任廣明 上海鐵路局蚌埠職工培訓(xùn)基地

本人是鐵路職工培訓(xùn)基地的信號(hào)專業(yè)教師，在講授ZPW-2000A無(wú)絕緣移頻軌道電路的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到學(xué)員對(duì)一些問(wèn)題刨根問(wèn)底的追問(wèn)。有些問(wèn)題我也一時(shí)無(wú)法給予他們一個(gè)簡(jiǎn)潔又明確的回答。對(duì)其中一些問(wèn)題，經(jīng)過(guò)自己翻閱資料、仔細(xì)琢磨，形成了一些容易被學(xué)員接受的解釋。

1 問(wèn)題之一

ZPW-2000A電氣絕緣節(jié)為什么較低載頻側(cè)（1 700 Hz、2 000 Hz）軌道電路端設(shè)L1、C1兩個(gè)元件的f1型調(diào)諧單元。而較高載頻側(cè)（2 300 Hz、2 600 Hz）軌道電路端設(shè) L2、C2、C3三元件的 f2型調(diào)諧單元（見(jiàn)圖 1）。

圖1 電氣絕緣節(jié)電路圖

以下行方向?yàn)槔?/p>

為防止2 300 Hz信號(hào)混入1 700 Hz區(qū)段，L1C1組成的調(diào)諧單元須對(duì)2 300 Hz產(chǎn)生串聯(lián)諧振，取得零阻抗，而為了減小對(duì)本區(qū)段信號(hào)的衰減，L1C1組成的調(diào)諧單元必須與鋼軌和空心線圈一起對(duì)1 700 Hz信號(hào)產(chǎn)生并聯(lián)諧振，產(chǎn)生極阻抗。設(shè)鋼軌和空心線圈的電感為L(zhǎng)v，下行電氣絕緣節(jié)較低載頻側(cè)可等效為一個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示。

圖2 1700 Hz區(qū)段等效二端網(wǎng)絡(luò)示意圖

該二端網(wǎng)絡(luò)的電抗曲線為圖3。

圖3 1700 Hz區(qū)段電抗曲線示意圖

合理選擇電感L1、電容C1等參數(shù)值。使 ω2=2π×1700 Hz,ω3=2π×2300 Hz便可。

顯然，上述網(wǎng)絡(luò)用于較高載頻側(cè)不適合，因?yàn)樵搨?cè)必須對(duì)較低載頻（1700 Hz）產(chǎn)生串聯(lián)諧振，取得零阻抗，而對(duì)較高載頻（2300 Hz）產(chǎn)生并聯(lián)諧振，取得極阻擾。圖2電路不可能實(shí)現(xiàn)。實(shí)際應(yīng)用中，較高頻率側(cè)的調(diào)諧單元為三元件，該側(cè)也可等效為二端網(wǎng)絡(luò)，其電路如圖4。

圖4 2300 Hz區(qū)段等效二端網(wǎng)絡(luò)示意圖

該二端網(wǎng)路的電抗曲線為圖5。

圖5 2300 Hz區(qū)段電抗曲線示意圖

合理選擇電感L2；電容C2、C3等參數(shù)使 ω3=2π×1700 Hz；ω4=2π×2300 Hz即可。

2 問(wèn)題之二

ZPW2000A無(wú)絕緣移頻軌道電路發(fā)送系統(tǒng)為什么不能采用雙機(jī)并聯(lián)冗余ZPW2000A接收系統(tǒng)采用雙機(jī)并聯(lián)，所謂0.5+0.5冗余方式，其優(yōu)點(diǎn)非常明顯，系統(tǒng)在一機(jī)故障時(shí)，不存在時(shí)間上的間斷，且無(wú)轉(zhuǎn)換電路。但是發(fā)送系統(tǒng)不可采用這樣的冗余方式。

ZPW2000A發(fā)送盤采用變壓器輸出，一般變壓器并聯(lián)運(yùn)行條件是：

（1）變壓器變比相等(既電壓相等)，各變壓器沒(méi)有電壓差,目的是避免在并聯(lián)變壓器所構(gòu)成的回路中產(chǎn)生環(huán)流。環(huán)流大，效率下降。

（2）變壓器并聯(lián)聯(lián)結(jié)組別相同，對(duì)于單相變壓器，則要求同名端相連。

（3）各變壓器的短路阻抗相等，短路阻抗相等時(shí),負(fù)載方能按變壓器的容量自行按比例分配。

（4）變壓器并聯(lián)希望輸出電流同相位。

由于ZPW2000A發(fā)送雙機(jī)系統(tǒng)兩個(gè)輸出變壓器輸入信號(hào)來(lái)自各自發(fā)送盤功放，信號(hào)不可能完全一致，而當(dāng)要求輸出電壓一致時(shí)，變壓器的變比和短路阻抗都很難做到一致。更重要的是，由于ZPW2000A發(fā)送系統(tǒng)兩發(fā)送盤變壓器輸入不是來(lái)自一個(gè)信號(hào)源，要想使輸出信號(hào)相位及頻率一致更是不可能的，因而ZPW2000A發(fā)送系統(tǒng)不能采用雙機(jī)并聯(lián)。

3 問(wèn)題之三

為什么與發(fā)送系統(tǒng)（FS）并聯(lián)的調(diào)諧單元（BA）斷線，該區(qū)段接收端（JS）電壓會(huì)下降。

從電工原理上說(shuō)，當(dāng)與信號(hào)源并聯(lián)的外電路斷線后，信號(hào)源的外電路阻抗會(huì)上升，電壓會(huì)上升。但如前所述，調(diào)諧單元與Lv(空心繞圈和鋼軌的總電感）一起對(duì)本區(qū)段信號(hào)產(chǎn)生并聯(lián)諧振，與FS盤并聯(lián)的是一個(gè)極阻抗，而當(dāng)BA斷線時(shí)，原諧振回路處在失諧狀態(tài)，出現(xiàn)了新的電流通路（見(jiàn)圖1中部電氣絕緣節(jié)內(nèi)虛線）。FS盤的輸出阻抗實(shí)際上降低了，輸出電壓因而下降。其JS端電壓也會(huì)下降，一般會(huì)下降50%左右。

4 結(jié)束語(yǔ)

教學(xué)過(guò)程中不斷與學(xué)員互動(dòng)，對(duì)他們提出的問(wèn)題仔細(xì)思考，認(rèn)真研究。給出合理的解釋，對(duì)提高教學(xué)效果非常有好處。同時(shí)對(duì)自己來(lái)說(shuō)，也是一個(gè)學(xué)習(xí)提高的過(guò)程，是一個(gè)教學(xué)相長(zhǎng)的過(guò)程。