摘 要

 

    铁路信号设备是组织指挥列车运行，保证行车安全，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。铁路信号设备是铁路主要技术之一。铁路信号的装备水平和技术水准是铁路现代化的重要标志。

    铁路信号基础设备，包括信号继电器，信号机，轨道电路，转辙机等是构成铁路信号系统的基础，他们的质量和可靠性直接影响信号系统效能的发挥，可靠性能的提高，在铁路信号现代化的进程中，信号基础设备在不断的更新和改造。

    信号设备具有结合部多、易受外界影响的特点，使得铁路各专业存在的问题，最终均要反映到信号设备上，因此，对于铁路运输企业来说，减少信号设备故障．一方面要重视信号设备在提高铁路运输效率中所处的位置．二是要铁路全系统综合治理，这一点尤为重要。

    关键词： “透镜式色灯信号机”“四开”“转辙机”“压敏电阻”“跳线”“引线” 

 

 

1. 铁路信号设备的概述

1.1铁路信号设备的发展史

    百余年来，中国的铁路事业经历了新旧两个根本性质不同的社会。无论从政治上还是从经济上，这都决定了它在其发展历程中必然会遭遇到两种迥然不同的命运和前途。同样，作为火车“眼睛”的信号设备也有着坎坷的发展历程。

    铁路作为一个舶来品，同中国人民的命运一样，在屈辱中挣扎。新中国的成立，给千疮百孔的中国铁路带来发展的舞台，也给善良的中国人民带来了幸福的生活。铁路信号设备的发展伴随着新中国铁路六十年一路走来。它的发展见证了新中国铁路的发展，是新中国成长的缩影。

    六十年前，中国铁路的信号设备无技术性可谈，人工扳动道岔，人工开放臂板信号，无论刮风下雨夜间还要爬到高高的杆子上挂煤油灯。有时一晚上要挂好几次。铁路工人的工作强度可想而知。更无安全性可言。电的广泛应用，使铁路工人告别挂煤油灯的历史，铁路信号出现了色灯信号机，色灯信号机以不同的颜色显示，告诉司机以不同的速度运行。1960年，我们铁路信号工作者自行设计研制的6036小站电气集中联锁电路。在实际应用中得到了不断的改造与完善。于1965年正式在新中国铁路上得到运用。因此更名为6502电气集中联锁。6502电气集中以其完善严谨可靠的电路，迅速在中国铁路上得到广泛应用。

中国铁路信号设备从无到有，从爬杆挂煤油灯到以机车信号为主，从人工扳动道岔到计算机联锁的提速道岔。短短六十年的风雨，中国铁路信号设备实现了大的跨越式发展。铸就出了中国速度。这一速度也是中国经济发展的速度，也是中国人民生活水平的发展速度

1.2铁路信号设备的组成

一.信号机

（一）信号机的作用

    信号机时表达固定信号显示所用的机具，用来防护站内进路，防护区间，防护危险地点，具有严格的防护意义。广义的铁路信号是铁路运输系统中，保证行车安全，提高区间和车站通过能力以及编解能力的手动控制、自动控制记、及远程控制技术。狭义的铁路信号是在行车、调车工作中对行车有关人员指示运行条件而规定的物理特征符号。

（二）信号机类别和基本组成

1.信号机的类别

    （1）按设置部位分类，固定信号可分为地面信号和机车信号

 （2）按信号机构造分类，地面信号机可分为色灯信号机和臂板信号机

    （3）按用途分类，固定信号可分为信号机和信号表示器两大类

 （4）按地位分类，信号机可分为主体信号机和从属信号机

 （5）按停车信号的显示意义分类，可分为绝对信号和非绝对信号

 （6）按安装方式分类，信号机可分为高柱信号机、矮型信号机、信号托架和号桥

2.基本组成

    高柱透镜式色灯信号机由机柱、机构、托架、梯子等部分组成

矮型透镜式色灯信号机由螺栓固定在信号机基础上，没有托架，更没有梯子

（三）LED信号机工作原理

    LED信号机由隔离变压器、整流电路、稳压电路、和告警电路构成。输入电源经变压、整流后，由两路稳压电路进行稳压，两路稳压电路热备，以保证输出稳定的12V直流电压。告警电路对发光盘和两路稳压电路进行监督，故障时发出告警。

