铁路信号设备基础课程的实习和设计.docx

铁路信号设备基础课程实习与设计

班 级 0709-1
学 号 20073446
学生姓名 朱 明 盼
指导教师 高 静 巧
完成日期 2009年 12月

一、 实习内容
（一）大站电源屏的组成
大站交流电源屏可输出6种电源
1)信号点灯电源(2)轨道电路电源;(3)道岔表示电源;(4)控制台上表示电源;(5)控制台表示灯闪光电源;(6)道岔及道岔区段表示电源。
1、三相电源屏的主要技术性能指标
1) 输入电源：两路三相交流电源380V50HZ
2) 输出电源：一路三相交流电源380v/50HZ
3) 输出功率：三种(5kvA 10KvA 15KVA)
4) 两路输入电源自动或手动转换时间应，时间〉1.15S，
5) 两路输入电源均设有电源检测当输入电源缺相或时序不对时能够自动切换至福电源供电。
6) 两路输入电源均设有相序鉴别电路，任一输入电源出现逆相时，均能自动切换，保证输出相序不变。
7) 输出电源具有主副两套，冷机备用，经人工手动能相互倒换。
8) 强调：对于输出电源，只能实现手动切换，不能实现自动切换。
2 . PZJ-15/3Ⅱ型交流转辙机电源屏的转换原理
输入进来的司机两路三相380V的交流电源，经过中间的一系列的转换开关、接触器的的接点，器件的转换，输出的电源最终是一路三相380Vde交流电源，以供提速道岔转辙设备的使用，同时，通过相应的标识灯、蜂鸣器等报警设备给出使用中的电源屏正确的使用信息。
3、断相保护器的作用及其原理
1) 断相保护器的作用
2) 断相保护器的技术条件
额定电压：三相交流380V/50HZ
输入电流：1.0—3.5A
正常输出电压：DC16V-28V
断相输出电压：≤DC0.5V
绝缘电阻：≥100MΩ
绝缘耐压：承受交流2000V/50HZ 电压1分钟，无击穿或闪烁现象。
3）. 断相保护器的工作原理
注意事项：
一台S700K转辙机使用一个断相保护器，经断相保护器一次侧的三个线圈跟别串在电动转辙机的A 、B、C相，输出端1、2端子玉保护器BJH线圈相连。
断相保护器一次侧线圈电流应在1.0-3.5A范围内。
若发现输出电压过低，应首先检查电路中是否有断相故障和接触不良的想象，若没有则将电路断开，检查断相保护器是否有断线故障，线圈是否烧断，然后再检查整流桥和电容是否完好。

