調車信號機白燈燈絲檢查的探討

李玉梅

(鄭州鐵路局電務處，鄭州 450052)

在鐵路信號系統中，調車信號機起到指揮機車車輛調車作業運行的作用。平時調車信號機點禁止信號藍燈；在通過信號允許時點白燈。現有的信號點燈電路，設計為藍燈和白燈共用1個燈絲繼電器，點藍燈時檢測藍燈燈絲、點白燈時檢測白燈燈絲。因平時常點藍燈，白燈燈絲不能得到實時檢查，從而造成白燈斷絲時維修人員不能及時得知，造成允許信號不能正常開放，影響調車作業的效率和安全。通過對現場調車信號機長時間觀察，發現對正常生產的影響比較大，特別是對廠礦專用線的影響更大。另外，隨著計算機技術的發展，利用新技術解決這種情況有了可能。現總結一些想法形成一個系統，供讀者探討。

1 現有電路分析

（1）調車點燈電路

隨著新技術和新設備的涌現，鐵路信號技術有了很大的發展，其產品向智能化、簡便化和免維護的方向發展。但不管是6502系統還是計算機聯鎖系統，信號機室外點燈電路原理相同，如圖1所示。

（2）現有電路燈絲檢測原理

平常時開放禁止信號點藍燈（XJ落下），電路由如下路徑構成：XJZ220→KKA→DJ（線圈）→XJ落下→室外電纜→藍燈信號機變壓器→室外電纜→KKB→XJF220。

開放通過信號點白燈（XJ吸起），電路由如下路徑構成：XJZ220→KKA→DJ（線圈）→XJ吸起→室外電纜→白燈信號機變壓器→室外電纜→KKB→XJF220。

如圖1所示，燈絲繼電器的線圈串在點燈電路中，通過信號繼電器的接點來檢查點燈信號的燈絲狀態。信號繼電器落下點藍燈，若藍燈燈絲正常，則燈絲繼電器吸起，控制臺顯示藍燈正常；若藍燈燈絲斷開，則燈絲繼電器落下（因電流小于100 mA），控制臺顯示藍燈斷絲閃光。信號繼電器吸起點白燈，若白燈燈絲正常，則燈絲繼電器吸起，控制臺顯示白燈正常；若白燈燈絲斷開，則燈絲繼電器落下，控制臺顯示為表示燈閃幾下自動變為藍燈。從上面分析可知，藍燈燈絲斷絲可以實時檢測到，而白燈燈絲斷絲僅在信號開放時5 s左右的時間能夠觀察到。這樣就會造成，機車車輛需要通過而信號機白燈不亮，電務部門緊急處理，極大影響了生產運輸的高效性和安全性。

綜上可知，白燈和藍燈在點燈電路中通過信號繼電器實現了互斥，燈絲繼電器不能同時串在2個燈的點燈電路中。由于在技術規范中不允許2個燈位全部點亮，所以，即使再增加1個燈絲繼電器也不能實現同時檢查的功能。既有電路不能實現2個燈的燈絲均得到檢測。

2 白燈燈絲檢測原理探討

（1）技術要求

1)檢測系統使用時，不能對整個鐵路信號系統的使用產生影響。

2)檢測系統使用時，滿足“故障倒向安全側”的要求。

3)檢測系統使用時,不能出現信號機亂顯示的情況。

4)檢測系統需滿足鐵道部關于調車信號機的現有標準和規范。

（2）實現原理

檢查燈絲是否完好的辦法需要在燈絲兩端加上電，通過檢測設備測試相應的電氣參數，根據測得值與設定值比較來決定燈絲的狀態。白燈燈絲檢測同樣需要在燈絲兩端增加檢測電源，來測試整個回路的電阻。若電阻超過規定值，則認為燈絲故障；若電阻沒有超過規定值，則認為燈絲完好。但為了保證對鐵路信號主體設備無影響，在設計時要考慮如下情況。

1)檢測設備與鐵路信號主體設備的接口方式。為了不影響信號主體設備，在接口時盡量避免與主體設備共同的通道。另外，若有共同通道，則檢測設備與主體設備應通過繼電器的接點實現互斥。在互斥中，主體設備可以無條件地奪取對通道的控制權。根據這個原則，檢測設備可以通過信號繼電器的落下來接入。平時信號機點藍燈，信號繼電器落下，檢測電壓和電流通過信號1、3電纜檢測白燈燈絲的好壞；若信號機點白燈，信號繼電器吸起，檢測設備與主系統脫離，從而達到檢測的目標。檢測電路如圖2所示。

2)檢測時需向電纜通電，電壓和電流要合理選擇，保證白燈的亮度不能被人眼所識別。另外，檢測設備不能一直為信號機供電，應只在測試時供電。檢測要隔一段時間測試一下，測試時間要盡可能短，從而保證信號機不會出現亂顯示。

3)檢測設備故障時，自動與主體設備在物理上分開，保證檢測設備故障不會影響鐵路信號主體設備的安全和使用。

3 檢測設備設計

（1）設備選型

檢測設備由電源模塊、控制模塊、測試模塊和顯示模塊構成。電源模塊提供檢測用的AC 12 V和其他模塊所需DC 24 V、5 V電源；控制模塊采用單片機或可編程控制器（PLC）；測試模塊包括通道電流、電壓的采集設備；顯示模塊由液晶屏構成，用來顯示斷絲信號的名稱和聲音報警。

整個系統工作流程：電源模塊提供的測試電壓，在控制模塊的控制下周期地加在信號白燈的回路上；測試模塊測試出整個回路的電壓和電流，傳送給控制模塊；控制模塊接收到電壓、電流后算出電阻值，若此值比設定值大，則將信號名稱和報警信號發送給顯示模塊；顯示模塊顯示信號名稱并發出報警信息提示維護人員。

（2）軟件設計

軟件流程，如圖3所示。

正常情況下軟件不停地計時，到規定測試時間后進行檢測。首先判斷信號機是否點白燈（通過信號繼電器的吸起），若點白燈，則燈絲正常不需檢測；若點藍燈則開始測試。程序驅動檢測繼電器使之吸起，將檢測所需的電壓和電流信號引入白燈電路中。在等待一定時間后，回路的各個電氣參數都穩定下來，分別測試出回路的電壓和電流值。根據測出值計算電路電阻，判斷是否斷絲。若斷絲，則輸出報警信息；若沒斷絲，則重新計時，進入下一次測試。在報警期間也要重新計時，從而進入下一次的測試。

檢測設備故障主要包括測試電壓變大使白燈點亮和控制器故障不能使用。這2種故障中，第一種比較嚴重，需在軟件和硬件上避免。在硬件上使用質量較好的電源；在軟件上要實時測試檢測電壓的大小，一旦變化較大，則強制停止燈絲的檢測工作。第二種故障會導致檢測繼電器落下，從而保證檢測設備與主體設備隔離。

4 結束語

綜上所述，實現了對1架調車信號機白燈燈絲的實時檢測，若要實現全站調車信號機白燈燈絲的實時檢測，則需進一步整合設計思路和硬件設備。實現對調車信號機白燈燈絲檢測，則能減少維修人員的工作量，提高生產運輸的效率。