铁道信号基础设备复习要点及课后答案

第二章 各种用途的信号机 1.铁路信号的定义 铁路信号是用特定物体（包括信号灯、仪表、音响设备）的颜色、形状、位置和声音等向铁路司机传达有关前方路况、机车车辆运行条件、行车设备状态以及行车命令等信息的装置货设备。 2.视觉信号的基本颜色和意义 视觉信号:以物体或灯光的颜色、形状、位置、数目 或数码显示等特征表示的信号。 红色——停车 黄色——注意或者减低速度 绿色——按规定速度运行 3.信号机的分类 按发出信号的机具是否移动分：铁路信号分为:手信号(基本不再使用);移动信号(施工、维修临时使用);固定信号(常用)；机车信号。 4.主体信号机 进站、出站、进路、通过、遮断、防护等信号机，都能独立显示信号，指示列车运行的条件，叫主体信号机。 5. 对信号显示的基本技术要求 √显示简单明了 √足够的显示数目和现实距离 √符合“故障—安全”原则 √较高抗干扰能力 6.进站信号机的显示及意义 7. 信号机的显示距离 √进站、通过、遮断信号机的显示距离不得少于 1000m √高柱出站、高柱进路信号机,不得小于800m √出站、进路、预告、驼峰信号机的显示距离不得少于400m √调车、矮柱出站、矮柱进路、复示信号机、容许、 引导以及各种信号表示器的显示距离均不得少于 200m √因地形、地物影响信号显示的地方,不得小于 200m 8. 遮断信号机 作用:在繁忙道口、有人看守的桥 梁、隧道以及可能危及行车安全的塌方 落石地点进行防护。 设置:距离防护地点大于50m处。 9. 预告信号机 作用:预告进站、通过(指防护所间区间)、遮断和防护等主体信号的显示。 设置:遮断信号机,半自动闭塞区段的进站信号机前。与主体信号机距离大于800m(预告信号机为黄灯时,主体信号处于关闭状 态,为绿灯时,主体信号处于开放状态)。 当预告或其主体信号机的距离不足400m时，为了让司机预先有足够的实践确认信号，这种情况下，规定预告信号机距其主体信号机不得少于1000m。 10. 复示信号机 出站及发车进路信号机,因受地形、地物影响,达不到规定的显示距离时,应设置复示信号机。 复示信号机显示一个绿色灯光时,表示出站或发车进路信号机在开放状态。复示信号机采用方形背板,以区别一般信号机。除进站复示信号机采用灯列式结构外,其余均为单机构、单显示。 11. 信号基本灯关颜色及其意义 11. 信号机及信号表示器命名 √进站信号机:是按列车运行方向。如X(下行)、 S(上行)、Xf(多路进站口) √出站信号机:是按列车运行方向,右下角加股道号。 如,S5等,多车场先加入车场号再加股道号。 √调车信号机:从列车到达方向顺序编号,上行咽喉 用双数,下行咽喉用奇数。如:D2,D9,多车场以百位 表示车场。 √接车进路信号机:是按列车运行方向.如:XL, SL。当有并置或有连续布置的接车进路信号机则 在其右下脚加序号。 √发车进路信号机:是按列车运行方向,右下角 加车场号再加股道号。 √预告信号机:第一字母为Y,后面缀主体信号 机编号。 √通过信号机:以该信号机所在地点坐标公里数和百米数。上行为偶数,下行为奇数。 12. 信号机的关闭时机 √进站、进路、出站信号机,自动闭塞区段的通过信号机——列车第一轮对越过该信号机自动关闭 √引导信号机——列车全部越过该信号机,人工及时关闭 √调车信号机——调车车列全部越过信号机后自动关闭 13.信号显示相关原则 √信号机的定位: 信号机经常保持的显示状态作为信号机的定位。 进站、进路、出站信号机为红灯; 调车为蓝灯; 区间通过信号机为绿灯; 进站前方第一架为黄灯; 进站前方第二架为绿黄; 线路所通过信号机为红灯、遮断、复示信号机为灭灯; 预告信号为黄灯。 √视作停车信号:进站、出站、进路和通过信号机的灯 光熄灭、显示不明或不正确。 √无效信号:未使用和应拆未拆除的信号机 第三章 道岔转换与锁闭装置 1. 道岔 机车车辆在运行过程中,常常需要由一条线路转入另一条线路,或跨越其它线路。在就需要设置线路的连接与交叉设备,即道岔。