喀什工務段斷軌監測裝置實施方案
1現場需求分析
本次斷軌防斷監測裝置安裝的區段是在喀什工務段轄內喀什（1444+798）到葉城（1690+638）間，兩地里程數為246km，減去中間軌道電路區段，需要安裝斷軌防斷監測裝置的區間長約為200km。上述區間的鋼軌為無機械絕緣的無縫鋼軌，車站至訊號機之間安裝了無絕緣移頻自動閉塞系統zpw2000軌道電路，此軌道電路採用電氣絕緣方式確保其訊號在軌道電路上傳輸，同時也依靠電氣絕緣方式把軌道電路區段與無軌道電路區段分開。
斷軌防斷監測裝置引數要求為：斷軌定位點範圍3km，1分鐘內發現斷軌，5分鐘內上報各種引數，還需要有軌溫檢測功能。
2斷軌監測裝置對zpw-2000無絕緣移頻自動閉塞系統影響性分析
(1)、zpw-2000基本原理
zpw-2000的系統的結構如圖1所示。傳送器通過站防雷、電纜模擬網路、spt線及匹配變壓器將訊號傳到軌道上，接收器則通過同樣的網路經匹配變壓器、spt線電纜、模擬網路和站防雷接收軌道訊號，以此來判斷軌上是否有車占用，從而給出指示訊號，同時向下一區間傳送占用資訊。
圖1 系統結構
為了防止相鄰區間訊號的干擾，要設計機械或電氣絕緣對相鄰區間進行機械或電氣隔離。如圖1所示左側是機械隔離、右側是電氣隔離，電氣隔離與機械隔離有同樣有效果。電氣隔離是通過調諧區（又稱小軌道區）來實現的。
電氣絕緣區的電氣原理如圖2所示
圖2 調諧區原理圖
從圖2可以看出：電氣絕緣區是在29m的軌道區間內加上f1和f2兩個調諧電路及sva空芯電感構成，四者一起構成了乙個對本區間訊號高隔離（2ω），對相鄰區間訊號短路的電路，從而實現了電氣隔離。
調諧區的等效電路如圖3所示。從圖3可以看出：f1和f2是兩串聯諧振電路，分別與相鄰兩個區間的軌道相連，f1相連的軌道電路頻率為低頻1700hz（或2000hz），f2相連為高頻2300hz(或2600hz)。
f1的諧振點是f2相連區間的頻率，f2的諧振點是f1相連區間的訊號頻率相鄰區間。串聯諧振阻抗為0。因此，對2300hz（或2600hz）高頻率訊號，f1相當於短路；對1700hz（或2000hz）低頻率訊號，f2相當於短路。
f1與軌道電感及空芯電感形成併聯諧振蕩，諧振頻率是本區間訊號載頻，對應為2ω的高阻抗；f2與軌道電感及空芯電感形成併聯諧振蕩，諧振頻率是本區間訊號載頻，對應為2ω的高阻抗。（說明：因為軌道上傳送的有效訊號是240mv，因此2ω也算是高阻。
）圖3調諧區等效電路
從上述分析可以看到：
1) 軌道訊號傳送的是交流訊號（1700hz、2000hz、2300hz、2600hz四種）；
2) 軌道訊號在區間內傳送，不影響相鄰區間（被短路），也不被相鄰區間影響（高阻抗）；
3) 軌道上的直流電壓被空芯電感（電感對直流阻抗為零）短路，不會對接收和發射器造成影響。
（2）、斷軌檢測對軌道電路的影響
斷軌防斷監測的基本原理如圖4所示。軌道兩端是zpw-2000的調諧區間，實現電氣隔離。斷軌防斷監測軌道線路中間點附近設定乙個直流恆流源（初定為1a），在被測軌道兩端用導線短接，並安裝電流感測器。
通過檢測短接線上是否有電流來判讀是否的斷軌發生，輔助其它電路可以將斷軌點準確到3km以內。
圖4 斷軌檢測的基本原理
斷軌監測訊號對zpw2000訊號電路的影響從如下兩個方面分析：
1）直流恆流源對訊號電路影響
圖4的直流等效電路如圖5所示。從圖5可以看出：直流恆流源訊號被外加的短路線和主調諧單元的空芯電抗器及短路了，在有軌道訊號的區間內兩軌間的斷軌檢測訊號為0，因此對接收和發射都沒有任何影響。
圖5 直流等效電路
2）外加短路線對訊號電路影響
圖4的軌道訊號交流等效電路如圖6所示。軌道電路交流訊號通過2ω高阻抗與斷軌監測電路相連，軌道訊號在被測電路的端部被外加的短路線所短路，這與軌道電路正常使用時被串聯振盪短路是一樣的。因此外加短路電路對軌道訊號沒有不良影響。
同時因為軌道訊號是交流，能通過軌道電路流過外加短路的電流很小，斷軌檢測所用的是直流訊號，因此也不會影響斷軌檢測訊號。
圖6 交流等效電路
綜上分析可知：調諧單元短路了斷軌檢測的直流訊號，阻斷了有效軌道訊號向外的通路。因此斷軌監測訊號和外加的短路線均不會影響軌道訊號電路的正常工作，同時軌道訊號也不會影響斷軌監測訊號。
3 斷軌監測裝置安裝方案
整個區間斷軌防斷監測裝置需要安裝66個，各個裝置的安裝地點如圖7所示，其中兩端端點與中間檢測點採用dtu與外界通訊，其他檢測點採用兩種方式（無線區域網和dtu二選一）的一種，以便消除區域性區間通訊訊號不流暢的問題。太陽能板桿子66根，混凝土安裝臺66個，安全小柵欄66個。太陽能板桿子如圖8所示。
混凝土台子及安全柵欄尺寸如圖9所示。
圖7 斷軌防斷監測裝置安裝位址圖
圖8 太陽能板桿子尺寸圖
圖9 混凝土支撐台及安全柵欄尺寸圖（外圍虛線為安全柵欄尺寸）
4 時間節點安排
2023年8月1-8月31，完成太陽能板桿子以及水泥支撐臺加工製作；
2023年9月1-9月30，安裝太陽能板和各種連線線，準備安裝裝置；
2023年10月安裝除錯斷軌監測裝置軟硬體。
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