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ZPW-2000R轨道电路传输精补偿方法

2019-08-15王海波

中国科技纵横 2019年12期
关键词:轨道电路区段钢轨

王海波

摘 要:ZPW-2000R轨道电路传输采用精补偿的方法,补偿电容的容性可以补偿钢轨感性,使钢轨的阻抗趋于阻性,结合有关标准规范及ZPW-2000R轨道电路特点,设计补偿电容的数量及位置,利用最小的发送功率传输最远的距离,同时提高轨道电路设计长度。

关键词:ZPW-2000R轨道电路;补偿电容;特性阻抗

中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)12-0023-02

0 引言

ZPW-2000R轨道电路是在消化吸收法国UM71系统的基础上,通过技术创新,进行完善提高的新型系统。该系统采用调谐式电气绝缘节,具有结构稳定,抗干扰能力强等特点。

1 补偿电容作用

我国主要使用60kg/m,重1435mm轨距的钢轨,其钢轨等效电感约为1.3μH/m。对轨道电路的移频信号,钢轨呈现至少13Ω的感抗值,如果该值高于道砟电阻时,会对轨道电路信号的传输产生较大影响[1]。当分段加补偿电容后,可以有效的减弱电感的影响,使钢轨的阻抗趋于阻性。

2 补偿电容的设计

2.1 使用补偿电容原则

目前在在轨道电路设计区段长度过程中,通常以区段长度300m为分界点,如果设计的轨道电路区段长度大于300m,理论上需要设置补偿电容,且补偿电容按照等间距进行布置。结合我国铁路的现状,继电编码下的ZPW-2000R轨道电路路基和桥梁情况的道砟电阻标准多数设计为1.0Ω·km,但有砟隧道及一些特殊线路存在低于1.0Ω·km的情况[2]。

所以设计补偿电容的容量时需要考虑:(1)频率大小;(2)道砟电阻的大小;(3)电容的设置方式;(4)设置密度。

2.2 补偿电容设置方式及步长设计原则

ZPW-2000R轨道电路,补偿电容的设置需要考虑几点因素[3]:(1)对于频率为1700Hz的区段采用容量大的补偿电容;(2)道砟电阻低于1.0Ω·km时,补偿电容容量大;(3)加大轨道电路的入口电流,且不考虑轨道电路的分路状态,补偿电容容量大。

为保证补偿效果,补偿电容的设置间距应仅尽量短,但需要符合标准,即间距大于50m,才能使传输通道特性趋于“分布参数”。补偿电容设置间距无限接近50m时,说明补偿电容的数量较多,这种情况对改善列车分路很有利,但是补偿电容设置的过多,就需要考虑增加成本,又增加了维修的工作量,所以需要综合考虑[4]。

继电编码ZPW-2000R系统中,如图1所示,调谐区的长度为30m,考虑第一个补偿电容对调谐区信号的影响,设置调谐单元距离第一个补偿电容的位置为75m,中间补偿电容的布置遵循以下公式:

其中:电气绝缘节-电气绝缘节区段:L=Lg-30m;机械绝缘节-电气绝缘节区段:L=Lg-17m。电气绝缘节-电气绝缘节区段:Lg为电气节空芯线圈至电气节空芯线圈的距离,机械绝缘节-电气绝缘节区段:Lg为机械节空芯线圈至电气节空芯线圈的距离。N为补偿电容的个数。

2.3 补偿电容容值理论计算

2.3.1 自然衰耗下的理论计算

取以下技术条件[5]:载频频率f:1700Hz;钢轨阻抗Z:14.39 ∠80.8°/km;道砟电阻Rd:1.0Ω·km。

3 机车运行曲线

在现场提取频率为1700Hz,长度为968m的区段,其机车信号曲线,如图2所示。

精补偿电容主要原理机是即采用较小的补偿电容容值,又适当缩小补偿电容的间距。补偿电容这样布置不但可以使轨道电路传输曲线趋于平滑,同時使信号的电压波动较小,可以满足了轨道电路的调整状态,分路状态,断轨状态和机车信号状态。

4 继电编码ZPW-2000R补偿电容设置

10km电缆区段电容数量配置表1所示。

5 补偿电容的安装

补偿电容施工应严格按照本线路的设计文件要求,并符合《ZPW-2000R施工工艺室外设备》规定。

(1)施工安装在远离列车司机视线一侧轨枕侧面;(2)根据补偿电容器间距,用线路里程走行测距车(或钢尺)从进站(或出站)口开始测量(以调谐单元钢轨连接线安装位置为起点);(3)钻孔位置应在两轨枕间,根据轨道电路调整表计算出的△L,在钢轨外侧用油漆或画笔做标记,在标记的±1m范围内选择适当的位置钻孔;(4)钢轨钻孔;(5)安装补偿电容;(6)固定补偿电容的相关卡具,注意将电容的引接线卡紧并做防腐处理。

6 结语

补偿电容作为ZPW-2000R轨道电路重要设备,对轨道电路的工作起到重要的作用,其设计和施工是关键因素。ZPW-2000R轨道电路第一个补偿电容比较特殊,距离调谐区调谐单元75m,在设计和施工的过程中严格按照标准规范执行各道工序执行。

参考文献

[1] 薛红岩.ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路传输衰耗的研究[J].铁道通信信号,2011(2):43-45.

[2] 闫宏伟.ZPW-2000A轨道电路区间补偿电容设置与调整[J].铁道通信信号,2017(11):22-25.

[3] 中华人民共和国铁道部.TB/T 3206-2017.ZPW-2000.轨道电路技术条件[S].

[4] 汪家志,龚建辉.客运专线ZPW-2000A无绝缘轨道电路补偿电容的设置[J].铁道技术监督,2009(10):47-48.

[5] 费锡康.无绝缘轨道电路原理及分析[M].北京:中国铁道出版社,1993.

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