道岔的转换和锁闭装置设备直接关系到行车安全。道岔的操纵分为手动、电动两种方式。 2. 转辙机的作用 Ø 转换道岔的位置,根据需要转换至定位或反位 Ø 道岔转换到所需的位置并密贴后,实现锁闭,防止外力转换道岔 Ø 正确反映道岔的实际位置,道岔尖轨密贴于基本轨后, 给出相应的表示 Ø 道岔被挤或因故处于“四开”位置时, 及时断开表示并给出报警 3.对转辙机的基本要求(四个方面) Ø 执行角色:(足够的拉力)以带动尖轨作直线往返运动,通过操纵使尖轨回复原位 Ø 锁闭装置角色:(锁闭) 应保证道岔不因列车通过的振动而错误解锁 Ø 监督装置角色:应正确反映道岔的状态 Ø 保护角色: 道岔被挤后,在未修复之前不应再使道岔转换 4. 转辙机的分类 Ø 按动作能源分类: 电动转辙机、电动液压转辙机、电空转辙机 Ø 按供电电源种类 √直流转辙机 :采用直流电动机,工作电源是直流电。ZD6,ZY系列直流电220V; 电空转辙机直流24v 缺点:由于存在换向器和电刷,易损坏,故障率高 目前,无刷电机技术已成熟,替换了换向器及电刷 √交流转辙机:采用交流电源,由异步电动机作为动力 S700k型、ZYJ7型电液压转辙机 Ø 按动作速度分类: √普通动作转辙机:3.8S以上 √快动转辙机:0.8S以下 Ø 按照锁闭道岔的方式 √内锁闭转辙机:间接锁闭 缺点:锁闭可靠性差,列车对转辙机的冲击大 √外锁闭转辙机:直接锁闭 优点:外锁闭方式锁闭可靠,列车对转辙机几乎无冲击 Ø 按是否可挤分类 √可挤型转辙机 √不可挤型转辙机 5.自动开闭器 自动开闭器作用:及时、正确反映道岔尖轨的位置，完成有关控制和表示的功能 主要结构:4排静接点，2排动接点，2个速动爪，2个检查柱及速动片等组成 若上图为定位,定位→反位: 先切断表示DB(3),接向DD(4)→转换→断动作 电路FD(1)→接FB(2) 传动部分:速动爪、滚轮、接点调整架、连 接板、拐轴 6.挤切装置，包括挤切削和移位接触器,用来进行挤岔保护,并给出挤岔表示。 挤切削:连接齿条块与动作杆，正常动作时,齿条块带动动作杆,转换道岔。挤岔时,挤切削折断,动作杆与齿条块分离,避免机件损坏。 移位接触器 监督挤切削的受损状态,道岔被挤或挤切削折断时,断开道岔表示电路。 7. 内锁闭特点 √机构简单、造价低、对道岔 要求低 √锁闭力不足 √杆件长期承受轮对冲击 √锁闭安全性不如外锁闭 √振动冲击较大 8.外锁闭特点 √造价比内锁闭高、对道岔要求 严格 √转换锁闭力大 √杆件基本不承受轮对冲击 √锁闭安全性高 √将振动冲击与转辙机隔离,减 小对转辙机影响 √锁钩将尖轨与基本轨紧密联锁 在一起,使其在静态和动态都不 会出现间隙,确保行车安全。 分动外锁闭道岔尖轨采用分动方式，设有多个牵引点（9号和12号提速道岔；两个牵引点，18号提速道岔三个牵引点，30号和38号道岔六个牵引点）做到尖轨全程密贴，以防止尖轨反弹。还做到了多点检查尖轨密贴情况，可动心轨也采用多点牵引（12号、18号两点牵引，30号、38号三点牵引）。 9.分动尖轨用钩式外锁闭装置动作原理 10. S700K电动转辙机的功能特点 • 采用三相交流电机 • 使用直径32mm的滚珠丝杠 • 采用簧式挤脱装置的保持联接器,取代挤切销 • 采用摩擦联接器,不需要调整 11. S700K型电动转辙机传动过程的动作原理 √电动机将动力通过减速齿轮组,传递给摩擦联结器 √摩擦联结器带动滚珠丝杠转动 √滚珠丝杠的转动带动丝杠上的螺母水平移动 √螺母通过保持联结器经动作杆、锁闭杆带动道岔转 换 √道岔的尖轨或可动心轨经外表示杆带动检测杆移动 第四章 继电器 1. 安全型继电器电气特性: 电器特性是安全型继电器的基本要求,也是设计和 实现信号逻辑电路的依据。其包括额定值,AX系列继电器的额定电压 为24V;充磁值;释放值;工作值,不大于额定值的70% ;反向工作 值,不大于工作值得120%;转极值,即使有极继电器衔铁转极的最小 电流或电压值;反向不工作值。 释放值和工作值之比称为返还系数,返还系数高标志着继电器的落下 越灵敏。