淺議LED色燈信號機的常見故障與整改措施

王瑞蓮

(中國鋁業山西分公司,山西運城 043304)

淺議LED色燈信號機的常見故障與整改措施

王瑞蓮

(中國鋁業山西分公司,山西運城 043304)

LED色燈信號機較透鏡式色燈信號機具有可靠性高、壽命長、節省能源等優點,但是色燈信號機能否正常顯示關系到鐵路運輸作業的安全與運輸效率,本文結合實際工作經驗對LED信號機的常見故障現象進行了分析,提出了具體的整改措施。

LED信號機 組成 原理 故障 整改措施

信號機是表達固定信號顯示所用的機具，用來防護站內進路，防護區間，防護危險地點，具有嚴格的防護意義。多年來，我國鐵路一直采用以白熾燈泡為光源的透鏡式色燈信號機，其主要缺點是可靠性差、壽命短、易斷絲、功效低。為了提高信號顯示的可靠性和延長燈泡的使用壽命，提出了采用LED技術研制開發的LED鐵路信號機。LED色燈信號機具有節能、可視性好、免調整、長壽命等特點，除了有效解決燈絲斷絲問題以外，還由于該產品的防水、防塵性能好，日常的巡檢工作只需對機構的外觀予以檢查，防止底座螺栓松動而偏離顯示方向，保持防塵鏡面的清潔以獲得最佳顯示效果，這就大大降低了信號工的維修工作量。

1 LED色燈信號機的組成

本次運輸部改造使用的LED色燈信號機采用輕便、耐腐蝕的鋁合金機構，組合靈活、安裝簡單。顯示距離超過1.5km，且清晰可辨、安全可靠。其主體信號顯示距離不小于400米，輔助信號顯示距離不小于200米。顯示顏色包括紅、黃、綠、白、蘭五種顏色，與透鏡式色燈信號機顏色一致，滿足鐵道部燈光信號顏色標準要求。LED信號機點燈系統分為室內和室外兩部分。室內由信號繼電器、信號變壓器和檢測單元組成；室外由鋁合金組合式信號機構和點燈單元組成。LED色燈信號機構分為高柱機構和矮型機構。

(1)高柱機構。高柱信號機構由機柱、背板總成、箱體總成、遮檐、懸掛裝置和梯子六部分組成。背板總成用來安裝箱體總成，其二者均分為二燈位和三燈位兩種。兩種機構除高度不同外，其余均相同。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和三燈位矮型機構兩種，由螺栓直接固定在信號機基礎上，沒有托架和梯子，其安裝方法與透鏡式信號機構相同。

2 LED信號機工作原理

根據行車調度計劃，值班員在人-機接口界面層輸入作業指令，經過計算機邏輯運算層進行運算處理，輸出運算結果到聯鎖執行層，輸出安全的控制信號，驅動聯鎖進路內的信號機相應的控制繼電器，信號控制繼電器勵磁后構成需要的信號點燈電路條件，說明進路建立，信號開放。列車根據信號機顯示意義運行。

2.1 結構原理

LED信號機光源是由多個發光二極管組成一個串并聯結構的發光矩陣，排列成圓盤形狀，在LED發光二極管前設一蜂房狀透鏡板。將透鏡板上的小透鏡一一對應的安放在LED發光二極管前面的光軸上，使所有LED發光二極管的散射光都聚焦成為方向一致的平行光束。

2.2 電路原理

LED光源小型信號機構的供電電源是信號機械室電源屏所供的AC110V交流電源，經信號變壓器轉變為LED發光二極管所需的直流電源。因此，電路的基本形式是變壓器降壓和整流電路。點燈變壓器是一種新型的R型變壓器，變壓器額定輸出功率40VA，空載電流小于5mA。光源實際消耗功率小于8W，保證電路有較高的安全可靠性。LED發光二極管電路為串、并聯相結合設計，將7個LED發光二極管與限流電阻串在一起，再將8組上述LED發光二極管組并聯組成光源。根據LED發光二極管的光電特性和考慮JZXC-H18燈絲繼電器的工作值，將每組LED發光二極管的管電流控制在20mA左右。再通過CAN總線連接到監測控制系統上，監督信號顯示系統的工作狀態，預警異常情況，有助于準確判斷故障點，便于及時處理故障。

3 LED信號機常見故障及整改措施

3.1 整個LED光源不能點亮

整改措施：(1)用萬用表測量點燈變壓器輸入電壓和輸出電壓，如若變壓器有輸入電壓而無輸出電壓時，只需更換變壓器。(2)倘若點燈變壓器輸入、輸出電壓正常，則需要更換光源。(3)光源若還不能點亮時，檢查光源上的電源輸入線是否接觸良好，將光源的電源輸入線取下重新接到輸入端子上。

3.2 光源上有整束LED發光管不能點亮

整改措施：(1)首先，檢查光源板與電阻板的每束連接線的接觸情況，如若接觸不良，將電阻板端子上的每束連接線取下再重新接到端子上。(2)如果一束LED中有一個或幾個LED損壞，則需要更換光源。

3.3 信號機正常工作未發出報警信號

整改措施：(1)首先，檢查信號機內部是否有漏水或雨水浸泡現象，防止因漏水或雨水浸泡導致信號機元件損壞；打開信號機構檢查后，關閉燈箱蓋時要注意信號機構內的電纜、導線不能與光源上的電阻接觸，防止因電阻發熱造成電纜、導線損壞。(2)檢查燈箱蓋上的密封圈是否損壞，箱蓋鎖緊螺母是否擰緊，前置鏡的固定螺絲是否松動。當發現螺母旋轉不靈活時，緊固前置鏡上的固定螺絲，更換箱蓋密封圈，重新擰緊箱蓋鎖緊螺母，避免燈箱蓋未鎖緊造成漏水。

3.4 信號機工作電流偏高或過高

整改措施：(1)檢查變壓器輸入端子上的壓敏電阻是否被擊穿，如若擊穿就及時更換壓敏電阻或整個變壓器組件。(2)檢查光源上的TVS(瞬態電壓抑制二極管)擊穿是否造成變壓器二次側短路，如若發生及時更換TVS或整個光源。

3.5 信號機工作電流偏低

整改措施：(1)檢查信號機光源的LED發光管是否有損壞，如若損壞就更換光源。(2)測量信號機的端電壓是否偏低，調整變壓器二次側輸出端子。

4 結語

鐵路色燈信號機是鐵路信號系統的重要基礎設備，而光系統是信號機的關鍵部件，其燈光信號顯示質量直接影響鐵路運輸的安全和效率。因此，我們在使用過程中應保證電氣端子的連接良好，機構上的螺栓緊固和供電電壓正常，從而保證其應有的使用壽命。切忌使用化學試劑清洗內置球形鏡片，以免損壞其光潔度而影響顯示效果。除此之外，我們還必須進一步認真學習，更好地維護檢修好LED色燈信號機，確保作為火車“眼睛”的信號設備能安全穩定運行。

[1]徐洪澤,岳強.《車站信號原理及應用》[M].北京：中國鐵道出版社,2006.

[2]《鐵路信號維護規則》.北京：中國鐵道出版社,2008.