毕业设计--双线轨道电路及电缆径路图设计（含外文翻译）.doc

石家庄铁道大学毕业设计 仙人洞站双线轨道电路电缆径路图 及控制台面图设计 The Design Of Two-track Circuit Cable Pathways Map and The Console View Of Xianrendong Station 20132013 届届 电气工程电气工程 系系 专专 业业 自动化自动化 学学 号号 学生姓名学生姓名 指导老师指导老师 完成日期完成日期 20132013 年年 5 5 月月 2727 日日 毕业设计成绩单毕业设计成绩单 学生姓名学号班级专业自动化 毕业设计题目仙人洞站双线轨道电路电缆径路图及控制台面图设计 指导教师姓名 指导教师职称讲师 评 定 成 绩 指导教 师 得分 评阅人得分 答辩小 组组长 得分 成绩： 院长(主任) 签字： 年 月 日 毕业设计任务书毕业设计任务书 题 目仙人洞站双线轨道电路电缆径路图及控制台面图设计 学生姓名学号班级专业自动化 承担指导任务单位电气工程系 导师 姓名 导师 职称 讲师 一、设计内容： 1. 按照技规要求分析站场设计的合理性。 2. 依据给定站场对双线轨道电路及电缆径路图、控制台面图进行设计。 二、设计条件： 提供仙人洞站站场信号平面图一张（纸质） 。 三、基本要求： 1. 绘出站场信号平面布置图； 2. 设计双线轨道电路图及电缆径路图、控制台面图； 3. 对所设计电路详尽分析； 4. 应用 autoCAD 完成三张 A4 的图纸； 5. 设计说明书一万字以上； 6. 完成 3000 字的专业英文翻译。 四、主要参考文献 1 王永信.车站信号M.北京：中国铁道出版社，2010. 2 中国铁路通信信号总公司研究设计院.铁路工程设计技术手册M.信号.北京：中 国铁道出版社，1993. 3 马桂贞.铁路站场及枢纽M.成都：西南交通大学出版社，2003. 4 阮振铎.铁道信号设计与施工M.北京：中国铁道出版社，2008. 五、进度计划 1.第 1-2 周 调研、收集材料 2.第 3-4 周 分析、确定方案 3.第 5-7 周 按照设计要求进行设计 4.第 8 周 中期答辩周 5.第 9-14 周 写毕业设计论文 6.第 15-16 周 毕业答辩 教研室主任签字时 间 年 月 日 毕业设计开题报告毕业设计开题报告 题 目仙人洞站双线轨道电路及电缆径路图设计 学生姓名学号班级专业自动化 一、研究的背景 在铁路发展史上，铁路信号具有举足轻重的地位。铁路信号是铁路运营的耳目，它的 主要功能是保证行车安全。关于安全条件的检查，最初是靠运营管理措施来保证的，随着 铁路运输的发展需要和科学技术的进步，保证行车安全的措施逐步从管理措施向技术措施 过渡，以至发展成今天的自动控制系统。 随着铁路信号技术的发展和应用，铁路信号已成为提高运输效率、实现运输管理自动 化和列车运行自动控制以及改善铁路员工劳动条件的重要技术手段。铁路信号系统按其应 用场所可分为车站信号控制系统、编组站调车控制系统、区间信号控制系统、铁路行车指 挥控制系统及列车运行自动控制系统等。6502 电气集中联锁系统即为车站信号控制系统， 它是一个安全继电集中联锁系统。6502 工程设计中，主要包括车站信号平面布置图、联锁 表、双线绝缘轨道电路布置图、电缆径路图和电缆网络图、控制台盘面布置图、控制台零 层端子配线图、控制台电源配线图、组合连接图及排列表、室外电缆配线图等内容。 二、国内外的研究现状 世界上第一个电气集中于 1929 年在美国出现，20 世纪 40 年代各国开始使用，50 年代 早期成熟并大量推广，60 年代改进并完善，70 年代进一步得到发展。电气集中电路，各国 都趋于按进路构成，以按钮方式最为普遍。70 年代以来，随着控制范围的扩大，控制方式 有所改进，逐步发展为控制和表示分开的方式，有些国家采用按键控制、屏幕显示。增加 了控制距离，还采用了进路预办和自动排列进路的方式，增加了车次表示、动作记忆、故 障报警、快速检测及定位等功能。