轨道电路的历史发展
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发布时间：2022-04-25 00:02
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时间：2023-10-16 07:42
为了检查列车占用钢轨线路状态，美国人鲁宾逊1870年发明了开路式轨道电路，1872年研制成功了闭路式轨道电路，于1873年首先在宾西法尼亚铁路试用，从此诞生了铁路自动信号。中国铁路在建国前采用的轨道电路传输信息少，分布也极不平衡，建国后从50年代中期开始，轨道电路技术在中国有了长足的发展，不仅传输的信息量增加而且它的使用已遍及全国铁路各线，构成了中国铁路信号技术发展的基础。
1924年，中国首先在大连-金州间，沈阳-苏家屯间建成自动闭塞，采用的是交流50Hz二元三位式相敏轨道电路，这是中国最早采用的轨道电路。1.1直流轨道电路和直流脉冲轨道电路
1、直流轨道电路
京奉铁路在联锁闭塞设备中自动控制出站信号机恢复定位，最早用的水银轨道接触器。1925年首先在秦皇岛及南大寺两站装设了直流闭路式轨道电路，取代了水银轨道接触器，这是中国最早使用的一种直流轨道电路，轨道电路器材用的是英国麦堪和荷兰德两家公司的产品。1942年，在济南站中修建了进路操纵手柄式继电电气集中联锁，轨道电路是直流闭路式的，器材为日本产品。1952年，衡阳站建成进路操纵继电式电气集中联锁。轨道电路也是直流闭路式的，器材是上海华通、新安电机厂新成电器厂的仿美制品。
在50年代初，从苏联引进了HP-2型直流轨道电路，曾用在蒸汽牵引区段的小站联锁设备中。由于它抗干扰性能差，继电器不能集中管理，所以使用较少，已逐步被交直流轨道电路所取代。直流轨道电路没有绝缘破损防护功能，抗干扰性能差，受直流电气牵引电流的干扰，不能正常工作。
1960年，中国在宝鸡-凤州段建成了第一条单相工频交流电气化铁路。为防止牵引电流的干扰，根据苏联资料仿制成一种单轨条式直流轨道电路，曾在宝凤段各站的站线上使用过。
2、直流脉冲式轨道电路铁道部科学研究院从52年起便开始研究电冲轨道电路。初期在现场试验的轨道继电器为桥式磁系统的偏极继电器，它的衔铁材质性能差，接点弹力容易变化，继电器工作不够稳定，以后改为极性保持式轨道继电器。58年，TY-58型电冲轨道电路，首先在沈山线锦州-高台山间，共182Km的双线区段上装设了以TY-58型电冲轨道电路为基础的架空线式电冲自动闭塞。59年又将电冲分为正、负电冲及无电冲三种信息，于是实现了无架空线式电冲自动闭塞，即极性电冲自动闭塞。这种轨道电路结构简单，传输距离较远，缺点是抗干扰能力差。
60年代，铁道部科学研究院曾研究利用电冲信息实现与本制式相配套的机车信号，未获成功。因为铁道部要求自动闭塞必须有与本制式相配套的机车信号，所以从此电冲轨道电路便逐步被交流计数电码轨道电路所代替。
电冲轨道电路从50年代初期开始研制，到60年代初期得到广泛应用，为运输生产发挥了很好的作用。它是中国第一个自己研制的用作传输自动闭塞信息的轨道电路。从这时起，中国才有直流脉冲轨道电路。为发展脉冲式轨道电路提供了宝贵的经验，是中国轨道电路技术的一个较大的进步。
1968年初，铁道部科学研究院与沈阳、北京等铁路局协作，开展了极性频率脉冲轨道电路的研究，到1972年初，中国用不同方案的极性频率脉冲轨道电路作为基础设备，修建了666Km的双线自动闭塞。极性频率脉冲轨道电路在试用中曾发生过以下问题：①邻线干扰，②两线一地输电线干扰，③断轨检查性能差。为此提出了采用低压脉冲传输的设想。
1974年，完成了统一方案试验，统一方案集各铁路局的成熟经验，采用了热机备用的冗余技术，并着重解决了轨道电路的调整、分流及断轨状态所存在的问题，同时也解决交流侵入、邻线干扰及高压线路接地干扰等问题，经试用后，于1980年通过铁道部初步技术鉴定，以后便得到了进一步推广。1.2交流连续式轨道电路
1、交直流轨道电路
满铁从1925年开始，在长大线主要车站修建了电气集中联锁，轨道电路用的是N-8型交直流轨道电路和二元二位式轨道电路。交直流轨道电路装在站内道岔区段上，这是中国最早使用的一种交直流轨道电路，它的器件是日本产品。
中国在50年代中期开始引进信号技术，这时由沈阳信号工厂仿制出KHP-5型和HBP型交直流轨道电路器材。这种轨道电路，在非电化区段的中、小站色灯电锁器联锁和小站电气集中联锁中得到应用。
1959年，中国第一个采用大插入继电器的590型组合式电气集中，在北京站建成并交付使用。站内采用HBTIII-200型交直流轨道电路，这种轨道电路与HBP-250型交直流轨道电路相似，器材是沈阳信号工厂仿苏产品。
