朔黃線LED信號機(jī)存在問題的分析與改進(jìn)

趙志偉

摘 要：針對朔黃鐵路LED信號機(jī)存在問題進(jìn)行了原因分析與改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：LED信號機(jī) 存在問題 原因分析 改進(jìn)

中圖分類號：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（c）-0029-02

隨著鐵路信號的發(fā)展，LED光源的信號機(jī)以其環(huán)保節(jié)能、免維護(hù)、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)逐步取代了傳統(tǒng)的以白熾為光源的色燈信號機(jī)。本文針對朔黃線擴(kuò)能改造工程中LED色燈信號機(jī)在現(xiàn)場運(yùn)用發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行了闡述分析，并提出了一些相應(yīng)的解決措施與建議。

1 設(shè)備概況

朔黃鐵路西起山西省神池縣，東至河北省黃驊市。正線總長近600 km，設(shè)計(jì)為國家I級干線、雙線電氣化鐵路。朔黃鐵路是我國西煤東運(yùn)大通道和神華集團(tuán)能源、運(yùn)輸一體化工程的重要組成部分，在全國路網(wǎng)中占有重要地位。

2010年朔黃鐵路公司對滄州西站進(jìn)行擴(kuò)能改造工程施工，滄州西站信號聯(lián)鎖制式為北京交大微聯(lián)公司的EI32-JD型二乘二取二微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備，站內(nèi)色燈信號機(jī)為北京藍(lán)天創(chuàng)通科技有限公司的鐵路LED色燈信號機(jī)。

2 存在問題

朔黃鐵路LED色燈信號機(jī)，由室內(nèi)與室外設(shè)備構(gòu)成。室內(nèi)設(shè)備由GTB2型隔離調(diào)壓報警單元和集中報警總機(jī)構(gòu)成，GTB型隔離調(diào)整變壓器用于給室外信號機(jī)供電，一次側(cè)電壓為AC220 V、二次側(cè)電壓AC105 V～145 V，同時具備開關(guān)量報警輸出、短路保護(hù)切斷電源以及手動復(fù)位等功能。集中報警總機(jī)用于信號機(jī)燈絲報警，可以顯示報警信號機(jī)的具體燈位，同時具備485通信接口供微機(jī)監(jiān)測使用。室外設(shè)備由室外點(diǎn)燈單元和發(fā)光盤構(gòu)成，點(diǎn)燈單元用于給發(fā)光盤供電，輸入電壓為103V±2V或輸出電壓DC46V±2V，發(fā)光盤為信號機(jī)光源的重要組成部分，采用發(fā)光二極管并聯(lián)使用（見圖1）。

LED色燈信號機(jī)其中一個試驗(yàn)項(xiàng)目是室外短路試驗(yàn)：在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)列車信號機(jī)開放允許燈光后，如果室外發(fā)生短路故障，GTB隔離調(diào)壓報警單元會自動保護(hù)切斷供電，即室外信號機(jī)滅燈。列車信號繼電器LXJ為EI32-JD型微機(jī)聯(lián)鎖驅(qū)動，驅(qū)動LXJ帶有緩放時機(jī)，信號機(jī)滅燈后列車信號繼電器LXJ不會立即落下。故障現(xiàn)象為室外信號機(jī)滅燈，控制臺控顯機(jī)仍然顯示允許信號開放，同時因列車信號繼電器LXJ不落，電碼化會繼續(xù)向軌面發(fā)送允許信號碼型。而在列車信號繼電器LXJ緩放過程中，如果故障解除，3S后GTB隔離調(diào)壓報警單元會立即恢復(fù)供電，導(dǎo)致信號自動重復(fù)開放，不能夠滿足信號設(shè)備故障導(dǎo)向安全原則嚴(yán)重危及行車安全。

3 原因分析

GTB2型隔離調(diào)壓報警單元具有短路（擊穿）防護(hù)功能，因LED光源的內(nèi)阻較大，當(dāng)發(fā)生室外LED光源全部擊穿，或電源次級短路的滅燈故障，點(diǎn)燈回路中電流增加幅度不足以使室內(nèi)的保險或斷路器分?jǐn)?，造成室外信號機(jī)滅燈，而室內(nèi)燈絲繼電器DJ仍處于勵磁吸起狀態(tài)而導(dǎo)致信號室內(nèi)外顯示不一致危及行車安全的情況發(fā)生。在GTB隔離調(diào)壓報警單元中設(shè)計(jì)有短路（擊穿）切斷供電功能，即上述情況在禁止燈光時發(fā)生，檢測電路會切斷點(diǎn)燈輸出使燈絲繼電器失磁落下；當(dāng)上述情況在允許燈光時發(fā)生，則改點(diǎn)禁止燈光，以免失去禁止燈光的防護(hù)。