此外，还以电气集中为基础发展车站作业综合自动化、 枢纽或卫星站的行车集中控制系统、程序式列车运行控制装置、车站调车区排列进路的机 车遥控系统、平面调车区的无线调车进路控制等新型车站联锁设备。1942 年，我国在济南 站首次安装了手柄式进路继电集中。1951 年，衡阳站安装了按钮式大站电气集中。1973 年， 6502 电气集中被正式批准为定型电路，并在全国各类车站推广使用。 三、研究设计方案： 1.根据技规分析给出站场设计的合理性。 2.在熟练掌握 AutoCAD 绘图工具的基础上，根据仙人洞站站场信号平面图，利用 AutoCAD 画出双线轨道电路及电缆径路图和控制台面图。一般的电缆径路图包括的内容包括 轨道电路机型的配置、轨道电路送、受电端的布置、室外电缆网络连接设备的类型和位置、 室外信号设备的串接顺序和电缆径路、每根电缆长度和芯数等。 3.分析绘出的站场信号平面布置图、设计的双线轨道电路图及电缆径路图和控制台面 图，并且对所设计电路详尽分析。 四、预期结果 绘出站场信号平面布置图，设计双线轨道电路图及电缆径路图、控制台面图，对所设 计电路详尽分析，对双线轨道电路的电缆径路图和控制台控制进行分析说明，包括电缆箱 盒的设置地点，电缆的选择，和各种设备之间宽度进行阐述。 指导教师签字时 间 年 月 日 摘 要 铁路信号是组织指挥运行、保障行车安全、提高运输效率、传递信息、改善行 车人员劳动条件的关键设施。铁路信号系统是为保证运输安全、高效而诞生和发展 的，系统的第一使命是保证行车安全。铁路信号系统的诞生前提和它的使命，决定 了它的基本性质应符合“故障安全”原则。在铁路的现代化建设中，铁路信号系 统将更加突显出其重要的作用。 本设计最终结果绘出站场信号平面布置图，设计双线轨道电路图及电缆径路图、 控制台面图，对所设计电路详尽分析，并对双线轨道电路的电缆径路图和控制台面 图进行分析说明，其中双线轨道电路设计包括轨道电路的极性交叉，扼流变压器的 设置，站内轨道电路电码化布置图及 25Hz 相敏轨道电路等。电缆径路的设计包括 电缆箱盒的设置地点，电缆的选择和各种设备之间距离等。 关键词：铁道信号 25Hz 相敏轨道电路 双线轨道电路 电缆径路图 控制台面图 Abstract Railway signal is the critical facilities of organizing and commanding train running, ensuring traffic safety, improving transport efficiency, transmission of information and improving the driving staff working conditions. Railway signaling systems whose first mission is to ensure traffic safety was bird and developed to ensure the safety and efficient of transportation. The railway signaling systems birth premise of and mission decide its basic properties should be consistent with the principle of fault - Security. In the modernization of the railway, the railway signaling system will be more highlighted its important role. The design drawn the station signal floorplan ,designed two-lane track circuit , cable pathway diagram, the console view of the circuit designed a detailed analysis of the cable pathway diagram