2000A室內設備構成及原理淺談

鄭雙義

發(fā)送器

用于產生、高精度高穩(wěn)定移頻信號。系統(tǒng)采用發(fā)送“N+1”冗余方式。故障時，通過FBJ接點轉至“+l”FS設備。

（1）作用

①產生18種低頻信號8種載頻（上下行各四種）的高精度、高穩(wěn)定的移頻信號。

②產生足夠功率的輸出信號。

③調整軌道電路。

④對移頻信號特征的自檢測，故障時給出報警及N+1冗余的轉換條件。

（2）原理框圖及電路原理說明

①原理框圖（如圖1.1）。

同一載頻編碼條件、低頻編碼條件源，以反碼形式分別送入兩套微處理器CPU1、CPU2中，其中CPU1控制“移頻發(fā)生器”產生低頻控制信號為fc的移頻信號。移頻鍵控信號FSK分別送至CPU1、CPU2進行頻率檢測。檢測結果符合規(guī)定后，即產生控制輸出信號，經“控制與門”使“FSK”信號送至“濾波”環(huán)節(jié)，實現方波—正弦波變換。功放輸出的FSK信號，送至兩CPU對FSK信號的低頻、載頻和幅度特征檢測符合要求后，使發(fā)送報警繼電器FBJ勵磁，并使進過功放的FSK信號輸出至軌道。當發(fā)送輸出端短路時，經檢測使“控制與門”有10s的關閉（裝死或稱休眠保護）。

②低頻和載頻編碼條件的讀取

低頻和載頻編碼條件讀取時，為了消除配線干擾采用“功率型”電路。考慮到“故障—安全”原則，應將24V直流電源變換成交流，呈動態(tài)檢測方式，并將外部編碼控制電路與CPU等數字電路有效隔離。CPU對18路低頻或8路載頻編碼條件的讀取電路。依“編碼繼電器接點”接入“編碼條件電源”（+24V）為消除配線干擾，采用+24V電源及電阻R構成“功率型”電路。

③移頻信號產生

低頻、載頻編碼條件通過并行I/O接口分別送至兩個CPU后，首先判斷該條件是否有，且僅有一路。滿足條件后，CPU1通過查表得到該編碼條件所對應的上下邊頻數值，控制移頻發(fā)生器，產生相應FSK信號。并由CPU1進行自檢，由CPU2進行互檢，條件不滿足，將由兩個CPU構成故障報警。

接收器

接收器用于接收主軌道到電路信號，并在檢查所屬調諧區(qū)短小軌道電路狀態(tài)（XG、XGH）條件下，動作本軌道電路的軌道繼電器（GJ）。另外，接收器還同時接收鄰段所屬調諧區(qū)小軌道電路信號，向相鄰區(qū)段提供小軌道電路狀態(tài)（XGJ、XGJH）條件。系統(tǒng)采用接收器成對雙機并聯冗余方式。

（1）作用

接收器接收端及輸出端均按雙機并聯運用設計，與另一臺接收器構成相互熱機并聯運用系統(tǒng)（或稱0.5+0.5），保證接收系統(tǒng)的高可靠運用。

①用于對主軌道電路移頻信號的解調，并配合與送電端相連接調諧區(qū)短小軌道電路的檢查條件，動作軌道繼電器。

②實現對與受電端相連接調諧區(qū)短小軌道電路移頻信號的解調，給出短小軌道電路執(zhí)行條件，送至相鄰軌道電路接收器。

③檢查軌道電路完好，減少分路死區(qū)長度，還用接收門限控制實現對BA斷線的檢查。

（2）原理框圖及原理說明

①接收器雙機并聯原理框圖

接收器由本接收“主機”及另一接收“并機”兩部分構成，如圖1.2所示。

ZPW-2000A系統(tǒng)中A、B兩臺接收器構成成對雙機并聯運用，即A主機輸入接至A主機，且并連接至B并機;B主機輸入接至B主機，且并連接至A并機。A主機輸出與B并機輸出并聯，動作A主機相應執(zhí)行對象（AGJ）;B主機輸出與A并機輸出并聯，動作B主機相應執(zhí)行對象（BGJ）。

