LED鐵路信號機在礦區(qū)鐵路的應用

摘要：色燈信號機燈泡壽命短，顯示距離不足，維修量大，鑄鐵涂漆機構易銹蝕開裂脫落，需要經常維護等技術缺陷；而LED新型色燈信號機具有設計先進、燈光顯示距離遠，機構重量輕、更換方便，使用壽命不低于10年等技術特點

關鍵詞：LED信號機 礦區(qū)鐵路 使用

中圖分類號：U29文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2012)03(c)-0000-00

鶴壁煤業(yè)集團有限公司位于豫北地區(qū)，礦區(qū)煤炭外運主要通過集團公司鐵路專用線進入京廣鐵路銷往全國各地，鐵路專用線全長65km ， 北起礦區(qū)鐵路九礦站南至鶴壁站。鶴煤集團公司鐵運處主要承擔著礦區(qū)鐵路管理和鶴壁電廠電煤運輸任務。礦區(qū)鐵路事業(yè)的高速發(fā)展對鐵路信號燈及鐵路行車安全提出更高的要求。鐵路信號燈以往使用單一的白熾燈，使用壽命短、更換頻率高、勞動強度大，無論是行車還是維修人員的的安全都存在很多的危險，需要通過更換成LED鐵路信號機來滿足更高的要求。

1 本次改造范圍及預期效果

本次著重對鶴煤公司所轄專用線的11個有人看守鐵路道口、十礦站和龐村站共67架信號機進行改造。通過本次改造勢必增加鐵路運能、提高工作質量和運輸效率，在確保行車安全和節(jié)能降耗方面必將產生良好的效果

2 傳統(tǒng)色燈信號機的缺點

傳統(tǒng)色燈信號機的缺點：可靠性差、壽命短、易斷絲、工效低；需要10倍于額定電流的沖擊電流；濾色鏡使光色不純；燈光發(fā)光效率低；燈泡壽命不足1000h，適應速度更需要100000us;耐振動性差，易折斷；維修工作量大。

3 LED色燈信號機構的優(yōu)點

LED色燈信號機構采用輕便、耐腐蝕的單燈鋁合金機構，組合靈活、安裝簡單。顯示距離超過1．5 km，且清晰可辨、安全可靠。通過監(jiān)測控制系統(tǒng)的電流，可監(jiān)督信號顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)，預警異常情況，有助于準確判斷故障點，便于及時處理故障。用LED取代傳統(tǒng)的雙絲信號燈泡和透鏡組，具有以下顯著優(yōu)點：

(1)可靠性高。發(fā)光盤是用上百只發(fā)光二極管和數十條支路并聯工作的，在使用中即使個別發(fā)光二極管或支路發(fā)生故障也不會影響信號的正常顯示，提高了信號顯示的可靠性。

(2)壽命長。傳統(tǒng)的燈絲燈泡的主絲壽命為1000h，副絲為2000h，而發(fā)光二極管的壽命是100000h，是燈泡的100倍，改用發(fā)光盤后可免除經常更換燈泡的麻煩，且有利于實現免維修。

(3)節(jié)省能源。傳統(tǒng)信號燈泡耗電為25 w，而發(fā)光盤的耗電量還不到信號燈泡的三分之一。

(4)聚焦穩(wěn)定。發(fā)光盤的聚焦狀態(tài)在產品設計與生產中已經確定，現場不需凋整，給安裝與使用帶來方便，并能始終保持良好的聚焦狀態(tài)。

(5)光度性好。發(fā)光盤除有軸向主光束外，還有多條副光束，有利于增強主光束散角之外以及近光顯示效果。

(6)無沖擊電流。點燈時沒有類似信號燈泡冷絲狀態(tài)的沖擊電流，有利于延長供電裝置的使用壽命，并減少對環(huán)境的電磁污染。

4 組成及工作原理

本次改造使用的LED色燈信號機構為XSLE型。XSLE型由發(fā)光盤、BXZ—40點燈單元和GTB隔離調壓報警單元組成。

鋁合金信號機構

鋁合金信號機構分為高柱機構和矮型機構。

(1)高柱機構。高柱信號機構由背板總成、箱體總成、遮檐和懸掛裝置四部分組成。

背板總成帶有背板，并用來安裝箱體總成。背板總成分為二燈位背板總成(設有兩個燈位安裝孔)和三燈位背板總成(設有三個燈位安裝孔)兩種。兩種背板總成的高度不同。

把每個燈位組裝成一個整體稱為高柱箱體總成。箱體總成也分為二燈位箱體總成(XSLG2型)和三燈位箱體總成(XSLG3型)兩種。兩種機構除背板總成不同外，其余均相同。用兩個箱體總成分別固定在二燈位背板總成上，即構成二燈位高柱信號機構。用三個箱體總成分別固定在三燈位背板總成上，即構成三燈位高柱信號機構。箱體總成的玻璃卡圈換上透鏡組用雙絲信號燈泡點燈，也能作為色燈信號機用。

遮槽用螺釘裝在機構箱體上的玻璃卡圈上。

懸掛裝置將背板總成固定在信號機水泥機柱上。懸掛裝置采用現有的上部托架、下部托架等設備，并經特殊的噴涂表面處理，以增強其抗銹蝕能力。

(2)矮型機構。矮型機構分為二燈位矮型機構(XSLA2型)和三燈位矮型機構(XSLA3型)兩種，其安裝方法與透鏡式信號機構相同，即廠家已按二燈位(或三燈位)組裝成一個整體。

5 經濟效益、社會效益預測

直接經濟效益

5.1.1 節(jié)約檢、維修及人工費用

根據鄭州鐵路局“鄭鐵價函（2009）774號”發(fā)布的鐵路專用線電務信號設備維修價格標準（即每架每年維修材料504元，定員0.2人），每架信號機構檢、維修費為9011.69元/年，擬更換LED新型信號機構，10年免維護無維修計算：

1架×9011.69元/年×10年=9.01萬元

按現有色燈信號機67架計算，則為67架×9011.69元/年×10年=603.78萬元

5.1.2 節(jié)能降耗

原直絲燈泡25W，擬更換LED發(fā)光二極管，比直絲燈泡節(jié)電50%-70%，即每個LED燈節(jié)省耗電15W，按10年計算：

1個×15W×24h×365天×10年×0.651元/kwh

=1314kwh×0.651元/kwh

=855.41元

按現有色燈信號機67架合計156個LED燈頭計算，則為166個×855.41元/個=14.2萬元

5.1.3 總節(jié)約費用及年均節(jié)約費用

按免維護及節(jié)省耗電計算，10年內折合總節(jié)約費用：603.78+14.2=617.98萬元

年均節(jié)約費用：617.98萬元/10年=61.8萬元

6 結語

鐵路色燈信號機采用LED技術，具有節(jié)能、可視性好、免調整、免維護、長壽命等優(yōu)點，發(fā)展前景良好。