遮斷信號機點燈電路的改進

石玉瑩，方亞非，張紅華

（中鐵大橋勘測設計院集團有限公司，武漢 430070）

1 概述

1.1 鐵路遮斷信號機功能

遮斷信號機主要設置于有人看守道口及有人看守的橋梁、隧道及可能危機行車安全的塌方落石地點，遮斷信號機距離被防護地點不得50 m。

遮斷信號機平時滅燈不起信號作用。當防護地點出現危及行車安全的情況時，遮斷信號機由看守人員操縱開放，顯示一個紅色燈光，表示不準列車越過該信號機。當危險情況消除后，經看守人員再次操縱，遮斷信號機關閉，交通恢復正常。

出于安全原因，要求遮斷信號機具備主燈絲冷絲檢查功能，即在平時滅燈狀態下持續檢查主燈絲冷絲完好狀態，以便在緊急使用時能夠完好地提供緊急停車信號。

1.2 遮斷信號機點燈電路現狀

既有遮斷信號機點燈電路：定位關閉狀態下，遮斷信號繼電器（ZXJ）常態吸起，遮斷信號機處于滅燈狀態，主燈絲接通，由ZXJ后接點斷開副燈絲電路。AC220 V電源經整流器（ZG）調節輸出低電壓，一方面通過ZG和遮斷信號變壓器（ZXB）調節，滿足遮斷信號機冷絲繼電器（ZLJ）吸起工作值的最低電流，使ZLJ保持吸起。另一方面使遮斷信號機紅燈燈絲導通，但無法正常顯示肉眼可見的紅光。通過ZLJ吸起或落下接點檢查主燈絲是否完整，主燈絲斷絲時通過ZLJ落下接點接通報警電路，來實現主絲冷絲報警功能。當道口值班員操縱遮斷按鈕（ZA），開放遮斷信號機時，通過ZXJ落下條件，遮斷信號機點燈裝置正常供電，由主燈絲回路點亮紅燈。詳細電路如圖1所示。圖1中中英文代號的含義如表1所示。

表1 電路英文代號對應名稱Tab. 1 English symbols in the circuit and corresponding names

圖1 既有遮斷信號機點燈電路Fig.1 Lighting circuit of the existing obstruction signal

2 存在的問題

2.1 技術條件及設計規范相關規定

1）《鐵路區間道口信號設備技術條件》（GB 10494—2018）5.20條要求：“當道口遮斷信號機燈絲滅燈時，遮斷信號機和遮斷預告信號機應具有冷絲檢查功能。” 5.26.c條要求：“當道口遮斷信號機燈絲斷絲時，發出報警音響。”

2）《鐵路站內道口信號設備技術條件》（GB 10493—2018）5.23條要求：“當道口遮斷信號機燈絲滅燈時，道口遮斷信號機和道口遮斷預告信號機應有冷絲檢查設備。”5.29.c條要求：“當道口遮斷信號機燈絲斷絲時，發出報警音響。”

3）《鐵路信號設計規范》（TB 10007—2017）3.1.5條要求：“遮斷信號機和遮斷預告信號機應設置點燈回路完整性的檢測設備。”

2.2 存在的問題：缺少主絲（熱絲）斷絲音響報警功能

由上述技術條件及設計規范可知，遮斷信號機應具有主絲（冷絲）斷絲監督功能和主絲（熱絲）斷絲報警功能。由于國內絕大多數既有道口沒有安裝集中監測設備，遮斷信號機和遮斷預告信號機平常處于滅燈狀態，如果沒有主絲斷絲報警功能，當遮斷信號機出現燈絲斷絲故障時，無法及時發現并進行維修。當道口出現交通事故，必須開放遮斷信號機防護道口安全時，信號機無法正常開放，鐵路機車司機由于看不到停車信號，仍按規定的速度前行，待接收到道口值班員通知，可能已錯過了緊急制動的時機，機車無法在道口前方停車，以至于可能引發更大的交通事故。既有遮斷信號機點燈電路缺少主絲（熱絲）斷絲音響報警功能，不能滿足技術條件及規范的要求，存在較大安全隱患，需改進和完善。

