应答器计算）。

（7） 出站信号机处应答器组安装在出站信号机前方85m处。当 信号关闭时，该应答器组发绝对停车报文，车载设备在各工作模式下接收到该报文均应触发紧急制动停车。

（8） 在大号码道岔（18号以上）前产生U2S码的闭塞分区入口处应设置由有源应答器和无源应答器组成的应答器组，根据道岔区段空闲条件，给出道岔侧向允许列车运行的速度。

（9） 集中设置在信号机械室内、控制正线有源应答器的LEU设备应采取冗余措施。LEU应具备应答器电缆的断路及短路监测功能

4. 轨道感应环线为什么要交叉

答：交叉回线测速定位是将交变电信号送到沿钢轨线路铺设的交叉回线上，这样在回线上将产生交变电磁场，利用相邻环路的感应电压反相和交叉点的感应电压有极小值的特点，来检测列车运行的速度和位置．当列车驶过一个交叉点时，利用信号极性的变化引发地址码加1，由车载计算机根据地址码计算出列车的地理位置．这样就可以用这个信息对机车里程计产生的定位记录进行误差修正，减少由于车轮滑行及空转造成的位置误差。

（1） 可以避免牵引电流对感应环线干扰。

（2） 与其他双绞电缆一样，交叉可以减少累积感应干扰。

（3） 可以传递列车定位信息。

第八 章 信号电源屏

1什么是信号电源屏，它的作用是什么？智能型电源屏参看P200

信号电源屏是电气集中联锁、自动闭塞、驼峰信号设备等的供电装置。

它将变压器、稳压器、整流器等组合起来，由工厂生产，以简化施工和维修。电源屏必须保证不间断地供电，并且不受电网电压波动和负载变化的影响，还要保证供电安全。

特点：智能检测，模块化

2.什么是UPS

不间断供电系统又称不间断电源或不停电电源，英文缩写UPS（ Uninterruptible Power System）是一种现代化电源设备。

　UPS的主要功能有两路电源无间断切换、隔离干扰、电压变换、频率变换和后备功能。

3区别在线式UPS和后备式UPS

在线式UPS主要组成部分为:整流滤波电路，逆变器及滤波器、静态开关、充电电路、蓄电池组、控制检测显示告警及保护电路组成，而后备式UPS没有整流滤波器，逆变器只由蓄电池供电。

在线式UPS的主要特点（P224）：市电正常和市电中断期间，均由逆变器对负载供电，可完全消除市电电压波动和干扰对负载的影响。市电中断时能实现真正的不间断供电。市电电压在180~250V变化时，在线UPS的输出电压稳定在220+3%，是真系数小于3%。在线式UPS由于采用输入变压器、输出变压器、光电耦合器件，可实现控制部分与供电部分的电气隔离，可靠性大大提高，故障率很低。

后备式UPS的特点（P226）:采用了抗干扰式分级调压技术，市电180~250时输出电压可稳定在200V，但仅在蓄电池供电的很短时间才提供高质量的正弦交流电压。市电正常时，噪声较小，逆变器供电时，噪声较大。

4信号设备为何防雷？

信号设备是由电线路或钢轨够成的电气回路，雷电通过电线路、钢轨袭击信号设备，必须对雷电进行防护。

5雷电入侵设备的途径

（1）由交流电源侵入

雷电冲击波侵入高压电线路传至高压变压器，若未装设避雷器或其失效，容易侵入低压设备。

（2）、轨道电路

轨道电路用钢轨作为传输线，它一般高出地面，容易遭雷击。

（3）、由电缆侵入

铁路信号的室内、室外设备通过电缆连接起来，雷电从电缆侵入，并传输至室内设备。

磁栅式传感器

磁栅式传感器利用磁栅与磁头的磁作用进行测量位移的传感器。具有制作简单，安装调整方便，对使用环境的条件要求低，磁场抗干扰能力强，在油污、粉尘较多的场合下使用稳定性好，测量范围宽，测量精度较高等一系列的优点，在数控机床、精密机床上得到广泛的应用。

磁栅位移传感器工作原理是电磁感应原理,当线圈在一个周期性磁体表面附近匀速运动时,线圈上就会产生不断变化的感应电动势。感应电动势的大小,既和线圈的运动速度有关,还和磁性体与线圈接触时的磁性大小及变化率有关。根据感应电动势的变化情况就可获得线圈与磁体相对位置和运动的信息。

磁栅位移传感器由磁尺(磁栅)、磁头和检测电路组成。其结构如图:

图一：1—磁尺；2—尺基；3—磁性薄膜；4—铁心；5—磁头

先将一定周期变化的方波、正弦波或电脉冲信号录制在磁性标尺上，作为测量基准。当磁头与磁尺左右相对移动时，磁头将磁性标尺上的磁信号转化成电信号，再送到检测电路中去，把磁头相对于磁性标尺的位移量用数字显示出来，并传输给数控系统。

1.磁尺磁尺是在非导材料的基体上（如铜、不锈钢、玻璃等）涂敷、化学沉淀或电镀上一层薄膜（导磁材料），然后录上一定波长的磁信号。录制磁信息时，要使标尺固定，以一定的速度在其长度方向上边运行边流过一定频率的相等电流，这样，就在标尺上录上了相等节距的磁化信息而形成磁栅。磁栅录制后的磁化结构相当于一个个小磁铁按NS,SN,NS,..的状态排列起来。因此在磁栅上的磁场强度呈周期性的变化（可为正弦波或矩形波规律），在N-N或S-S重叠部分为最大，如下图。磁化信号的节距一般为0.05mm,0.1mm,0.2mm,1mm等几种。

图二

当需要时，可将原来的磁信号(磁栅)抹去，重新录制。还可以安装在被测‬物体‬后再录制磁信号，这对于消除安装误差和被测物体‬本身的几何误差，以及提高测量精度都是十分有利的。并且可以采用激光定位录磁，而不需要采用感光、腐蚀等工艺,因而精度较高,可达±0.01毫米/米，分辨率为1~5微米。

按照基体的形状，磁尺可分为长磁栅（测量直线位移）和圆磁栅（测量角位移）。长磁栅又可分为尺型、带型和同轴型。

1) 尺型磁尺 磁头和磁尺之间留有间隙，磁尺固定在带有板弹簧的磁头架上，工作中磁头架沿磁尺的基准而运动，磁头不与磁尺接触。磁尺本身的形状和加工精度要求较高，刚性要好，故而成本较高，主要用于精度要求较高的场合。

2) 带型磁尺 带状磁尺是在材料为磷青铜的带状基体上电镀一层合金磁膜。带状磁尺固定在用低碳钢制作的屏蔽壳体内，并以一定的预紧力将其绷紧在框架或支架中，使带装磁尺随同框架或机床一同伸缩，从而减少温度对测量精度的影响。当量程较大或安装面不好安排时，可采用带型磁栅。

3) 同轴型磁尺 在直径为2mm的青铜丝上镀以合金或永磁材料的磁膜。线状磁尺在两磁头中间穿过，与磁头同轴，两者之间具有很小的间隙。由于同轴型磁尺被包围在磁头中间，对周围电磁场起到了屏蔽作用，所以抗干扰能力强、检测精度较高。这种磁栅传感器结构特别小巧，通常用于小型精密数控机床及测量机。

2.磁头磁头是进行磁-电转换的变换器，它把记录在磁尺上的反映空间位置的磁化信号转换为电信号输送到检测电路，它是磁栅测量装置中的关键元件。

按读取信号方式的不同，磁头可分为动态磁头和静态磁头。

1） 动态磁头上只有一个输出绕组，只有磁头和磁尺相对运动时才有信号输出，因此又称动态磁头为速度响应式磁头,所以这种磁头只能用于动态测量。例如普通录音机上的磁头，其输出电压幅值与磁通变化率成比例，属于速度响应型磁头。

2） 静态磁头上有两个绕组，一个是励磁绕组，一个是信号输出绕组。检测电路主要用来供给磁头激励电压，并将磁头检测到的信号转换为脉冲信号输出。由于数控机床中的数控系统要求在低速运动甚至静止时也能检测出磁性标尺上的磁化信号，即用于位置检测的磁头应为静态磁头，所以必须把普通磁头改制为调制式磁头。磁通响应式磁头就是调制式磁头的一种，根据其工作用途又可分为单磁头，双磁头和多磁头磁通响应式磁头。

图三：N1即为励磁绕组，N2为输出绕组

为了识别磁栅的移动方向，一般需要设置双磁头，如图一所示。为了增大输出，实际使用时常采用多间隙磁头。多间隙磁头的输出是许多个间隙磁头所取得信号的平均值，有平均效应作用，因而可提高测量精度。

图四：多间隙磁头

以上为磁栅式传感器原理方面的一些简要介绍，希望对大家有所帮助。

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