列車信號繼電器LXJ為JWXC-1700安全型繼電器，由微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備驅(qū)動，驅(qū)動緩放時間為2.2 s；燈絲繼電器為JZXC-H18型緩放繼電器，緩放時間為0.1～0.15 s；聯(lián)鎖判斷燈絲繼電器DJ采集條件運(yùn)算周期為 0.8 s。即列車信號繼電器LXJ可靠落下總時間為3.15 s，而GTB2型隔離調(diào)壓報警單元恢復(fù)供電時間為3 s。也就是當(dāng)列車信號機(jī)開放允許燈光室外發(fā)生短路故障時，GTB2型隔離調(diào)壓報警單元自動保護(hù)切斷供電3 s，燈絲繼電器DJ落下，室外信號機(jī)滅燈，而此時列車信號繼電器LXJ仍處于緩放吸起狀態(tài)，導(dǎo)致控制臺控顯機(jī)顯示與室外信號機(jī)顯示不一致。此時如果短路消除，GTB2型隔離調(diào)壓報警單元3 s后又自動恢復(fù)供電，燈絲繼電器DJ重新吸起，而聯(lián)鎖機(jī)又采集到燈絲繼電器DJ吸起條件，會繼續(xù)驅(qū)動列車信號繼電器LXJ吸起，導(dǎo)致信號自動重復(fù)開放（見圖2）。

4 電路改進(jìn)

從上述電路原理和設(shè)備動作狀態(tài)分析得出，如何與聯(lián)鎖設(shè)備更好的結(jié)合，控制好列車信號繼電器LXJ緩放時間與LED信號機(jī)GTB2供電時機(jī)是整個問題的關(guān)鍵。因此在現(xiàn)場實(shí)施過程中，將GTB隔離調(diào)壓報警單元切斷供電門限值修改為5 s，能有效保證短路故障發(fā)生后列車信號繼電器LXJ可靠落下，防止了室內(nèi)外信號顯示不一致及信號自動重復(fù)開放，滿足信號設(shè)備故障導(dǎo)向安全。本文中這種故障雖然概率及低，但一旦發(fā)生將嚴(yán)重危及行車安全。

滄州西站修改信號機(jī)供電時機(jī)后，問題得到解決，使用至今現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定良好（見圖3）。

LED信號機(jī)能夠保證既有色燈信號機(jī)點(diǎn)燈電路特點(diǎn)的同時，又能充分發(fā)揮LED光源高效節(jié)能、長壽命、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，是鐵路色燈信號機(jī)發(fā)展的重要方向。使用LED發(fā)光二極管作為色燈信號機(jī)新光源，近年來我們還處于探索改進(jìn)階段，技術(shù)將會逐漸越來越成熟完善。endprint

摘 要：針對朔黃鐵路LED信號機(jī)存在問題進(jìn)行了原因分析與改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：LED信號機(jī) 存在問題 原因分析 改進(jìn)

中圖分類號：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（c）-0029-02

隨著鐵路信號的發(fā)展，LED光源的信號機(jī)以其環(huán)保節(jié)能、免維護(hù)、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)逐步取代了傳統(tǒng)的以白熾為光源的色燈信號機(jī)。本文針對朔黃線擴(kuò)能改造工程中LED色燈信號機(jī)在現(xiàn)場運(yùn)用發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行了闡述分析，并提出了一些相應(yīng)的解決措施與建議。

1 設(shè)備概況

朔黃鐵路西起山西省神池縣，東至河北省黃驊市。正線總長近600 km，設(shè)計(jì)為國家I級干線、雙線電氣化鐵路。朔黃鐵路是我國西煤東運(yùn)大通道和神華集團(tuán)能源、運(yùn)輸一體化工程的重要組成部分，在全國路網(wǎng)中占有重要地位。

2010年朔黃鐵路公司對滄州西站進(jìn)行擴(kuò)能改造工程施工，滄州西站信號聯(lián)鎖制式為北京交大微聯(lián)公司的EI32-JD型二乘二取二微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備，站內(nèi)色燈信號機(jī)為北京藍(lán)天創(chuàng)通科技有限公司的鐵路LED色燈信號機(jī)。