二.转辙机

1.转辙机的作用

    (1)转换道岔的位置，根据需要转换 至定位或反位；

 （2）道岔转至所需位置而且密贴后，实现锁闭，防止外力转换道岔；

 （3）正确的反映道岔实际位置，道岔的尖轨密贴于基本轨后，给出相应的表示；

 （4）道岔被挤或因故处于“四开”位置时，及时给出报警及表示。

2.转辙机的分类

    （1）按动作能源和传动方式分类，转辙机可分为电动转辙机、电动液压转辙机、和电空转辙机

 （2）按供电电源种类转辙机可分为直流转辙机和交流转辙机

 （3）按动作速度分类，转辙机分为普通动作转辙机和快动转辙机

 （4）按锁闭道岔的方式，转辙机可分为内锁闭转辙机和外锁闭转辙机

 （5）按是否可挤，转辙机分为可挤型转辙机和不可挤型转辙机

3.现场常用转辙机的简单原理

以现场常用的s700k型电动转辙机为例

（1）电动机的转动通过减速齿轮组，传递给摩擦联结器;

（2）摩擦联结器带动滚珠丝杠转动；

（3）滚珠丝杠的转动带动丝杠上的螺母水平移动；

（4）螺母通过保持连接器经动作杆、外锁闭杆带动道岔转换；

（5）道岔的尖轨或可动心轨经外表示杆带动检测杆移动。

三.轨道电路

1.轨道电路作用

    轨道电路是铁路信号自动控制的基础设备。利用轨道电路可以自动检测列车、车辆的位置，控制信号机的显示；通过轨道电路可以将地面信号传递给机车，从而可以控制列车运行。

2.轨道电路的分类

（1）按轨道电路的工作方式分为开路式和闭路式轨道电路。闭路式轨道电路能够检查轨道电路的完整性，所以目前信号设备中多采用闭路式轨道电路。

（2）按牵引电流通过方式分为单轨调和双轨条轨道电路。双轨条轨道电路工作比单轨条轨道电路稳定可靠，极限长度基本上可以满足闭塞分区长度的要求，但成本高。电气化区段多采用双轨条轨道电路。

 （3）按相邻钢轨线路的分割方法分绝缘节式和无绝缘节式轨道电路。

    （4）按信号电流性质分直流、和交流；连续式和脉冲式供电等几种。我国目前应用的有：50Hz轨道电路、25Hz相敏轨道电路、微电子交流计数轨道电路和移频轨道电路（有4信息、8信息、18信息和UM71、ZPW2000）。

 

3.常用轨道电路的原理

    25HZ相敏轨道电路

    25Hz轨道电路的信号电源是由铁磁分频器供给25Hz交流电，以区分50Hz牵引电流，接受器采用二元二位轨道继电器，该继电器的轨道线圈由送电端25Hz轨道电源经轨道传输后供电，局部线圈则由25Hz局部分频器电源供电。轨道继电器工作时，从轨道电路取得较少的功率而大部分功率是通过局部线圈曲子局部电源，因而轨道电路的控制距离可以延长，且只有轨道继电器上的轨道线圈电压Ug和局部线圈电压Uj之间的相位角接近或等于90°时，转矩最大，是翼片绕轴旋转，带动接点动作，否则，翼片不能旋转，不能带动接点动作。所以，25Hz轨道电路既有对频率的选择性（区别开电力牵引电流）又有相位的选择性。当轨道线圈和局部线圈电源电压满足规定的相位要求时，GJ吸起，过道电路处于调整状态，即表示轨道电路空闲。当列车占用时，轨道电路被分路，GJ落下。若频率、相位不对时，GJ也落下。因而，其抗干扰性能较强，广泛应用于交流电力牵引区段。

 

2.对铁路信号设备系统进行性能与故障分析，从而排除故障

2.1信号机的维护及注意事项

    多雨、雷雨季节每月一次打开信号机构的箱盖，检查信号机内部是否有漏水或雨水浸泡现象，防止因漏水或雨水浸泡导致信号机元件损坏；（无雨季节可根据现场实际情况延长检修周期）打开信号机构检查后，关闭灯箱盖时要注意信号机构内的电缆、导线不能与光源上的电阻接触，防止因电阻发热造成电缆、导线损坏。关闭灯箱盖后须锁紧灯箱盖两边的锁紧螺母，当发现螺母旋转不灵活时添加润滑油或更换锁紧组件，避免灯箱盖未锁紧造成漏水。每个月一次用手持机在报警仪上检测每个灯位的工作电流并做好记录，信号机的正常工作电流是:128～135mA，当工作电流超出规定范围时要及时查出原因并排除。