of the two-track circuit and console control analysis shows set locations, Tow-track circuit design including the polarity cross track circuit, the choke transformer Settings, on-site properties rather than stuff coded track circuit layout and a 25 HZ phase sensitive track circuit, etc. Cable route design includes the setting place of cable boxes, cable selection and distance between all sorts of equipment, etc. Key words: Railway signal 25 Hz phase sensitive track circuit Two-track circuit Cable pathway diagram Console view of the circuit 目 录 第 1 章 绪论1 1.1 课题研究的目的意义1 1.2 国内外研究现状1 1.3 论文的内容2 第 2 章 车站信号平面设计图3 2.1 站场线路布置情况3 2.2 信号机设置位置及名称编号3 2.2.1 信号机设置位置3 2.2.2 信号机名称编号4 2.3 警冲标设置及股道有效长度4 2.4 轨道电路的划分及命名5 第 3 章 轨道电路图设计6 3.1 双线轨道电路图设计6 3.1.1 轨道电路的极性交叉6 3.1.2 扼流变压器的设置7 3.2 站内轨道电路电码化布置设计8 第 4 章 电缆径路图设计9 4.1 轨道电路送电端和受电端布置9 4.2 电缆网络连接设备的类型10 4.3 电缆的走向及长度、芯数计算11 4.3.1 电缆的走向11 4.3.2 长度、芯数计算12 4.3.3 电缆网络芯线数汇总13 第 5 章 控制台面16 5.1 控制台单元类型16 5.2 进路按钮的配置17 5.3 设计注意事项18 第 6 章 结论与展望20 6.1 结论20 6.2 展望20 参考文献22 致谢23 附录24 附录 A 外文翻译24 附录 B 平面站场图33 附录 C 双线轨道电路电缆径路图34 附录 D 控制台面图35 石家庄铁道大学毕业设计 1 第 1 章 绪 论 1.1 课题研究的目的意义 铁路信号是组织指挥列出运行、保障行车安全、提高运输效率、传递信息、改 善行车人员劳动条件的关键设施。铁路信号系统是为保证运输安全、高效而诞生和 发展的，系统的第一使命是保证行车安全。铁路信号系统的诞生前提和它的使命， 决定了它的基本性质应符合“故障安全”原则。在铁路的现代化建设中，铁路信 号系统将更加突显出其重要的作用。随着铁路运输的发展需要和科学技术的进步， 保证行车安全的措施逐步从管理措施向技术措施过渡。铁路信号系统的装备水平和 技术标准标志着我国铁路现代化建设的进程。 随着铁路信号技术的发展和应用，铁路信号已逐步发展为今天的铁路信号自动 控制系统。铁路信号系统按其应用场所可分为车站信号自动控制系统、编组站调车 控制系统、区间信号控制系统、铁路行车指挥控制系统及列车运行自动控制系统等。 6502 电气集中联锁系统即为车站信号自动控制系统，它是我国目前应用最普遍的一 种继电集中联锁系统。6502 电气集中具有电路定型化程度高、逻辑性强、操纵方便 简单灵活、不易出错、维修施工方便、符合“故障安全”原则、易与其它信号设 备结合等优点。因此，做好设备的施工工作对于发展铁路事业，实现铁路现代化， 具有十分重要的意义。铁路设备的工作要很好地为铁路运输服务，切实保证铁路运 行的需要，并做好维护工作，必须达到铁路上技术规定的要求。 