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智能化25 Hz相敏轨道电路扼流变压器系统的研制与应用

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铁道通信信号 2024年第2期60卷 13-18页

作者：丁若严大龙雷斌中国铁路广州局集团有限公司电务部广州510088 广州铁路科技开发有限公司广州510088

针对25 Hz相敏轨道电路故障诊断难度大、效率低的问题,研制了一种智能化扼流变压器系统。基于多个决定轨道电路工作状态的电气特性物理量是由扼流变压器传输的原理,提出利用扼流变压器进行特性参数测量的设计思路,全面获取轨道电路的工... 详细信息

针对25 Hz相敏轨道电路故障诊断难度大、效率低的问题,研制了一种智能化扼流变压器系统。基于多个决定轨道电路工作状态的电气特性物理量是由扼流变压器传输的原理,提出利用扼流变压器进行特性参数测量的设计思路,全面获取轨道电路的工作状态。通过构建信息模型,运用数字滤波器、光电隔离等技术,可实时监测轨道电路送/受端的轨面电压/电流、扼流变压器次级电压/电流、不平衡电流等参数,满足现场对轨道电路各种室外参数进行实时监测的要求,为分析轨道电路故障提供全面的历史数据支持。经在广州电务段试用,表明该系统可进一步提升信号设备的运用质量,具有一定的应用推广价值。

关键词：智能化相敏轨道电路扼流变压器特性参数数字滤波器实时监测

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地磁暴对相敏轨道电路影响研究

地磁暴对相敏轨道电路影响研究

作者：张浩华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

轨道电路是铁路线路信号系统的重要组成部分,信号系统核心由众多微电子元件构成,属于弱电设备,易受外界电磁环境变换的影响。地磁暴是太阳剧烈活动引发的地磁场的剧烈变动。地磁暴发生造成轨道电路非正常工作的现象已有报道,但尚不深入... 详细信息

轨道电路是铁路线路信号系统的重要组成部分,信号系统核心由众多微电子元件构成,属于弱电设备,易受外界电磁环境变换的影响。地磁暴是太阳剧烈活动引发的地磁场的剧烈变动。地磁暴发生造成轨道电路非正常工作的现象已有报道,但尚不深入。研究地磁暴这种电磁干扰对轨道电路的影响是关系到列车运行安全的重大问题,对保障行车安全、认识空间天气具有重要意义。本文借助电力网络中地磁感应电流(GIC)的计算方法、测量数据等研究成果,并结合轨道电路的工作原理,首先探究了地磁暴以GIC形式入侵轨道电路的机理,分析了轨道电路中GIC的流动路径,并估算了钢轨中不平衡GIC的水平。其次,利用安装在长珲城际铁路延吉西高铁牵引站的GIC监测装置,采集整理了2016年9月2日—4日中等规模地磁暴期间的监测数据,并将同时段长春朝阳地磁台所记录的地磁暴数据加以对比统计和相关性分析,分析结果表明轨道电路中GIC的流动与地磁暴的发生有关。再次,根据扼流变压器的实际技术参数,利用Maxwell软件建立了扼流变压器的三维立体模型,对其电磁特性进行仿真计算,得到不同大小不平衡GIC影响下扼流变压器的励磁电流、铁芯损耗和磁链等一系列电磁特性图形,证明不平衡GIC的侵入会使扼流变压器内部出现严重变化。然后,结合扼流变压器等效电路和轨道继电器的工作特性,利用Matlab软件搭建了不平衡GIC入侵相敏轨道电路的仿真模型。仿真结果表明:1.5A的不平衡GIC就能使扼流变压器偏磁饱和,并引起轨道继电器两端电压波形发生畸变和有效值降低,使其低于释放电压,造成轨道继电器下落,发生信号灯错误指示的事故。最后,介绍了几种防治轨道电路GIC的方法,以此限制不平衡GIC的传输,削弱地磁暴对相敏轨道电路的影响。