2 存在問題

朔黃鐵路LED色燈信號機(jī)，由室內(nèi)與室外設(shè)備構(gòu)成。室內(nèi)設(shè)備由GTB2型隔離調(diào)壓報警單元和集中報警總機(jī)構(gòu)成，GTB型隔離調(diào)整變壓器用于給室外信號機(jī)供電，一次側(cè)電壓為AC220 V、二次側(cè)電壓AC105 V～145 V，同時具備開關(guān)量報警輸出、短路保護(hù)切斷電源以及手動復(fù)位等功能。集中報警總機(jī)用于信號機(jī)燈絲報警，可以顯示報警信號機(jī)的具體燈位，同時具備485通信接口供微機(jī)監(jiān)測使用。室外設(shè)備由室外點(diǎn)燈單元和發(fā)光盤構(gòu)成，點(diǎn)燈單元用于給發(fā)光盤供電，輸入電壓為103V±2V或輸出電壓DC46V±2V，發(fā)光盤為信號機(jī)光源的重要組成部分，采用發(fā)光二極管并聯(lián)使用（見圖1）。

LED色燈信號機(jī)其中一個試驗(yàn)項(xiàng)目是室外短路試驗(yàn)：在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)列車信號機(jī)開放允許燈光后，如果室外發(fā)生短路故障，GTB隔離調(diào)壓報警單元會自動保護(hù)切斷供電，即室外信號機(jī)滅燈。列車信號繼電器LXJ為EI32-JD型微機(jī)聯(lián)鎖驅(qū)動，驅(qū)動LXJ帶有緩放時機(jī)，信號機(jī)滅燈后列車信號繼電器LXJ不會立即落下。故障現(xiàn)象為室外信號機(jī)滅燈，控制臺控顯機(jī)仍然顯示允許信號開放，同時因列車信號繼電器LXJ不落，電碼化會繼續(xù)向軌面發(fā)送允許信號碼型。而在列車信號繼電器LXJ緩放過程中，如果故障解除，3S后GTB隔離調(diào)壓報警單元會立即恢復(fù)供電，導(dǎo)致信號自動重復(fù)開放，不能夠滿足信號設(shè)備故障導(dǎo)向安全原則嚴(yán)重危及行車安全。

3 原因分析

GTB2型隔離調(diào)壓報警單元具有短路（擊穿）防護(hù)功能，因LED光源的內(nèi)阻較大，當(dāng)發(fā)生室外LED光源全部擊穿，或電源次級短路的滅燈故障，點(diǎn)燈回路中電流增加幅度不足以使室內(nèi)的保險或斷路器分?jǐn)?，造成室外信號機(jī)滅燈，而室內(nèi)燈絲繼電器DJ仍處于勵磁吸起狀態(tài)而導(dǎo)致信號室內(nèi)外顯示不一致危及行車安全的情況發(fā)生。在GTB隔離調(diào)壓報警單元中設(shè)計(jì)有短路（擊穿）切斷供電功能，即上述情況在禁止燈光時發(fā)生，檢測電路會切斷點(diǎn)燈輸出使燈絲繼電器失磁落下；當(dāng)上述情況在允許燈光時發(fā)生，則改點(diǎn)禁止燈光，以免失去禁止燈光的防護(hù)。

列車信號繼電器LXJ為JWXC-1700安全型繼電器，由微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備驅(qū)動，驅(qū)動緩放時間為2.2 s；燈絲繼電器為JZXC-H18型緩放繼電器，緩放時間為0.1～0.15 s；聯(lián)鎖判斷燈絲繼電器DJ采集條件運(yùn)算周期為 0.8 s。即列車信號繼電器LXJ可靠落下總時間為3.15 s，而GTB2型隔離調(diào)壓報警單元恢復(fù)供電時間為3 s。也就是當(dāng)列車信號機(jī)開放允許燈光室外發(fā)生短路故障時，GTB2型隔離調(diào)壓報警單元自動保護(hù)切斷供電3 s，燈絲繼電器DJ落下，室外信號機(jī)滅燈，而此時列車信號繼電器LXJ仍處于緩放吸起狀態(tài)，導(dǎo)致控制臺控顯機(jī)顯示與室外信號機(jī)顯示不一致。此時如果短路消除，GTB2型隔離調(diào)壓報警單元3 s后又自動恢復(fù)供電，燈絲繼電器DJ重新吸起，而聯(lián)鎖機(jī)又采集到燈絲繼電器DJ吸起條件，會繼續(xù)驅(qū)動列車信號繼電器LXJ吸起，導(dǎo)致信號自動重復(fù)開放（見圖2）。

