铁路信号基础知识

第二章铁路信号Hl：：说明、、、、（、）（、）、，。第一节铁路信号概述第二节色灯信号机第三节信号光源第四节LED色灯信号机（略）第五节色灯信号机的设置第六节信号显示铁路信号有广义和狭义两种含义。广义的铁路信号是铁路运输系统中，保证行车安全、提高区间和车站通过能力以及编解能力的手动控制、自动控制及远程控制技术的总称，它包括车站信号、区间信号、机车信号、道口信号、驼峰信号等。狭义的铁路信号是在行车、调车工作中，对行车有关人员指示运行条件而规定的物理特征符号。本章讲述的铁路信号指的是后者，而且是后者中的固定信号。为指示列车运行及调车作业的命令，铁路必须根据需要设置各种信号机和信号表示器，它们是各种信号系统中不可缺少的组成部分，用来形成信号显示，指示运行条件。信号显示方式及其使用，必须严格按《铁路技术管理规程》(以下简称《技规》)的规定执行。目前我国铁路信号普遍采用色灯信号机，包括广泛使用的透镜式色灯信号机和新型的组合式色灯信号机及LED信号机，其他类型的信号机已逐渐淘汰。第一节铁路信号概述一、铁路信号的含义铁路信号包括听觉信号和视觉信号。听觉信号又称音响信号，是用音响表示的信号，如用号角、口笛、机车鸣笛、响墩等发出的信号，它以音响的强度、频率和时间长短来表达信号含义。视觉信号是用颜色、形状、位置、显示数目及灯光状况表达的信号，如用信号旗、信号灯、信号牌、信号机、信号表示器、信号标志显示的信号。视觉信号按信号机具是否移动分为手信号、移动信号和固定信号。手信号：手持信号旗或信号灯发出的信号。移动信号：在地面上临时设置的可以移动的信号牌，如为防护线路施工地点临时设置的方形红牌、圆形黄牌等。固定信号：为防护一定目标，常设于固定地点的信号。如设于地面的信号机和信号表示器等，都是固定信号。机车信号：在机车司机室内设置指示列车运行前方条件的信号，它对于机车是固定的，也属于固定信号。铁路电务部门负责维护的信号只是固定信号，包括地面固定信号和机车信号，其他各种信号机具由使用部门负责使用和维护。平时所说的信号一般专指固定信号，本章介绍的也只是固定信号。二、禁止信号和进行信号在我国铁路，按照运营要求，采用以下基本信号：(1)要求停车的信号；(2)要求注意或减速运行的信号；(3)准许按规定速度运行的信号。要求停车的信号叫做禁止信号或停车信号，要求注意或减速运行的信号以及准许按规定速度运行的信号，都叫做进行信号。我国铁路视觉信号的基本颜色是红色、黄色和绿色。其中红色信号的基本意义是停车，黄色信号是注意或减速运行，绿色信号是按规定速度运行。三、固定信号分类1．按设置部位分类，固定信号可分为地面信号和机车信号地面信号是设于车站或区间固定地点的信号机或信号表示器，用来防护站内进路或区间闭塞分区以及道口。机车信号设于机车驾驶室内，用来复示地面信号显示，以及逐步成为主体信号使用。2．按信号机构造分类，地面信号机可分为色灯信号机和臂板信号机色灯信号机是用灯光的颜色、数目及亮灯状态表示信号含义的信号机。它具有昼夜显示一致、占用空间小等特点，但需可靠的交流电源。色灯信号机按信号机构的构造又分为探照式、透镜式和组合式，以及LED式。探照式色灯信号机以反射镜为集光器，其特点是一个灯位的信号机构可显示多种(一般为三种)灯光颜色，故又称为单灯信号机。其缺点是易发生卡阻引起信号显示升级，这是万万不允许的。探照式色灯信号机早已停产，也已停止使用。透镜式色灯信号机是以凸透镜组为集光器的色灯信号机。透镜组由无色的外透镜和有色的内透镜组成，显示的颜色取决于内透镜的颜色。它的每个灯位固定一种颜色，多种颜色由多个灯位完成显示，故又称多灯信号机。其主要优点是结构简单、维修容易，因而使用很广泛。但其光系统存在一定的缺点，光通量不能充分利用，在曲线线段上不能连续显示。组合式色灯信号机是为克服透镜式信号机的缺点而研制的新型信号机构。信号灯泡发出的光由反射镜会聚，经滤色片变成色光，再由非球面镜聚成平行光束，偏散镜折射偏散，能保证信号显示在曲线线段上的连续性。信号机构采用组合形式，一个灯位为一个独立单元，配一种颜色，使用时根据需要进行组合，故称为组合式色灯信号机。它是信号机比较理想的更新换代产品。臂板信号机是以臂板的形状、颜色、数目、位置表达信号含义的信号机。我国铁路规定臂板呈水平位置为关闭，与水平位置向下夹45。角为开放，夜间则以臂板信号机上的灯光颜色与数目来显示。臂板信号机须通过机械装置由人工开放，也有通过电动机开放的，后者称为电动臂板信号机。臂板信号机存在较多缺点，难以自动化，不能构成现代化信号系统，正在与所从属的臂板电锁器联锁设备一起逐渐淘汰。3．按用途分类，固定信号可分为信号机和信号表示器两大类信号机是表达固定信号显示所用的机具，用来防护站内进路，防护区间，防护危险地点，具有严格的防护意义。信号机按防护用途的不同又可分为进站、出站、进路、调车、驼峰、遮断、预告、复示等信号机。另有设于铁路平交道口的道口信号机。