关键词：地磁暴相敏轨道电路电磁特性地磁感应电流

上海轨道交通50Hz相敏轨道电路抗干扰优化方案

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城市轨道交通研究 2014年第7期17卷 132-136页

作者：王伟上海地铁维护保障有限公司通号分公司上海工程师200235

介绍了上海轨道交通采用的几种直流单轨条50Hz相敏轨道电路,分析了直流牵引回流对轨道电路的干扰。总结了增大限流电阻、控制无岔区段长度、减少道岔区段、增加安全延时电路等抗干扰所采取的优化设计及维护方案。

关键词：城市轨道交通直流牵引相敏轨道电路抗干扰优化方案

50HZ微电子相敏轨道电路接收器系统的设计

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铁道运营技术 2016年第2期22卷 22-24,27页

作者：赵德生南京铁道职业技术学院讲师江苏南京210031

为克服目前广泛使用的50 HZ单轨条相敏轨道电路所存在的缺点,设计了50 HZ微电子相敏轨道电路接收器系统,本文首先介绍了该系统的结构和工作原理;其次介绍了接收器系统硬件电路的设计,包括调相防雷器、接收器;最后介绍了接收器软件的设计... 详细信息

为克服目前广泛使用的50 HZ单轨条相敏轨道电路所存在的缺点,设计了50 HZ微电子相敏轨道电路接收器系统,本文首先介绍了该系统的结构和工作原理;其次介绍了接收器系统硬件电路的设计,包括调相防雷器、接收器;最后介绍了接收器软件的设计,包括软件的设计思路、软件的结构框架、软件的主程序流程图。

关键词：相敏轨道电路硬件电路接收器软件

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25Hz相敏轨道电路微机监测的研究与设计

25Hz相敏轨道电路微机监测的研究与设计

作者：马骁北京交通大学

学位级别：硕士

TJWX-2000信号微机监测系统目前已经在全路普遍推广使用,随着装备数量的日益增加,TJWX-2000信号微机监测系统由于研发定形日期较早,逐渐显露出了在监测功能上的不足。铁道部于2006年提出了TJWX-2006型微机检测系统技术条件,规定了... 详细信息

TJWX-2000信号微机监测系统目前已经在全路普遍推广使用,随着装备数量的日益增加,TJWX-2000信号微机监测系统由于研发定形日期较早,逐渐显露出了在监测功能上的不足。铁道部于2006年提出了TJWX-2006型微机检测系统技术条件,规定了微机监测系统的体系结构、检测内容、系统功能及技术要求,对原TJWX-2000型微机检测系统技术条件进行了修改。微机监测系统的站机部分由多个不同能的采集机组成,每个采集机又包括若干个采集板用以采集需要的参数。本文着重对其中的轨道采集机按照新的TJWX-2006微机检测系统技术标准进行了改进,在充分分析研究了25Hz相敏轨道电路的信号特点后,提出了一套有效消除信号干扰的相位角测量算法,并重新设计研制了轨道采集机的模拟量输入板,将原来只具备单一监测25Hz相敏轨道电路轨道线圈电压功能的轨道采集机进行了功能上的升级,使轨道采集机在保持原有功能的基础上,也能够采集由电源屏输出的局部线圈电压,以及测量每一路轨道线圈电压与局部线圈电压间的相位角。实现相位角的监测功能,对保障行车安全具有重要的意义。当每一路轨道电压与局部电压间的相位角在90°时,与这一路相对应的25Hz相敏轨道电路的关键器件二元二位继电器翼板才能够正常吸起与落下。本文构建了一个基于LPC2292嵌入式处理器的数字化系统,提高了原有系统的实时监测能力,减小了系统功耗,节约了系统生产成本。改造后的系统分为硬件和软件部分,硬件部分采用基于LPC2292为核心的数字电路系统,实现系统的模数转换、数据采集、数据通信与控制功能;采用基于MAX4483ASD集成运算放大器实现系统的信号的隔离、放大功能。软件部分基于ANSI.C语言开发经过编译器直接控制LPC2292的工作,具有较高的运行效率。本文同时还对若干关键问题作了分析与讨论,并提出了解决方案。论文主要成果包括:（1）对25Hz相敏轨道电路的设备构成与信号结构进行了分析,针对系统功能的要求设计了硬件电路;（2）对电路板进行了调试,并分析了硬件系统调试过程中所遇到的问题和解决方法;（3）在有限的硬件资源下实现了软件各个模块,完成了系统所实现的功能。