当信号机光源因个别发光二极管发生故障而发出维修报警，一般只需更换信号结构中的光源,如果点灯变压器也发生故障，需要将变压器一起更换。更换光源的方法为：先松开遮檐上的螺丝，取下遮檐；松开镜框上4个M5×10螺丝，取下前置镜玻璃压圈和玻璃；松开镜框上4个M5×20沉头螺丝，取下镜框，打开机构后盖，用一字起子取出光源上的电源输入线，取出光源，换上新的光源，接上电源，重新将光源固定。

更换变压器的方法：将变压器安装板上的四个固定螺丝松开，取下整个变压器组件。2.1.3 LED信号机可能出现的故障及排除故障方法

2.2转辙机的维护及注意事项

2.2.1保养及维护

1.巡视

    （1）设备有无外界干扰和异状，斥离尖轨与基本轨之间无异物，各部无意外破损。

 （2）道岔密贴状态良好，尖轨、基本轨、心轨、翼轨的竖切部分无肥边。

    （3）尖轨无爬行，往复动作无异声、无磨卡，密贴调整杆和表示拉杆不碰枕木和道岔，并有10mm以上间隙。

 （4）道床平正，列车过道时转辙机无过大的起伏，其上下起幅不大10mm。

    （5）安装装置的紧固件，开口销、连接销、表示杆和动作杆防松螺母，无脱落，不松动。

 （6）转辙机动作杆，表示杆及安装装置的各连接销、摩擦面均应润滑。

 （7）询问车务人员，了解转换设备运用情况。

    （8）转辙机在上道初期（1个月内），应适当增加检查次数，检查内部机械工作有无异状。

2.季检查

    （1）巡视的各项内容。

 （2）各连接头与销轴之间旷量不大于1mm。

（3）电动操作转辙机，在尖轨第一牵引点和心轨第一牵引点处插入4mm厚、20mm宽的铁板，锁闭齿轮与齿条块不应锁闭，且不应接通转辙机内表示接点。

    （4）检查测试钢轨和尖轨固定螺栓及各种杆件的绝缘性能。（打开转辙机机盖，机内无积水，无锈蚀；电动操作时，转辙机应动作灵活、稳定无异状。

3.年整治

（1）季检查的各项内容。

（2）检查、测试各项电特性。

（3）按“转辙机检查，整治项目周期表”中的整治内容进行整治。

（4）更换锈蚀的紧固件、防护件。

（5）安装装置除锈、润滑、油漆。

（6）配合工务整治道岔。

4.ZYJ7维护

A、转辙机外部

⑴、外锁闭框及钩锁

①、应定期油润并保持清洁。

    锁钩解锁是利用自身重力绕钩轴落下来实现，如果钩锁与锁框及钩轴等活动部位不油润或清洁（如钩框间有沙粒等），刚钩锁落下的阻力矩就增大，锁钩下落不到位，极易造成钩锁不落槽，道岔不解锁的故障，日常养护时应保证每星期对各活动部位清扫加油两次及雨后迅速补加油，以保证钩锁顺利解锁及减少附加转换阻力。钩锁解锁是利用自身重力绕钩轴落下来实现，如果钩锁与锁框及钩轴等活动部位不油润或不清洁(如钩框间有沙粒等），则钩锁下落的阻力矩就增大，锁钩下落不到位，极易造成钩锁不落槽道岔不解锁的故障，

日常养护时应保证每星期对各活动部位清扫加油两次及雨后迅速补加油，以保证钩锁顺利解锁及减少附加转换阻力。锁勾调整过紧会使道岔锁闭和解锁过程困难，易造成不锁闭或不解锁的故障。密贴过松会造成岔尖与基本轨有4mm间隙，道岔仍能给出表示，使机械锁闭失效，同时因密贴过松使带动板与滚轮间隙减少，有可能在过国中断开道岔表示。