3 解決方案

改進既有遮斷信號機點燈電路，為遮斷信號機增加主絲（熱絲）斷絲音響報警功能。

通過圖1可知，遮斷信號機主絲（熱絲）狀態主要通過燈絲轉換繼電器（DZJ）反映，DZJ在遮斷信號機滅燈狀態下處于落下狀態，遮斷信號機開放紅燈時，DZJ會勵磁吸起，由后接點切斷副燈絲電路；當主燈絲斷絲時，DZJ落下，接通副燈絲電路，由副燈絲點燈，同時點亮主燈絲斷絲表示紅燈，進行燈光報警，但缺少重要的音響報警提醒功能。

要實現主絲（熱絲）斷絲音響報警功能，需要DZJ條件。本點燈電路中DZJ設置于遮斷信號機變壓器箱內，采用JZCJ型繼電器，只有2組接點，一組用于副燈絲點燈電路，另一組用于主絲（熱絲）斷絲燈光報警。DZJ已無空余接點組，要實現目標，經電路分析，可采取兩種解決方案。

方案一：利用DZJ既有接點組條件，在既有電路基礎上進行改進

設置燈絲報警繼電器（DSBJ）：對既有音響報警電路進行修改，通過DSBJ吸起接點控制蜂鳴器鳴響，完成主絲冷絲監督和熱絲斷絲音響報警功能。當遮斷信號機在滅燈狀態下，主燈絲斷絲時，ZLJ落下，利用ZLJ后接點條件使DSBJ勵磁吸起；在正常點燈狀態下，主燈絲斷絲時，DZJ落下，利用DZJ后接點條件使DSBJ勵磁吸起。

設置二極管D1（1 A/1 kV）：主絲斷絲的燈光報警和音響報警電路合用DZJ（第二組后接點）條件，經過分析，當遮斷信號機正常開放時，在ZLJ落下、ZDJ吸起前會造成主絲斷絲報警表示燈（ZXD）錯誤閃光的問題，因此在DSBJ勵磁電路和ZBD點燈電路的連接線上只允許單方向電流，為此在電路中增加二極管D1（1 A/1 kV）。詳細電路如圖2所示。

圖2 遮斷信號機主絲斷絲報警電路（一）Fig.2 Alarm circuit 1 of main filament burnout of obstruction signal

方案二：設置DZJ的復示繼電器

按照傳統設計方法，在遮斷信號機變壓器箱內設置DZJ的復示繼電器（DZJF1），新設連接電纜，由遮斷信號箱向遮斷信號機變壓器箱傳送復示繼電器勵磁電源，由遮斷信號機變壓器箱向遮斷信號箱傳送DZJ的復示繼電器（DZJF2）條件。同樣設置DSBJ，在點燈狀態下采用DZJF2條件勵磁，其他與方案一一致。具體電路如圖3所示。

圖3 遮斷信號機主絲斷絲報警電路（二）Fig.3 Alarm circuit 2 of main filament burnout of obstruction signal

方案比選：方案一只需對既有電路稍加改動，增加一個繼電器，同時采用二極管解決錯誤報警的問題，不需要增加電纜芯線；方案二采用傳統方法，不僅要增加復示繼電器，還須增加連接電纜，電路復雜程度明顯高于方案一。因此方案一為優選方案。

4 結束語

解析道口信號設備技術條件以及信號設計規范相關規定，發現遮斷信號機點燈電路不滿足規范的條款，通過分析電路原理，進而對其點燈電路進行完善、改進。改進后的點燈電路更加嚴謹、更加安全，目前已應用于多個鐵路道口信號報警設備中，將鐵路道口交通運輸安全提升到了新的安全高度。