通过毕业设计可以巩固本课程理论知识，掌握电缆径路和控制台平面图设计的 基本方法，通过解决各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力， 同时对铁路施工设计的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算、绘图、 设计说明书等方面得到训练，为今后的工作奠定基础。 1.2 国内外研究现状 世界上第一个电气集中于 1929 年在美国出现，20 世纪 40 年代各国开始使用， 50 年代早期成熟并大量推广，60 年代改进并完善，70 年代进一步得到发展。电气 集中电路，各国都趋于按进路构成，以按钮方式最为普遍。70 年代以来，随着控制 范围的扩大，控制方式有所改进，逐步发展为控制和表示分开的方式，有些国家采 用按键控制、屏幕显示。增加了控制距离，还采用了进路预办和自动排列进路的方 石家庄铁道大学毕业设计 2 式，增加了车次表示、动作记忆、故障报警、快速检测及定位等功能。此外，还以 电气集中为基础发展车站作业综合自动化、枢纽或卫星站的行车集中控制系统、程 序式列车运行控制装置、车站调车区排列进路的机车遥控系统、平面调车区的无线 调车进路控制等新型车站联锁设备。 1942 年，我国在济南站首次安装了手柄式进路继电集中。1951 年，衡阳站安装 了按钮式大站电气集中。1973 年，6502 电气集中被正式批准为定型电路，并在全国 各类车站推广使用。经过多年的修改和完善，6502 电气集中已成为电气集中的一种 较好定型电路而被广泛采用。 1.3 论文的内容 本设计主要内容是双线轨道电路图及电缆径路图、控制台面图设计，这几部分 的前提是平面站场图的设计，所以全文首先对站场图进行设计说明，然后对双线轨 道电路设计进行阐述，其前两部分又和电缆径路图设计有着直接关系，电缆径路图 包括轨道电路极性的配置、轨道电路送、受端的布置、室外电缆网络连接设备的类 型和位置、室外信号设备串接顺序、电缆长度和芯数及电缆走向等内容。最后对台 面控制图进行设计说明。本设计严格按照铁路设计施工技术规定进行阐述。 石家庄铁道大学毕业设计 3 第 2 章 车站信号平面设计图 根据确定的信号楼公里标，委托单位提供的站场缩尺平面图（1：1000 或 1：2000）绘制成的有关信号设备布置情况的车站设备平面布置图，按照规定将庄河 方面（下行咽喉）绘制在图纸的左侧，岫岩方面（上行咽喉）绘制在图纸的右侧。 车站信号平面布置图包含的信息有：信号楼位置（用信封式图形代表） 、站场线路布 置、信号机设置位置及名称编号、警冲标坐标、站台布置位置。 2.1 站场线路布置情况 本站共设置了三条股道，一条正线（IIG） ，两条到发线（1G、3G） ，所有股道 均设计成双向接发列车线。股道上的头指向列车运行正方向。如图 2-1 所示，车站 两侧的信号机为出站信号机。具体平面站场图如附表 B 所示。 图 2-1 站场示意图 2.2 信号机设置位置及名称编号 信号机是以其灯光颜色、数目、亮灯状态来表示信号，它是行车安全的保障。 我国铁路实行左侧行车制，因此信号机均设置在线路的左侧便于正司机的瞭望。根 据铁路技术管理规程 、 铁路信号站内联锁设计规范相关规定，任何信号机不 得侵入铁路建筑接近限界，对于正线，限界所属轨道中心至信号机突出边缘的距离 为 2440mm，站线信号机为 2150mm。矮型信号机机构边缘离线路中心距离不少于 1875mm1。 2.2.1 信号机设置位置 为了提高通过能力，进而提高运输效率。信号机的安装应严格遵守铁路技术 管理规程 、 铁路信号站内联锁设计规范相关规定。设置如下： 石家庄铁道大学毕业设计 4 列车由区间进入车站的入口处均设置一架进站信号机。进站信号机的作用是防 护车站，指示进站列车运行条件，保证接车进路的正确和安全可靠。为满足调车作 业的需求，将进站信号机设置在距车站最外方道岔尖轨尖端（顺向岔为距警冲标） 50m 至 400m 之间。 发车线端部均设置一架出站信号机。出站信号机的作用是防护区间，作为列车 占用区间的凭证，指示列车能否进入区间。将出站信号机设在距警冲标内方（对向 道岔为尖轨尖端前方）3.5m 至 4m 之间，这样可以避免影响股道的有效长度。 