②、调整量

    锁钩不能太紧或太松，必须有活动余量，过死易造成道岔不能正常解锁，解锁阻力过大，锁勾太活容易造成道岔假密贴。钩锁框与锁钩斜面间隙0-0.2mm

⑵限位块

维规规定为0mm-3mm，段内控标准定为0mm-1mm，检修中应注意此项。原因之一：列车在直线运行时没有横向摆动量，但在列车运行通过顺向道岔进入辙岔心，在经过及护轮轨时，列车轮对就会产生曲线移动，所以轮对就会产生摆动。车轮到达第二牵引点时摆动量最大，车轮的内侧碰或振动使斥离轨向道心移动，同时表示杆也跟随斥离轨向道心移动。原因之二：电液转辙机表示杆和检查柱都是分动式，并排设计两个检查柱的目的：（一）是解锁动接点；（二）是检查锁闭缺口；当道岔由定位向反位转换时斥离轨先进入密贴，表示杆跟随斥离轨同时移动，这时检查柱解锁同时断开动接点。动接点到底是怎么解掉的呢？下面介绍表示杆缺口和检查柱结构尺寸：因为道岔是分动式，表示杆也是分动式，检查柱也是分动式，SH—6，密贴轨表示杆缺口的宽度是32mm，检查柱是直方型宽度24mm，二牵反位斥离轨表示杆缺口是斜坡口长度22mm，解锁检查柱是下梯形下部宽度12mm。注明：斥离轨斥离前先托起下梯形检查柱，使斥离轨顺利密贴。道岔斥离轨向密贴方向可以解掉表示，向道心方向也能退掉表示。原因之三是在设计中为了锁闭杆上凸铁与锁钩凹槽进入或退出顺利留有4mm间隙，原因之四是由于斥离轨表示杆缺口前后带斜坡。由于上述三个不利条件具备时，斥离轨可向前走动7mm，易出现道岔掉表示故障。

（3）、各杆件

①由于道岔是通过独立的长、短表示杆与机内的定反位内表示杆连接的，在安装杆件或调试道岔缺口时，紧固外长表示杆很容易造成相应的内表示杆水平翻转，使本应在垂直方向基本密贴的两内表示杆在上端或下端出现张口，在道岔转换时出现内表示杆与转辙机机体方孔套磨卡，增加了附加转换阻力，基地测试的数据表明此张口会使动作压力增加1Mpa左右或转换不到底,造成设备故障,可见影响之大。现场调试时应控制张口不大于0.5mm。用扳手卡住外表示杆与尖轨连接处顺水平翻转的反方向用力，即可消除张口。

②确保锁闭框与锁闭杆不磨卡。锁闭框与锁闭杆磨卡道岔转换阻力就要增大，要保证不磨卡，就必须保证两基本轨锁闭框中线与外锁闭杆的中线在垂直方向重合，否则在转辙机的动力作用下就会使两基本轨锁闭框与外锁闭杆侧边磨卡，道岔附加转换阻力急剧加大，使道岔不能正常转换。观察道岔转换过程中锁闭框与外锁闭杆是否磨卡，发现磨卡就应松开两边锁闭框固定螺栓，来回操纵几遍道岔，利用外锁闭杆来回动作纠正锁闭框位臵，再人工微调锁闭框位臵，确保道岔转换过程中锁闭框与外锁闭杆不磨卡。另外，道岔转换过程尖轨绕跟部作扇形运动，如果转辙机内动作杆与外锁动作杆连接过紧不能活动，在转换过程中外锁动作杆不能适应扇形运动就必然造成转换过程中锁闭框与锁闭杆磨卡，使道岔转换阻力增大，极易造成道岔转换不到位故障。

③道岔安装不方正（或位移），调整强度过大造成解锁困难或不解锁；

（4）、定位螺栓

检修中必须保证定位螺栓紧固，定位螺栓松动，会造成锁闭杆串动移位，脱落。导致锁钩跳动、不能正常锁闭。

B、转辙机机内部分：

(1)、惯性轮

    惯性轮的作用就是电转机转换到位后防止电机倒转，电机为什

么会倒转，如：电机正转时油泵向动作定位油缸一端输送液压油，当动作油缸到位后动接点切断启动电路，这时进入油管的液压油依然处于高压状态下电机突然停转，

液压油要返回油箱，在返回油箱的途中要经过油泵推动油泵反转，然后油泵带动电机反转，就在这时向正转的惯性轮应缓速解锁阻止电机反转停下，因此惯性轮缺油或卡死，不能阻止电机反转，惯性轮也跟随反转，产生惯性使定位一侧液压油向反位油缸输送造成油缸后退，这就是由于惯性轮缺油导致的作用不良。造成掉表示原因有二个，一是惯性轮卡阻；二是惯性轮轴芯缺油。惯性轮应动作灵活，检测方法：用手拨动惯性轮，惯性轮能有三圈以上空转，这是正常现象，若惯性轮跟随电机转子转动属卡阻现象，应按周期进行注油。