②接收器原理框圖

主軌道A/D、小軌道A/D：模數轉換器，將主機、并機輸入的模擬信號轉換成計算機能處理的數字信號。CPU1、CPU2：是微機系統(tǒng)，完成主機、并機載頻判決、信號采樣、信息判決和輸出驅動等功能。

安全與門1—4：將兩路CPU輸出的動態(tài)信號變成驅動繼電器（或執(zhí)行條件）的直流輸出。

由CPU進行判決，確定接收盒的接收頻率。接收盒根據外部所確定載頻條件，送至兩CPU，通過各自的判決，并通信比較確認一致，視為正常，不一致時，視為故障并報警。外部送進來的信號，分別經過主機、并機兩路莫屬轉換器轉換成數字信號。兩套CPU對外部四路信號進行單獨的運算，判決處理。表名接收信號符合幅度、載頻、低頻要求時，就給出3kHz的方波，驅動安全與門。安全與門接收兩路方波后，就轉換成直流電壓帶到繼電器。如果雙CPU的結果不一致，安全與門輸出不能構成，且同時報警。電路中增加了安全與門的反饋檢查，如果CPU有動態(tài)輸出，那么安全與門就應該有直流輸出，否則就認為安全與門故障，接收盒也報警。如果接收盒收到的信號電壓過低，就認為是列車分路。

衰耗盤

用于實現主軌道電路、小軌道電路的凋整。給出發(fā)送和接收器故障、軌道占用表示及其它有關發(fā)送、接收用+24V電源電壓、發(fā)送功出電壓、接收GJ、XGJ測試條件等[7]。

（1）作用

①用作對主軌道電路的接收端輸入電平調整。

②給小軌道電路的調整含正方向。

③給出有關發(fā)送、接收用電源電壓、發(fā)送功出電壓、軌道輸入輸出、GJ和XGJ測試條件。

④給出發(fā)送、接收故障報警和軌道占用指示燈等。

⑤在N+1冗余運用中實現接收器故障轉換時主軌道繼電器和小軌道繼電器的落下延時。

（2）電路原理說明

①軌道輸入電路

衰耗盤的電路主軌道信號V1、V2自c1、c2變壓器B1輸入，B1變壓器其阻抗約為36～55Ω（1700～2600Hz），以穩(wěn)定接收器輸入阻抗，該阻抗選擇較低，以利于抗干擾。

變壓器B1其匝數比為116：（1～146）。次級通過變壓器軸頭連接，可構成1～146共146級變化，按調整表調整接收電平。

②小軌道電路輸入電路

根據方向電路變化，接收端將接至不同的兩端短小軌道電路。故短小軌道電路的調整按正、反兩方向進行。正方向調整用a11～a23端子，反向調整用c11～c23端子，負載阻抗為3.3kΩ。為提高A/D模數轉換器的采樣精度，短小軌道電路信號經過1：3升壓變壓器B2輸出至接收器。

站防雷及電纜模擬網絡

電纜模擬網絡設在室內，按0.5km、0.5km、1km、2km、2km、2×2km六節(jié)設計，用于對SPT電纜長度的補償，電纜與電纜模擬網絡補償長度之和為10km。

防雷系統(tǒng)由兩部分構成：室外防雷、室內防雷。室外橫向防雷設在匹配變壓器內，為壓敏電阻。縱向防雷設在空心線圈處，通過中心抽頭接地。

（1）作用

用作對通過傳輸電纜引入室內雷電沖擊的防護（橫向、縱向）。通過0.5、0.5、1.2、

2、2×2km六節(jié)電纜模擬網絡，補償實際SPT數字信號電纜，使補償電纜和實際電纜總距離為10km，以便于軌道電路的調整和構成改變列車運行方向電路。

（2）站防雷電路原理簡要說明

①橫向雷電防護：

采用～280V左右防護等級壓敏電阻。壓敏電阻應具有模塊化、阻燃、有劣化指示、可帶電插及可靠性較高的特點。

②縱向雷電防護：

對于線對地間的縱向雷電信號目前采用加三極放電管保護，加低轉移系數防雷變壓器防護和室外加站間貫通地線防護。