4 電路改進(jìn)

從上述電路原理和設(shè)備動作狀態(tài)分析得出，如何與聯(lián)鎖設(shè)備更好的結(jié)合，控制好列車信號繼電器LXJ緩放時間與LED信號機(jī)GTB2供電時機(jī)是整個問題的關(guān)鍵。因此在現(xiàn)場實(shí)施過程中，將GTB隔離調(diào)壓報警單元切斷供電門限值修改為5 s，能有效保證短路故障發(fā)生后列車信號繼電器LXJ可靠落下，防止了室內(nèi)外信號顯示不一致及信號自動重復(fù)開放，滿足信號設(shè)備故障導(dǎo)向安全。本文中這種故障雖然概率及低，但一旦發(fā)生將嚴(yán)重危及行車安全。

滄州西站修改信號機(jī)供電時機(jī)后，問題得到解決，使用至今現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定良好（見圖3）。

LED信號機(jī)能夠保證既有色燈信號機(jī)點(diǎn)燈電路特點(diǎn)的同時，又能充分發(fā)揮LED光源高效節(jié)能、長壽命、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，是鐵路色燈信號機(jī)發(fā)展的重要方向。使用LED發(fā)光二極管作為色燈信號機(jī)新光源，近年來我們還處于探索改進(jìn)階段，技術(shù)將會逐漸越來越成熟完善。endprint

摘 要：針對朔黃鐵路LED信號機(jī)存在問題進(jìn)行了原因分析與改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：LED信號機(jī) 存在問題 原因分析 改進(jìn)

中圖分類號：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（c）-0029-02

隨著鐵路信號的發(fā)展，LED光源的信號機(jī)以其環(huán)保節(jié)能、免維護(hù)、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)逐步取代了傳統(tǒng)的以白熾為光源的色燈信號機(jī)。本文針對朔黃線擴(kuò)能改造工程中LED色燈信號機(jī)在現(xiàn)場運(yùn)用發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行了闡述分析，并提出了一些相應(yīng)的解決措施與建議。

1 設(shè)備概況

朔黃鐵路西起山西省神池縣，東至河北省黃驊市。正線總長近600 km，設(shè)計(jì)為國家I級干線、雙線電氣化鐵路。朔黃鐵路是我國西煤東運(yùn)大通道和神華集團(tuán)能源、運(yùn)輸一體化工程的重要組成部分，在全國路網(wǎng)中占有重要地位。

2010年朔黃鐵路公司對滄州西站進(jìn)行擴(kuò)能改造工程施工，滄州西站信號聯(lián)鎖制式為北京交大微聯(lián)公司的EI32-JD型二乘二取二微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備，站內(nèi)色燈信號機(jī)為北京藍(lán)天創(chuàng)通科技有限公司的鐵路LED色燈信號機(jī)。

2 存在問題

朔黃鐵路LED色燈信號機(jī)，由室內(nèi)與室外設(shè)備構(gòu)成。室內(nèi)設(shè)備由GTB2型隔離調(diào)壓報警單元和集中報警總機(jī)構(gòu)成，GTB型隔離調(diào)整變壓器用于給室外信號機(jī)供電，一次側(cè)電壓為AC220 V、二次側(cè)電壓AC105 V～145 V，同時具備開關(guān)量報警輸出、短路保護(hù)切斷電源以及手動復(fù)位等功能。集中報警總機(jī)用于信號機(jī)燈絲報警，可以顯示報警信號機(jī)的具體燈位，同時具備485通信接口供微機(jī)監(jiān)測使用。室外設(shè)備由室外點(diǎn)燈單元和發(fā)光盤構(gòu)成，點(diǎn)燈單元用于給發(fā)光盤供電，輸入電壓為103V±2V或輸出電壓DC46V±2V，發(fā)光盤為信號機(jī)光源的重要組成部分，采用發(fā)光二極管并聯(lián)使用（見圖1）。