（二）提速道岔故障分析
1、提速道岔故障处理的基本思路
1) 登记停用
2) 控制台分析判断
i. 登记后及时向工作人员反映，观察控制台的表示故障的现象，确定故障的地点和性质。
3) 电器室内观察
i. 确定地点，确定继电器故障，确定是尖轨还是心轨故障，通过检查测量，确定是室内还是室外，
4) 室外观察动作情况
i. 有室内操作道岔，确定故障具体情况
5) 区分故障原因
i. 检查设备是否完整良好，
6) 故障原因的分析
机械原因: 工务原因、电务原因
A．工务原因：
尖轨或心轨爬行超限
10M弦量水平、轨面、方向超限
规矩不符合标准
尖轨工作边直线度超限
心轨大拉板活动
尖轨或心轨转辙部分螺栓松动
B．电务原因：
转辙机或密贴检查器本身的故障
道岔密贴调整不良
第一牵引点表示杆与锁闭杆不平行
第二牵引点连接杆与锁闭杆不成一条直线
T型拐或其他活动杆件被卡阻
各类表示杆缺口调整不良
电气原因：室内部分，室外部分道岔四开
C．室内部分：
电源供电故障（含熔断丝及变压器等）
继电器、变压器，断相保护器及电阻等
控制台按钮、表示灯、电流表故障
各种配线、断线及端子松动等
室外部分原因：
电缆、配线、断线或混线
转辙机及密贴检查器断线或线头松动
转接机接插件侦探滑落
转辙机及密贴检查器接点接触不良
整流堆短路或二极管被击穿
电阻或二极管开路
二、常见机械故障分析以及相关的处理
1．转辙机空转
不能在正常转换时间13秒30秒内将道岔转换到位
现象：尖轨是否密贴，外锁闭是否已到达锁闭面，表示杆是否卡缺口等。
（1）尖轨不密贴锁闭装置不能锁闭或完全锁闭：道岔外部卡阻 工作尖轨与基本尖轨不密贴的原因：工作尖轨与基本尖轨之间有石块等物体
A． 斥离尖轨与滑板之间有石块等其他物体，因为斥离的尖轨转换时遇到了石块之类的硬物，才导致了尖轨不能转换道底的现象发生。
B． 钩锁与锁闭杆之间夹有硬物或积累的灰尘油垢过多。
C． 钩锁与锁闭框之间有硬物或积累的灰尘油垢过多。
（2）尖轨已密贴，锁闭装置不能锁闭或不能完全锁闭。
分析原因：
道岔压力过大，钩锁没有实现对尖轨的外锁闭，锁闭量远小于规定的最小值35MM。调整方法：减少调整片的数量。
（3）尖轨已密贴外锁闭装置也实现了锁闭，但电机仍然在空转。
原因：卡表示（轧表示）
方法：观察螺栓是否有松动叉形接头是否磨耗超限等。上表示杆的调整：必须朝转辙机的方向缩入
(4 ) 尖轨不密贴，但外锁闭装置实现了规定的锁闭。
道岔压力过小：不密贴但出现“假锁闭”，故障现象：尖轨与基本轨不密贴存在大于2mm 的间隙。钩锁的情况：道岔不能有表示动作电路不能切断导致电机空转。
方法：（钩式外锁闭装置的调整）增加调整片的数量。
2．道岔不锁闭的故障
现象原因：机内卡阻
1) 电机一经启动，室内组合架上的保险丝就被熔断。
2) 机内动作的动作杆，表示杆运动受阻。
分析原因：若道岔一经启动，保险就被烧断，说明线路中的电流较大，电机此时不在空转状态，而属于被强迫停止转动。
处理过程：保险被烧断→电机处出现故障 →电机不能被摇动。

二、设计内容

连锁表的绘制如下
方向
进路
排列进路按下按钮
信号机
道岔
敌对信号
轨道区段
迎面进路
名称
显示
列车
调车
列
车
方
向
枣庄东方向辅线
接车
至4G
XFLA,
X4LA
XF
U,U
1/3,5,7/9
（17）
D1,D5,D11
S4D
3AG,1DG,
1/5G5DG,
9DG,17DG,
4G
4G
4G
至3G
XFLA,
X3LA
XF
U
1/3,5,7/9
17
6,2/4
D1,D3,D5,
D11,S3D
3AG,1DG,
1/5G,5DG,
9DG,17DG
3G
3G
3G
至ⅡG
XFLA,
XⅡLA
XF
U,U
(1/3),7/9
(11),15
D1,D7,SⅡD
3AG,1DG,3DG,7-11DG, ⅡG
ⅡG
ⅡG
至1G
XFLA,
X1LA
XF
U,U
(1/3),7/9,
(11),15
D1,D7,
S1D
3AG,1DG,3DG,
7-11DG,15DG
1G
1G
1G
发车
由4G
S4LA
XFLA
S4
U/L/UL
(17),7/9,5,1/3
D11,D5,D3,
D1,S4D
17DG,9DG,1DG,5DG,1/5DG,3AG
4G
4G
由3G
S3LA
XFLA
S3
U/L/UL
17,7/9,5,
1/3
D11,D5,D3,
D1,S3D
17DG,9DG,5DG,1/5DG,1DG,
3AG
3G
3G
由ⅡG
SⅡLA
XFLA
SⅡ
U/L/UL
11,7/9,
(1/3)
D7,SⅡD
7-11DG,3AG
ⅡG
ⅡG
由1G
S1LA
XFLA
S1
U/L/UL
15,(11)
7/9,(1/3)
D7,S1D
15DG,D15G,7-11DG,3DG
1G
1G