(2)、锁闭铁闭间隙为0。因为内锁闭铁与锁块有间隙，造成密贴轨反弹掉表示，发现转辙机内锁有间隙要及时调整。

调整方法如下：

    松开锁闭杆齿条连接铁将动作杆向机内推动调整为零。

(3)、油标尺

    液压油应保证处于油标上限

(4)、防止油缸导杆两头光六角20螺帽松动

     油缸导杆两头光六角20螺帽一旦松动，就会造成机内速动板偏移，速动板偏移后会挤掉速动板与速动滚轮2mm间隙，最后将速动滚轮托起断开表示。

(5)、油路

     电液转辙机在正常工作，一般情况对小漏油现象不易观察、判断，小漏油的故障判断方法：把正常转换的道岔夹上4mm故障试验铁板，这时油压就会升高到11-12Mpa再去查找漏油现象，判断时重点是各部接头、油泵螺丝和连接油管等，如果是漏油就不难发现，若漏油、采取措施、拧紧各部螺丝。紧固各接口件时，切忌用300mm的活口扳手，应用单头扳手来紧固，而且力度适中。

(6)、调整主副机动作同步

     ZYJ7转辙机为提速道岔主机，副机为SH6锁闭器，副机的动力靠主机油管向副机供油，油量供应的大小靠调整主机的油量调节阀调整，当主机和副机油量供应不平衡时，会出现主机和副机不同步现象，有时造成道岔操不到位的故障。解决方法：先将油量调节阀调到底，再调上来4。5圈，然后进行现场操纵试验确认，基本上可以解决主机和副机不同步的问题。

(7)、利用微机监测记录的道岔转换时间变化监督动作压力变化。

     如果道岔阻力过大，ZYJ7需提供的动作压力就需相应增大，就必然造成道岔转换时间增长，因此通过微机监测查看1DQJ的吸起落下时间能间接反映转辙机动作压力情况，此时间为道岔转换时间与1DQJ缓放时间(标准为0.45秒)之和，经现场模拟增加道岔阻力来测试道岔的动作压力与道岔转换时间大概对应关系,大量试验测试发现当道岔动作压力小于5.5Mpa时，道岔转换时间都小于9秒，通过每天定期查看道岔转换1DQJ吸起落下时间，就能反映出道岔状态，1DQJ吸起落下时间超过9秒就要对道岔进行检查，不用接压力表测试，就能基本实时反映道岔状态。

①、型号：ZYJ7-B 220+140/1810+4070

    220：一牵动程

    140：二牵动程

    1810：一牵转换力

    4070：二牵转换力

②、60KG12号提速道岔开口:

第一牵引点：开程160±3 mm；第二牵引点：开程75±3 mm;

③、缺口：

    ZYJ-7电液转辙机锁闭柱缺口两侧间隙：2mm+0.5mm 二牵：5mm±0.5，调上限

④、ZYJ-7电液转辙机限位铁间隙0mm-1mm 

⑤、ZYJ-7电液转辙机油压动作压力不大于9.5MPa,溢流压力不大于12.5MPa

⑥、SH6转换锁闭器钩锁框与锁钩斜面间隙0-0.5mm

⑦、密贴：一牵不大于0.5 mm      二牵不大于1 mm

C、ZYJ7电液转辙机安装顺序

（1）、首先安装一牵和二牵转辙设备托板——托板安装螺丝不能一次紧到位——

转辙设备安装到位后——调整平直——紧固安装各部螺丝。外锁装臵的安装，先安装一牵和二牵的锁闭框、锁闭框要安装垂直成一线后——将锁闭杆两头的限位铁拆下——将锁闭杆插入锁闭框内——上述工作完成后在装尖轨连接铁、连接铁装完后——将尖轨拨向密贴、尖轨密贴后——将锁闭杆向密贴反方向串动挂上锁钩、锁钩挂上后——将尖轨拨向另一方向密贴、尖轨密贴后——将锁闭杆向密贴反方向串动挂上锁钩，下一步工作就可以全面进行，先插入锁铁——安装钩头螺栓——紧固锁闭杆防跳螺栓——装限位铁——连接锁闭杆与动作杆齿条连接铁——安装锁钩挡铁——连接表示杆。

（2）、安装注意事项：

    在装锁闭杆与动作杆连接铁前将齿条前端留9齿，这样给道岔开口调整留下方便，使定反位一牵开口都处于160mm左右。二牵开口都处于75mm左右。各部安装完成后要对螺栓全面紧固、连接油管、查看油箱油量、摇动转辙机、排出益流空气、调整密贴、调整限位铁、调整表示缺口、观察正常动作油压、测故障油压。

2.2.2故障分析及排除