在车站内方的解体、摘挂、取送、转线等作业需要由调车信号机指示。调车信 号机的设置需要根据车站的调车作业过程及繁忙程度等综合因素决定。当道岔前方 需设置调车信号机时，该调车信号机应距道岔尖轨尖端 3 米。为避免影响线路有效 长度，将岔后的调车信号机设置在距警冲标 3.5m 至 4m 之间1。 2.2.2 信号机名称编号 进站信号机、出站兼调车信号机、调车信号机的命名方式2：进站信号机按列 车运行方向命名，将上行进站信号机用“S” 字母表示、下行用“X” 字母表示，上、 下行的反方向进站信号机在“S”、 “X” 字母的右下角加注“反方向”的“反”字汉语拼音 字头“F”，命名为“SF”、 “XF” 2。出站信号机按列车运行方向命名。将指示列车开往 上行方向的出站信号机用“S”字母并在其右下角加注股道号表示，下行方向用“X” 字 母并在其右下角加注股道号表示。例如 XI、X3、SII、S4 等。调车信号机用“调车” 的“调”字汉语拼音字头“D” 并在其右下角缀以顺序号而命名。其右下角的顺序号以 列车到达方向由站外向站内，并以信号平面布置图由下往上顺序编号。上行咽喉用 双号、下行咽喉用单号，如 D1、D3、D2、D4 等。 2.3 警冲标设置及股道有效长度 警冲标设在两会合股道线路中心线相距 4m 的中心处，即警冲标至两条股道线 路中心线各两米。4m 数值是根据机车车辆限界 3.4m 再加上一些富余间隙确定的2。 警冲标坐标由道岔的辙叉号、道岔的连接曲线半径、两天线路中心线间的距离确定。 计算警冲标坐标时应先查出警冲标距道岔中心的距离，再由岔心坐标换算出警冲标 坐标。岔心坐标可以查阅“道岔尺寸表”得出道岔尖端（岔尖）至道岔中心（岔心） 的距离。警冲标至道岔中心距离（见附表） ，道岔尺寸（见附表） 。 股道有效长度是指股道内可以停留列车而不至于妨碍邻线行车的部分线路长度。 股道有效长是自股道一端信号机起至另一端警冲标（对向道岔为绝缘节）为止。在 石家庄铁道大学毕业设计 5 同一股道上，当上下行均可以接发列车时，该股道的股道有效长度应分别计算。例 如某站 IG 的上下行均可以接发列车，因此 IG 得上下行应分别计算。IG 上行股道有 效长度由 XI 至 372 点警冲标。查其站场图的坐标可得知 XI 的坐标为 519，则 IG 的 上行有效长度为；372（m）+519（m）=891（m） ，IG 下行股道有效长度由 SI 至 540 点警冲标。查其站场图的坐标可得知 SI 的坐标为 364，所以，下行股道有效长 度为：364（m）+540（m）=904（m） 。本站 1G 的上、下行股道有效长度都为 725m。 2.4 轨道电路的划分及命名 轨道电路是利用钢轨线路和钢轨绝缘节构成的，它是以铁路的两条钢轨作为传 输导体，两端加上机械绝缘，接上送电端和受电端构成的电路。轨道电路可以反应 列车的占用及传递行车信息。 轨道电路之间采用钢轨绝缘把两个轨道电路隔离成互不干扰的独立单元。每个 轨道电路单元称为轨道电路段，轨道区段的合理划分是车站高效调车作业的保证。 轨道电路划分根据车站作业情况和轨道电路的电气特性决定的。轨道电路划分原则 是3： (1)信号机内外方应划分为不同的区段； (2)凡是能平行运行的进路，应用钢轨绝缘将它们分隔开，行成不同的轨道电路 区段； (3)为方便轨道电路的调整，在一个轨道电路区段内单动道岔最多不超过 3 组、 复式交分道岔不得超过 2 组； (4)有时为了提高咽喉区段使用率，把轨道电路区段适当划短，使道岔能及时解 锁，立即排列别的进路。但列车提速后，当轨道电路划分的太短很难保证机车信号 的连续显示。因此轨道电路得划分应根据车站作业情况和轨道电路的电气特性综合 考虑。 轨道电路段的命名，道岔区段和无岔区段轨道电路的命名方式各不同。原则如 下： (1)道岔区段轨道电路的命名是根据道岔编号来命名的4。当轨道电路区段内只 包含一组道岔的，用其所包含的道岔编号来命名，如 1DG、2DG；当轨道电路区段 内只包含两组道岔的，用两组道岔编号连缀来命名，如 1-3DG、2-4DG; 当轨道电路 区段内只包含三组道岔的，则以两端的道岔编号连缀来命名； (2)无岔区段轨道电路以该轨道电路所对应的股道号命名4。