规定普通继电器的返还系数不小于30%,缓放型继电器不小 于20%,轨道继电器不小于50%。 2. 交流二元二位继电器 交流二元二位继电器中的二元指有两个相互独立而又相互作用的交变电磁 系统,二位指继电器有吸起和落下两种状态。根据频率的不同有25HZ和50HZ两 种。 相位的选择 性:电→磁→涡流→ 力,局部电压相位超前轨道相位90°。 频率的选择 性:当50HZ的电压加 在轨道线圈上时,其 产生的转矩在一个周 期内的平均值为零。因此,在干扰电流混入与25HZ的局部线圈相作用不会使继电器误动作。 3. 磁吹弧 磁吹弧的方向根据左手定则确定,如图所示。此时要求通过接点电流的方向,应符合使接点间电弧向外吹的原则。否则,向内吹弧,非但不会熄灭电弧,还会造成接点的损伤。加强接点上用磁吹弧的继电器都规定了接点的正负极性,使用中要注意其方向。 第五章 轨道电路 1.轨道电路的含义、作用 轨道电路是利用线路上的钢轨作为导体,用钢轨绝缘划分范围的电路。它用来监督线路的占用情况，以及将列车运行与信号显示等联系起来，即通过轨道电路向列车传递行车信息。 轨道电路的作用： √监督列车的占用,反映线路的空闲状况, 为开放信号,建立进路或构成闭塞提供依据; √传递行车信息,如移频自动闭塞利用轨 道电路传递不同的频率信息来反映列车的位置, 通过信号机的显示或决定列车运行的目标速度, 从 而控制列车运行。 2.轨道电路分类 按轨道电路的分割方式分 有绝缘轨道电路、无绝缘轨道电路 – 有绝缘轨道电路用钢轨绝缘将轨道电路与相 邻的轨道电路互相隔离。 – 无绝缘轨道电路,在其分界处不设钢轨绝缘, 而采用不同的方法予以隔离。按原理可分为 三种:电气隔离式、自然衰耗式、强制衰耗式。 3. 站内轨道电路的划分原则 (1)有信号机的地方必须设置绝缘节 (2)满足行车、调车作业效率的提高 (3)一个轨道电路区段的道岔不能超过3组 (4)为了提高咽喉使用效率,把轨道电路区段适 当划短,使道岔能及时解锁,立即排列别的进路。但提速区段,为了保证机车信号的连续显示,轨 道电路区段不能过短。 4. 站内轨道电路的命名 命名:道岔区段和无岔区段命名方式不同 (1)道岔区段:根据道岔编号来命名。 在所示站场中,只包含一组道岔的,用其所包含的道岔编号来命名,如1DG、3DG。包含两组道岔的用两组道岔 编号连缀来命名,如7-9DG、13-19DG。若包含三组道岔,则以两端的道岔编号连缀来命名,如11- 27DG,包含11、23、27号三组道岔。 (2)无岔区段命名 对于股道,以股道号命名,如IG、IIG。进站信号机内方及双线单方向运行的发车口的无岔区段,根 据所衔接的股道编号加A(下行咽喉)及B(上行咽喉)来表示。 半自动闭塞区间进站信号机外方的接近区段,用进站信号机 名称后加JG来表示,差置调车信号机之间的无岔区段,以两端相邻的道岔编号写 成分数形式来表示。牵出线、机待线、机车出入库线、专用线等调车信号机外方 的接近区段,用调车信号机编号后加G来表示。 5. 轨道电路的极性交叉（参照实验） 极性交叉的定义: 有钢轨绝缘的轨道电路,为了实现对钢轨绝缘破损的防护,要使绝缘节两侧的轨面电压具有不同的极性或相反的相位。 极性交叉的作用: 可以防止在相邻的轨道电路间的绝缘节破损时引起轨道继电器的错误动作。对于计数电码、频率电码轨道电路而言,因相邻区端的编码不同,无法实现极性交叉,采用的是周期防护或频率防护的方法。 6. 25Hz相敏轨道电路设备构成及原理 送电端:送电端电源变压器(BG25)、送电端限流电阻 (RX)、 送电端扼流变压器(BE25)、熔断器(RD1 、RD2); 受电端:受电端扼流变压器(BE25)、受电端中继变压器 (BG25)、RD3熔断器、 防雷硒堆Z(耐压值>100V)、防护 盒(HF)、轨道继电器(GJ)、25Hz电源屏。 由25Hz电源屏分别供出25Hz轨道电源和局部电源。 轨道电源由室内供出,通过电缆供向室外,经 送电端变压器、送电端限流电阻、送电端扼流变压 器、钢轨线路、受电端扼流变压器、受电端中继变 压器、电缆线路送回室内,经过室内防雷硒堆Z、 防护盒给二元二位继电器的轨道线圈供电。