方向
进路
排列进路按下按钮
信号机
道岔
敌对信号
轨道区段
迎面进路
名称
显示
列车
调车
列
车
方
向
枣庄东方向主线
接车
至4G
XLA
X4LA
X
UU
1/3,(7/9),
(17)
D7,D11,S4
3DG,7-11DG,9DG

至3G
XLA
X3LA
X
UU
1/3,(7/9),
17
D7,D11,S3
3DG,1-11DG,9DG,17DG,3G

至ⅡG
XLA
XⅡLA
X
U
1/3,7/9,
11
D7,SⅡ
3DG,7-11DG,ⅡG
ⅡG
ⅡG
至1G
XLA
X1LA
X
UU
1/3,7/9,
(11),15
D7,S1
3DG,7-11DG
1G
1G
发车
由4G
S4LA,
XLA
S4
L或U或LU
(17),(7/9)
1/3,11
D7,D11,S4D
17DG,9DG,
7-11DG,3DG
4G
4G
由3G
S3LA,
XLA
S3
L或U或LU
17,(7/9)
11,1/3
D7,D11,S3D
17DG,9DG,7-11DG3DG
3G
3G
由ⅡG
SⅡLA,
XLA
SⅡ
L或U或LU
7/9,11,
1/3
D1,SⅡD
7-11DG,3DG
ⅡG
ⅡG
由1G
S1LA,
XLA
S1
L或U或LU
15,(11),
7/9,1/3
D7,S1D
15DG,7-11DG
1G
1G

