機車信號多燈故障的分析

朱海蕓(大秦鐵路股份有限公司太原電務段太北車載車間, 山西 太原 030027)

近期發生了一起因為機車信號多燈故障，致使機車停車要令。當時信號機瞬間顯示多個燈位同時亮一下，信號主機不停地進行重啟，主機板不斷的復位，到最后信號主機因為復位超過200次，最終滅燈，LKJ報信號異常。

多燈的含義是在同一時間信號主機輸出兩種及上的點燈信息。

1 原因分析

根據設備故障的現象，可能有以下原因:①信號點燈電纜中有短路的故障；②信號主機中的插件故障。

首先，進行了更換信號主機，在標準化實驗后，未發現故障現象的重現，這就可以排除第一種故障原因。

接著，使用U盤把故障的信號主機中記錄的運行文件轉取下來，導入地面數據分析系統中，然后將文件進行處理后，對文件中信號主機各種狀態信息進行認真分析。

為了找到導致故障的具體元器件，先通過查找廠家提供的整個信號主機電路圖，結合文件分析的結論，重點研究信號主機板信號點燈電路和信號主機母板電路。

在信號主機母板電路中紅黃燈與白燈電路線相隔較遠，且絕緣通過兆歐表測量為無窮大，所以沒有混線的可能性，這就把母板電路故障排除掉。

在復雜的主機板電路中，8路點燈信號(L、LU、U、U2、UU、HU、H、B）在CPU(TMS320LF2407A）的控制下，使用7個繼電器(DS2Y-S-DC5）它具有2組接點，一組用來進行點燈輸出，另外一組接點直接用來進行繼電器吸起或者落下的檢查，它們采用塔狀結構排列，限制性輸出在前面，繼電器吸起輸出有效，平時只有1個點燈繼電器吸起，紅黃燈和白燈信號分別受兩個不同的繼電器控制輸出，從電路設計上看不可能發生兩個繼電器同時吸起的現象，因此這部分電路可以排除故障的可能性。

還剩下最后一部分可疑性最大的電路就是反饋檢查電路，機車信號主機是一個閉環系統，所有安全輸出都需要反饋檢查，8位點燈信息通過一個排阻(RD2)，直接通過光耦(TLP521）反饋讀入CPU板，進行點燈輸出檢查，如果輸出點燈信息與CPU控制輸出的點燈信息不符，就會控制主機板復位，切斷錯誤的信息輸出，保證安全。

最終，確定此次故障的原因是信號主機中的A主機板的反饋檢查電路中的排阻(RD2)故障，導致機車信號多燈故障的發生。

2 此次多燈故障反應出點燈電路的問題

JT-CZ2000信號主機在2003年后作為新一代機車信號主機開始在全路推廣應用，經歷10幾年的現場使用，安全性、可靠性得到業內的認可。它采用“2x2取2”的冗余容錯安全結構，信號主機內雙套熱備、雙套電源、雙路接收線圈燈冗余措施，也就是有兩個完全一樣的設備，一個在工作，另一個處在熱備狀態，當一個設備出現故障，可以立刻切換到另外熱備的設備來工作，保證設備安全高效。可是，此次多燈的故障是A主機板(工作）故障，B主機板(熱備）正常，但結果卻使兩個主機板都在不停的復位，最后信號主機整機不工作。這就不符合JTCZ2000信號主機的技術特點，雙機熱備就沒有發揮作用。

究其原因是信號點燈電路設計有問題。它的點燈電路具有這樣的特點:點燈信息在經過CPU控制產生后通過主機板的插針送到母板上，在母板上兩塊主機板送過來的點燈信息連接在一起，再發送到后級電纜。問題就發生在這，當A主機板多燈故障后將多燈信息先傳送到母板，又接著逆向傳送到B主機板，因為前面提到A/B主機板點燈信息通道在母板上連接在一起了，所以，當B主機板接收多燈信息后，瞬間啟動反饋檢查電路，促使B主機板也進行復位。

3 改進信號點燈電路的措施

解決這個問題的思路是隔離A/B主機板的點燈信息，達到一塊主機板多燈故障時不能影響另外一塊主機板工作。

使用8個二極管(IN14007）分別加在8位點燈信息通道中，這樣就能有效隔離點燈信息，點燈信息只能從主機板送到母板，而阻斷了從母板將點燈信息送到主機板中，從而隔斷了兩塊主機板間點燈信息的交換。如圖所示。

改進點燈電路示意圖

4 結語

通過對機車信號多燈故障案例原因分析，發現了JTCZ2000信號主機中的信號點燈電路的問題，在點燈電路中增加一些二極管(因為它的特性是正向導通，反向截止）使信號點燈信息只能從主機板送到母板，母板無法向主機板傳送點燈信息，這樣就阻斷了兩塊主機板間沒有意義的點燈信息的交換，這樣改進后完善了信號主機的雙機熱備功能，使設備更好的發揮功能，在安全性不變的情況下，提高了運輸效率。

[1]鐵路職工崗位培訓教材編審委員會.信號工機車信號設備與列車運行監控裝置維修[M].2010.5.

[2]上海鐵路通信工廠.JT-C系列機車信號車載系統(第三版)[M].