关键词：信号微机监测系统相敏轨道电路 LPC2292 相位角检测 TJWX-2006

25Hz相敏轨道电路模块的可靠性及抗干扰设计

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仪器仪表学报 2005年第z1期26卷 71-73页

作者：郑淑清曾令国浙江师范大学金华321004

作为铁路信号基础控制设备,其安全性和可靠性要求是非常高的,通过精心设计提高模块的抗干扰能力,对提高安全性和可靠性都具有重要意义。

关键词：相敏轨道电路安全性可靠性

基于DSP的25Hz相敏轨道电路接收器的设计

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基于DSP的25Hz相敏轨道电路接收器的设计

作者：吴卉北京交通大学

学位级别：硕士

轨道电路是铁路列车运行实现自动控制和远程控制的基础设备之一。我国站内轨道电路电气化区段主要使用具有抗工频干扰能力并具有良好的频率选择性与相位选择性的25Hz相敏轨道电路。25Hz相敏轨道电路在使用中逐渐暴露出一些缺点,由于接... 详细信息

轨道电路是铁路列车运行实现自动控制和远程控制的基础设备之一。我国站内轨道电路电气化区段主要使用具有抗工频干扰能力并具有良好的频率选择性与相位选择性的25Hz相敏轨道电路。25Hz相敏轨道电路在使用中逐渐暴露出一些缺点,由于接收端二元二位继电器的设计缺陷,已不能满足现场的需求。随着我国CTCS-2系统的推广,ZPW-2000系列无绝缘轨道电路成为地面推行的主要制式。既有站改造的一个重要环节是对25Hz相敏轨道电路电码化。这就需要二元二位继电器具有可靠的频率选择性,在轨道线圈注入移频电流时,不能使轨道继电器误动。电码化将对25Hz相敏轨道电路接收器提出更高的要求。需要在性能和结构上对25Hz相敏轨道电路接收器进行改进。针对二元二位继电器的缺陷,相关科研部门研制出基于单片机的微电子接收器。不仅在设备结构和性能上有了改善,也顺应了当前铁路信号的电子化发展趋势。在前人的基础上,本论文提出一种新的思想,将数字信号处理技术应用到25Hz相敏轨道电路接收器中。论文对FFT以及数字互相关的算法进行了分析和仿真;对系统的主体电路结构、主控芯片的选择、模拟输入通道设计和A/D采样方法进行了详细的介绍;论文中给出了时钟电路、复位电路、数据存储器、JTAG等各功能模块的设计原理,完成了硬件电路设计和软件调试;系统的软件设计遵循模块化、自顶向下的设计思路,文中重点分析了主程序的结构、A/D采样中断程序的设计、主要算法程序的设计。采用DSP处理芯片对信号进行处理,比一般的单片机处理速度快,提高了实时性。随着DSP和A/D转换器的不断发展,系统的精度还有提升的空间。本论文设计的的双芯片集成,双套软件算法分别处理,提高了安全性和可靠性,同时也兼顾了效率;由于采用的主要是集成芯片,体积小,重量轻,功耗低和便于携带,方便于现场维修和更换。总体来说,本系统是实现25Hz相敏轨道电路接收器电子化的有效途径。虽然本论文中的设计并未成熟,但可看出将数字信号处理技术应用于25Hz相敏轨道电路接收器具有很好的应用前景。

关键词：相敏轨道电路数字信号处理器快速傅立叶变换数字互相关相位差检测