方向
进路
排列进路按下按钮
信号机
道岔
敌对信号
轨道区段
迎面进路
名称
显示
列车
调车
调车方向

方向
进路
排列进路按下按钮
信号机
道岔
敌对信号
轨道区段
迎面进路
名称
显示
列车
调车
调车方向

方向
进路
排列进路按下按钮
信号机
道岔
敌对信号
轨道区段
迎面进路
名称
显示
列车
调车
调车方向

二、 铁路信号新技术发展
一、故障-安全技术的发展
随着计算机技术、微电子技术和新材料的发展，故障—安全技术得到了飞速发展。高可靠性、高安全性的故障—安全核心设备出现了“二取二”、“二乘二取二”和“三取二”等不同结构形式，其同步方式有软同步和硬同步。西门子公司、阿尔斯通公司、日本京山公司、日本日信公司等推出了不同类型的采用硬件同步方式的安全型计算机。
故障—安全技术的提高为高可靠和高安全的铁路信号系统的发展打下坚实的基础。
二、计算机网络技术的发展
随着计算机网络技术的飞速发展，实施企业网络化管理已成为企业实现管理现代化的客观要求和必然趋势。
铁路信号系统网络化是铁路运输综合调度指挥的基础。在网络化的基础上实现信息化，从而实现集中、智能管理。
网络化。现代铁路信号系统不是各种信号设备的简单组合，而是功能完善、层次分明的控制系统。系统内部各功能单元之间独立工作，同时又互相联系，交换信息，构成复杂的网络化结构，使指挥者能够全面了解辖区内的各种情况，灵活配置系统资源，保证铁路系统的安全、高效运行。
信息化。以信息化带动铁路产业现代化，是铁路发展的必然趋势。全面、准确获得线路上的信息是高速列车安全运行的保证。因而现代铁路信号系统采用了许多先进的通信技术，如光纤通信、无线通信、卫星通信与定位技术等。
智能化。智能化包括系统的智能化与控制设备的智能化。系统智能化是指上层管理部门根据铁路系统的实际情况，借助先进的计算机技术来合理规划列车的运行，使整个铁路系统达到最优化；控制设备的智能化则是指采用智能化的执行机构，来准确、快速地获得指挥者所需的信息，并根据指令来指挥、控制列车的运行。
近年来，我国铁路行业已成功地推广应用了原TMIS和DMIS（现称TDCS）等系统，在利用信息技术方面取得了长足的进步。具有代表性的列车调度指挥系统TDCS，以现代信息技术为基础，综合运用通信、信号、计算机网络、多媒体技术，建立了新型现代化运输调度指挥系统（铁道部、铁路局、基层信息采集网）
三、通信信号一体化
随着当代铁路的发展，铁路通信信号技术发生了重大变化，车站、区间和列车控制的一体化，铁路通信信号技术的相互融合，以及行车调度指挥自动化等技术，冲破了功能单一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术理念，推动了铁路通信信号技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。
从铁路信号系统纵向发展看，德国已经形成从LZB、FZB发展到ERTMS的发展趋势。LZB利用轨道电缆环线传输列车运行控制系统行车指令和速度指令机车信号，取消地面闭塞信号机，保留闭塞分区，列车按固定闭塞方式（即FAS）运行。FZB是基于无线的列车运行控制系统，是新一代移动自动闭塞系统（即MAS），其目的是实现低成本、高性能的列车运行控制系统，并已加入ETCS。ERTMS/ETCS（欧洲铁路运输管理系统/欧洲列车控制系统）是欧盟支持的统一的行车控制系统，采用GSM—R作为传输系统，其成功应用将进一步推动铁路通信信号的技术进步，加快实现铁路通信信号一体化的进程。从信号系统的横向发展来看，日本新干线在1995年成功开发和投入运行的COSMOS系统，则是通信信号一体化的又一个成功案例。该系统包含运输计划、运行管理、维护工作管理、设备管理、集中信息管理、电力系统控制、车辆管理、站内工作管理等8个子系统，以通信信号一体化技术，实现中心到车站各子系统的信息共享，并使系统达到很高的自动化水平。另外成功地应用了安全光纤局域网，使之成为联锁系统、列车运行控制系统的安全传输通道，达到通信技术与信号安全技术的深度结合，实现了通信信号一体化。
通信信号一体化是现代铁路信号的重要发展趋势，铁路信号技术发展所依托的新技术，如网络技术，与通信技术的技术标准是一致的，属于技术发展前沿科学，为通信信号一体化提供了理论和技术基础。在借鉴世界各国经验的基础上，结合中国国情、路情，我国已制定了中国统一的CTCS技术标准（暂行）。
四、安全性与可靠性分析
保证铁路运输的安全，要求铁路信号系统具有高可靠性和高安全性。安全评估理论的建立与推广为定量评估铁路信号系统的可靠性和安全性提供了重要手段。
在故障—安全理论的发展上，20世纪90年代初，IEC（International Electrician Committee，国际电工委员会）将故障—安全的概念进行了量化，制定了安全相关系统的设计和评估标准IEC61508。该标准提出了安全相关系统的“安全完善度等级（SIL,Safety Integrity Level）”的概念，它是一个对系统安全的综合评估指标。
IEC61508对安全系统提出了如下要求：
功能性（Functionality），包括容量和响应时间；
可靠性和可维护性（Reliability and Maintainability）；
安全（Safety），包括安全功能和它们相关的硬件/软件安全完善度等级（SIL）；
效率性（Efficiency）；
可用性（Usability）；
轻便性（Portability）。
随后欧洲和日本相应地以IEC61508标准为基础，制定了相关的信号系统的设计评估标准以及安全认证体系。
欧洲电工标准委员会（CENELEC）基于IEC61508标准为基础，附加列车安全控制系统的技术条件制定了一些安全相关系统开发和评估的参考标准。这些标准包括：
EN50126铁路应用：可信性、可靠性、可用性、可维护性和安全性（RAMS）规范和说明；
EN50129铁路应用：信号领域的安全相关电子系统；
EN50128铁路应用：铁路控制和防护系统的软件；
EN50159-1铁路应用：在封闭传输系统中的安全通信；
EN50159-2铁路应用：在开放传输系统中的安全通信。
1996年3月，日本铁道综合技术研究所颁布了“列车安全控制系统的安全性技术指南”，该标准也是以IEC61508为基础，并吸收了日本计算机控制的铁道信号系统的经验而制订的。