19年中国研制成功AX系列安全型继电器，1969年利用安全型继电器设计的JZXC-480型交直流轨道电路，首先在南翔站使用，此后JZXC-480型交直流轨道电路在非电化区段的车站上迅速大量推广，取代了所有其他制式的交直流轨道电路，从而使中国的交直流轨道电路的制式得到统一。
2、驼峰轨道电路、阀式轨道电路、25Hz长轨道电路
JW-2型驼峰轨道电路，应变速度较慢，调整困难，不甚适合驼峰轨道电路的技术要求。1969年研制成功了驼峰轨道电路用的JZXC-2.3型交直流轨道电路。
中国早在1960年，有些铁路局为了节省电缆，在牵出线、接近区段，就安装了一种阀式轨道电路，到70年代中期，因平交道口事故有所增加，有些铁路局又开始使用阀式轨道电路设计道口信号。北京铁路局科研所和天津铁路运输学校合作，于1982年研制成使用阀式轨道电路的道口信号，同年通过部级鉴定。
为了解决在继电半自动闭塞区间自动检查列车是否完整到达，铁道科学研究院参照苏联和日本25Hz轨道电路的工作经验，开展了25Hz长轨道电路的研究，1978年，在原齐齐哈尔铁路局昂昂溪电务段的协助下，试制出一套样机。1979年，在成都北站与天回镇站间电化区段安装试用。1983年通过了铁道部鉴定。与此同时，原齐齐哈尔铁路局仿效日本电路在本局非电化区段也进行了25Hz长轨道电路的试验，并于1980年10月，通过铁路局鉴定。
3、相敏轨道电路
1924年满铁在大连-金州间和沈阳-苏家屯间修建的自动闭塞，轨道电路采用二元三位式相敏制，这是中国最早使用的轨道电路，器材用的是美国产品。至1942年，长大线全线建成自动闭塞，器材是日本仿美制品。二元三位式轨道电路工作稳定，直至1984年在长大线的沈阳-四平段仍然残留有这种轨道电路制式的自动闭塞。轨道继电器接点有三个位置，所以以它为基础修建的自动闭塞无需架空线，就可实现三显示自动闭塞。
中国从1925年开始在长大线主要车站上修建了电气集中联锁。在这些车站的到发线上，采用50Hz交流二元二位式轨道电路。1937年后，在京奉铁路个别车站上也安装有50Hz交流二元二位式轨道电路。
在50年代，从苏联引进了50Hz二元二位式轨道电路。1954年由铁道科学研究所、电务设计事务所及天津铁路管理局组成的试验小组，在京山线具有迷流干扰的古冶地区和道床电阻很低的北塘盐碱地段，进行了不同类型轨道电路的特性比较及电气参数测试和采集，以便为这种地区的轨道电路设计提供依据。
为配合修建交流电气化铁路，考虑到站内没有合适的轨道电路制式，从78年开始研制双轨条25Hz相敏轨道电路，它实质上也是二元二位式轨道电路，不同点是信号频率为25Hz。
25Hz相敏轨道电路是由通信信号公司研制的，80年首先在联平关站站内安装试点，同年同月，又在石家庄枢纽安装并投入试用。经过两年的试用和改进，于82年通过铁道部鉴定。
轨道变压器
1.3交流计数电码、移频、高频轨道电路及计轴设备
1、交流计数电码轨道电路
中国为了解决与自动闭塞相配套的机车信号和得到较好的轨道电路传输特性，于58年从苏联引进了交流电码轨道电路，59年开始在北京-南仓间修建的50Hz交流计数电码自动闭塞工程中使用，器材是由苏联进口的。63年中国按照苏联改进的R-36型译码器的原理制成了63型译码器，在长大线沈阳-鞍山、京广线广武-南阳寨间的自动闭塞工程中安装并投入运用。轨道电路器材是沈阳信号工厂生产的。
1960年在宝鸡-凤州段建成中国第一条单相工频交流电气化铁路。信号设备安装了单线调度集中，其中的轨道电路为了防止牵引电流干扰，采用了75Hz交流计数电码轨道电路。
2、移频轨道电路
1966年铁道部科技委在北京召开了自动闭塞选型会议，会议提出研制一种能够适应地上和地下、电化与非电化区段通用的自动闭塞制式，确定了以移频作为主攻方向，于67年在成峨段青龙场-彭山间11Km装设了第一个试验区段，75年通过铁道部技术鉴定，决定非电化移频自动闭塞作为一种自动闭塞制式推广使用。
中国电化移频轨道电路的研制工作几乎是与非电化移频轨道电路的研制工作同时进行的。67年试制成交流电化移频自动闭塞和机车信号样机各一套。
3、计轴设备
中国早在1966年就开始探索用计轴方式来检查分界点间线路空闲状态，1978年开始研制与半自动闭塞相配套的计轴设备，同年研制出一套样机在现场进行了初步试验。在研制非电化区段用计轴设备的基础上，从81年开始研制电化区段用的计轴设备，1983年经铁道部通号公司和西安铁路局组织了技术鉴定，决定进一步扩大试用。
4、ZPW-2000A无绝缘轨道电路
ZPW-2000A型轨道电路是中国引进法国的UM71轨道电路的基础上改进后的一种轨道电路制式。这种轨道电路是利用并联在钢轨两端的LC谐振槽路和一小段钢轨电感利用相邻区段发送不同频率，构成的电气绝缘节。它不但可以检测列车，而且可由钢轨线路向超速防护系统发送速度级别信息。