如 IG、IIG；进站 信号机内方的无岔区段，根据所衔接得股道编号加 A（下行咽喉）及 B（上行咽喉） 石家庄铁道大学毕业设计 6 来命名，如 IAG、IBG。 石家庄铁道大学毕业设计 7 第 3 章 轨道电路图设计 3.1 双线轨道电路图设计 轨道电路能够真实的反映列车的占用及传递行车信息，轨道电路是铁路信号设 备的重要基础设备，它的性能直接影响着行车安全和运输效率。含钢轨绝缘的轨道 电路当绝缘节破损后，受电端的接收设备会因相邻区段的影响而误动，威胁行车安 全。因此站内同一类型的轨道电路，在轨端绝缘相邻的两钢轨上应作到不同的极性、 频率或相位的配置。采用扼流变压器和 25HZ 相敏轨道电路可以防止牵引电流对轨 道电路的影响。双线轨道电路图设计包含以下内容：轨道电路的极性交叉，轨道电 路送电端及受电端布置，扼流变压器的设置。 3.1.1 轨道电路的极性交叉 轨道电路的极性交叉指的是在含钢轨绝缘的轨道电路，使绝缘节两侧的轨道电 路具有不同的极性或者是相反的相位，预防钢轨绝缘节的破损。在无分支线路上， 依次变换轨道电路供电电源或者是相反的相位，即可实现轨道电路的极性交叉配置， 如图 3-1 所示。而在有分支线路上，即有道岔处分以下两种情况处理： 图 3-1 极性交叉示意图 实行轨道电路电码化的道岔区段将道岔绝缘布置在弯股上，避免机车在通过道 岔区段时出现断码影响行车。轨道电路的绝缘节两侧是否做到极性交叉，可以用封 闭回路图进行检查。其方法是首先以单线条绘出站内轨道电路图，后计算各封闭回 路内的绝缘节数量。统计封闭回路内的绝缘节数量时，可自回路内某一绝缘节开始， 沿着代表钢轨的单线条和锐角处的小弧线顺时针绕一圈。应注意每一绝缘节只统计 一次。凡是回路内绝缘节数为偶数，则回路内绝缘节两侧做到极性交叉；若为奇数， 则不能。应对回路为奇数的绝缘节进行移设，使其成为偶数。移设方法是把道岔绝 缘由直股移到弯股或由弯股移到直股。如果将道岔绝缘由直股移到弯股或由弯股移 + + + +- - - - + + - - 送电端 受电端 石家庄铁道大学毕业设计 8 到直股不能实现极性交叉时，可以在线路上加设一对绝缘节，采用人工交叉法做到 极性交叉。不实行轨道电路电码化的道岔区段，把道岔绝缘布置在直股上。 3.1.2 扼流变压器的设置 扼流变压器设置原则如下5： (1)轨道电路送、受电端均需设置扼流变压器。 (2)正线是牵引电流的回归通道，应满足牵引电流沿两个方向均能畅通无阻地回 归牵引变电所。因此，正线上的道岔区段、无岔区段以及股道的轨道电路在正线上 的绝缘两侧均需设置扼流变压器。 (3)在双线区段进站信号机处，将正线扼流变压器的中性点连接，使双线区段两 正线牵引电流畅通。 (4)侧线上的牵引电流回归，应设置无受电端扼流变压器（俗称“空扼流” ） 。为 了沟通线路间回归电流，引接吸上线或引接接触网变压器馈电地线， “空扼流”可以 设置在一送一受轨道电路中部。 (5)每个轨道电路区段最多可设四个扼流变压器（包括“空扼流”变压器） ，并 且每个轨道电路最多只能设一个“空扼流” 。 根据以上规则在施工图上把扼流变压器设置完成，如图 3-2 是下行信号机周围 部分施工图，具体完整电路如附录 C 电缆径路图所示。 图 3-2 部分变压器布置示意图 其中，中心的盒子就是扼流变压器的模型周围为电缆的防护盒、信号机和轨道， 图上数字，分别代表周围设备之间的距离，电缆的芯数和备用芯数，如 10-4（4） ， “10”代表变压器与防护盒之间的距离是 10m， “4”代表电缆的芯数， “（4） ”代表 电缆的备用芯数。 石家庄铁道大学毕业设计 9 3.2 站内轨道电路电码化布置设计 车站电码化技术能够很好地解决地面机车发送信号显示信息的连续性、可靠性 问题，实时检测信息是否确实发送至轨道电路，若出现中断，电码化电路应立即给 出声光报警，在必要时关闭防护区段所在的进路的信号机。 25HZ 相敏轨道电路适用于牵引总电流不大于 800A，钢轨内不平衡电流不大于 60A 的交流电气化区段的站内及预告的轨道电路区段