局部线圈的25Hz电源由室内供出,当轨道线 圈和局部线圈所得电流满足规定的相位和频率要求时二元二位继电器吸起,轨道电路处于工作状态。 7. 25Hz相敏轨道电路的特点（p129） √可靠的相位选择性和频率选择性，可靠防护外界电流干扰和绝缘破损 √受道床电阻影响较小，改善传输特性 √频率稳定 √可采用集中调相方式 √25hz分频器具有不可逆性，保证轨道继电器不受牵引电流干扰而错误吸起 √“田”字形分频器降低了输出25hz回路中的50hz成分 √分频器具有稳压特性，提高了轨道电路工作的稳定性 √采用连续式供电，更便于通过试验手段对理论计算加以验证 8.UM71无绝缘轨道电路 载频f0:下行1700、2300Hz; 上行2000、2600Hz 频偏Δf:±11Hz 低频Fc:从10.3Hz至29Hz每隔1.1Hz呈等差数列共18个。 UM71主要缺点：26米调谐区内不能实现断轨检查。 9. 轨道电路的基本工作状态 调整状态:就是轨道电路空闲(无车占用)、接受设备 (如轨道继电器)正常工作时的状态(可靠吸起)。最不利因素:道碴电阻最小、钢轨阻抗模值最大、电源电压最低这三个不利因素。 轨道电路分路状态,就是当轨道电路区段有车占用时,接收设备(如轨道继电器)应被分路而停止工作的状态。最不利因素:当钢轨阻抗模值最小、道碴电阻最大(一 般令其为无穷大)、电源电压最高时,轨道电路的 受电会出现最大值。 轨道电路的断轨状态,是指轨道电路的钢轨在某处折断时的情况。最不利条件:断轨时轨道电路的参数变化使得轨道 接收设备中获得最大电流值。这种条件是除了钢轨阻抗 模值最小、电源电压最大两个因素外,断轨地点和道碴 电阻的大小也有一定的影响。有一个使接收设备中电流 最大的最不利数值——临界断轨地点和临界道碴电阻。 10. 分路灵敏度 指的是在轨道电路的钢轨上,用一电阻在 某点对轨道电路进行分路,若恰好能够使轨道继电器 线圈中的电流减小到释放值(脉冲式轨道电络为不吸起值 ),则这个分路电阻值就叫做轨道电路在该点的分路灵敏度。 我国规定一般的轨道电路标准分路灵敏度为0.06。UM71无绝缘轨道电路标准分路灵敏度为0.15Ω。 第六章 计轴设备 1.定义与组成 计轴设备的作用：通过比较车辆进出区段的轮轴数，给出区段“空闲/占用”的指示。 设备组成：轨旁记轴点、信息传输部分、信息处理部分、电源 2. 第七章 点式应答器与感应环线 1.应答器的分类 根据能源供应及信息提供方式，应答器可分为无源应答器及有源应答器。 √无源应答器（固定应答器） 点式无源应答器，与外界无物理连接，不需要外加电源，平时处于休眠状态，无源应答器自身功耗很低，仅在列车通过并获得车载查询器发送的功率载波能量时被激活，激活后立即发送调制好的数据编码信息。 无源应答器中的信息是经特殊设备固化在应答器存储单元里，一般安装以后不能改变，用于发送固定信息，在我国CTCS2级系统中，用于发送线路速度、坡度、轨道电路参数、信号点类型等信息。 有源应答器（可变应答器） √有源应答器，通过外接电缆获得电源。有源应答器中的信息是可以通过外接电缆由地面控制设备实时改变的，一般设置在进站和出站信号机前方，用于向列车传送实时可变信息，如临时限速、前方进路的信号机显示状态等。 2.应答器的组成 应答器系统分为地面设备和车载设备两部分。 地面设备包括地面应答器和地面电子单元（LEU）。 车载设备包括车载天线 、车载解码器、应答器传输模块（BTM）。 3. 区间无源应答器配置示意图 4. 感应环线 轨道感应环线系统，顾名思义，地面沿着轨道布置有感应环线，列车上安装了感应线圈，列车在轨道上行驶与感应环线相互感应，就可以构成与地面的连续、双向信息交换。 主要作用为： √可以避免牵引电流对感应环线干扰。 √与其他双绞电缆一样，交叉可以减少累积感应干扰。 √可以传递列车定位信息。 感应环线的两根电缆每隔一个轨道长度（地铁25m或铁路100 m）要相互交叉一次。