LED色燈信號機(jī)其中一個試驗(yàn)項(xiàng)目是室外短路試驗(yàn)：在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)列車信號機(jī)開放允許燈光后，如果室外發(fā)生短路故障，GTB隔離調(diào)壓報警單元會自動保護(hù)切斷供電，即室外信號機(jī)滅燈。列車信號繼電器LXJ為EI32-JD型微機(jī)聯(lián)鎖驅(qū)動，驅(qū)動LXJ帶有緩放時機(jī)，信號機(jī)滅燈后列車信號繼電器LXJ不會立即落下。故障現(xiàn)象為室外信號機(jī)滅燈，控制臺控顯機(jī)仍然顯示允許信號開放，同時因列車信號繼電器LXJ不落，電碼化會繼續(xù)向軌面發(fā)送允許信號碼型。而在列車信號繼電器LXJ緩放過程中，如果故障解除，3S后GTB隔離調(diào)壓報警單元會立即恢復(fù)供電，導(dǎo)致信號自動重復(fù)開放，不能夠滿足信號設(shè)備故障導(dǎo)向安全原則嚴(yán)重危及行車安全。

3 原因分析

GTB2型隔離調(diào)壓報警單元具有短路（擊穿）防護(hù)功能，因LED光源的內(nèi)阻較大，當(dāng)發(fā)生室外LED光源全部擊穿，或電源次級短路的滅燈故障，點(diǎn)燈回路中電流增加幅度不足以使室內(nèi)的保險或斷路器分?jǐn)?，造成室外信號機(jī)滅燈，而室內(nèi)燈絲繼電器DJ仍處于勵磁吸起狀態(tài)而導(dǎo)致信號室內(nèi)外顯示不一致危及行車安全的情況發(fā)生。在GTB隔離調(diào)壓報警單元中設(shè)計(jì)有短路（擊穿）切斷供電功能，即上述情況在禁止燈光時發(fā)生，檢測電路會切斷點(diǎn)燈輸出使燈絲繼電器失磁落下；當(dāng)上述情況在允許燈光時發(fā)生，則改點(diǎn)禁止燈光，以免失去禁止燈光的防護(hù)。

列車信號繼電器LXJ為JWXC-1700安全型繼電器，由微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備驅(qū)動，驅(qū)動緩放時間為2.2 s；燈絲繼電器為JZXC-H18型緩放繼電器，緩放時間為0.1～0.15 s；聯(lián)鎖判斷燈絲繼電器DJ采集條件運(yùn)算周期為 0.8 s。即列車信號繼電器LXJ可靠落下總時間為3.15 s，而GTB2型隔離調(diào)壓報警單元恢復(fù)供電時間為3 s。也就是當(dāng)列車信號機(jī)開放允許燈光室外發(fā)生短路故障時，GTB2型隔離調(diào)壓報警單元自動保護(hù)切斷供電3 s，燈絲繼電器DJ落下，室外信號機(jī)滅燈，而此時列車信號繼電器LXJ仍處于緩放吸起狀態(tài)，導(dǎo)致控制臺控顯機(jī)顯示與室外信號機(jī)顯示不一致。此時如果短路消除，GTB2型隔離調(diào)壓報警單元3 s后又自動恢復(fù)供電，燈絲繼電器DJ重新吸起，而聯(lián)鎖機(jī)又采集到燈絲繼電器DJ吸起條件，會繼續(xù)驅(qū)動列車信號繼電器LXJ吸起，導(dǎo)致信號自動重復(fù)開放（見圖2）。

4 電路改進(jìn)

從上述電路原理和設(shè)備動作狀態(tài)分析得出，如何與聯(lián)鎖設(shè)備更好的結(jié)合，控制好列車信號繼電器LXJ緩放時間與LED信號機(jī)GTB2供電時機(jī)是整個問題的關(guān)鍵。因此在現(xiàn)場實(shí)施過程中，將GTB隔離調(diào)壓報警單元切斷供電門限值修改為5 s，能有效保證短路故障發(fā)生后列車信號繼電器LXJ可靠落下，防止了室內(nèi)外信號顯示不一致及信號自動重復(fù)開放，滿足信號設(shè)備故障導(dǎo)向安全。本文中這種故障雖然概率及低，但一旦發(fā)生將嚴(yán)重危及行車安全。

滄州西站修改信號機(jī)供電時機(jī)后，問題得到解決，使用至今現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定良好（見圖3）。

LED信號機(jī)能夠保證既有色燈信號機(jī)點(diǎn)燈電路特點(diǎn)的同時，又能充分發(fā)揮LED光源高效節(jié)能、長壽命、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，是鐵路色燈信號機(jī)發(fā)展的重要方向。使用LED發(fā)光二極管作為色燈信號機(jī)新光源，近年來我們還處于探索改進(jìn)階段，技術(shù)將會逐漸越來越成熟完善。endprint