信号表示器是对行车人员传达行车或调车意图的，或对信号进行某些补充说明所用的器具，没有防护意义。信号表示器按用途又分为发车表示器、调车表示器、进路表示器、发车线路表示器、道岔表示器、脱轨表示器等。4．按地位分类，信号机可分为主体信号机和从属信号机主体信号机是能独立地显示信号，指示列车或调车车列运行条件的信号机，如进站、出站、进路、通过、驼峰、调车等信号机。从属信号机是本身不能独立存在，只能附属于某种信号机的信号机，如预告信号机从属于进站信号机、所间区间的通过信号机、遮断信号机；复示信号机从属于进站、进路、出站、驼峰、调车等信号机。5．按停车信号的显示意义分类，可分为绝对信号和非绝对信号(亦称容许信号)绝对信号是指当显示停止运行的信号时，列车、调车车列必须无条件遵守的信号显示。所有站内信号机的禁止信号显示均为绝对信号(但调车信号禁止信号对列车来说不作为停车信号)。非绝对信号是指列车在列车信号机显示红灯、显示不明或灯光熄灭时允许列车限速通过，并准备随时停车的信号。例如：自动闭塞区间的通过信号机显示停车信号时，列车必须在信号机前停车，司机应使用列车无线调度电话通知运转车长，通知不到时(如货物列车取消守车后无运转车长)，鸣笛一长声，停车等候2分钟，该信号机仍未显示进行信号时，即以遇到阻碍能随时停车的速度继续运行，最高速度不超过20km／h，运行到次一通过信号机，按其显示的要求运行。6．按安装方式分类，信号机可分为高柱信号机、矮型信号机、信号托架和信号桥高柱信号机的信号机安装在信号机柱上，一般用于距离要求较远的信号机。高柱信号机具有显示距离远、观察位置明确等优点。因此，为保证安全，提高效率，进站、正线出站、接车进路、通过、预告、驼峰等信号机必须采用高柱信号机。矮型信号机设于位于建筑限界下部外侧的信号机基础上，一般用于显示距离要求不远的信号机上。因高柱信号机的设置受建筑限界的限制，另外应考虑信号机的设置不影响到发线有效长，站线出站、发车进路信号机和一般情况下的调车信号机等采用矮型信号机。设于特殊地形和特殊条件下的信号机，其中包括进站信号机，经铁路局批准，亦可采用矮型信号机，如设于桥隧的预告信号机、通过信号机，双线双向自动闭塞区段的反方向进站信号机可采用矮型信号机。因受限界限制，不能安装信号机柱时，则以信号托架和信号桥代替。信号托架为托臂形结构建筑物，信号桥为桥形结构建筑物。第二节色灯信号机一、透镜式色灯信号机1．透镜式色灯信号机有高柱和矮型两种类型，高柱信号机的机构安装在钢筋混凝土信号机柱上。矮型信号机的机构安装在信号机水泥基础上。高柱透镜式色灯信号机如右图所示。它由机柱、机构、托架、梯子等部分组成。机柱用于装机构和梯子。机构的每个灯位配备有相应的透镜组和单独点亮的灯泡，给出信号显示。托架用来将机构固定在机柱上，每一机构需上、下托架各一个。梯子用于给信号维修人员攀登业。图2-2高柱透镜式色灯信号机矮型透镜式色灯信号机右图所示。它用螺栓固定在信号机基础上，没有托架，更不需要梯子。高柱和矮型透镜式色灯信号机又各有单机构和双机构之分。单机构只有一个机构，可构成二显示、三显示和单显示信号机，图2-2所示即为单机构二显示信号机。双机构色灯信号机可构成四显示、五显示，图2-3所示即为双机构五显示信号机。各种信号机根据需要还可以分别带有引导信号机构、容许信号机构或进路表示器。图2-3矮型透镜式色灯信号机2．透镜式色灯信号机的机构透镜式色灯信号机的每个灯位由灯泡、灯座、透镜组、遮檐和背板等组成，如图2-4所示。灯泡是色灯信号机的光源，采用直丝双丝铁路信号灯泡。灯座用来安放灯泡，采用定焦盘式灯座，在调整好透镜组焦点后固定灯座，更换灯泡时无需再调整。图2-4透镜式色灯信号机机构透镜组装在镜架框上，由两块带棱的凸透镜组成，里面是有色带棱外凸透镜(可有红、黄、绿、蓝、月白、无色六种颜色)，外面是无色带棱内凸透镜。之所以采用两块透镜组成光学系统，是利用光的折射和反射原理，将光源出的光线集中射向所需要的方向，即增强该方向的光强。这样，就能满足信号显示距离远而且具有很好的方向性的要求。信号机构的颜色取决于有色透镜，可根据需要选用。遮檐用来防止阳光等光线直射时产生错误的幻影显示。背板是黑色的，构成较暗的背景，可衬托信号灯光的亮度，改善瞭望条件。只有高柱信号才有背板。一般信号机采用圆形背板。各种复示信号机、遮断信号机及其预告信号机、容许信号机则采用方形背板，以示区别。3．透镜式色灯信号机构分类透镜式色灯信号机构分为高柱、矮型两大类。高柱、矮型信号机构按结构又分为二显示、三显示两种。二显示机构有两个灯室。三显示机构有三个灯室。每个灯室内有一组透镜、一副灯座、一个灯泡和遮檐。灯座间用隔板分开，以防止相互串光，保证信号显示的正确。背板是一个机构共用的。各种信号机可根据信号显示的需要选用机构，再按灯光配列对信号灯位颜色的规定安装各灯位的有色内透镜。另有单显示的复示信号机构、灯列式进站复示信号机构、遮断信号及其预告信号机构以及引导信号机构和容许信号机构。透镜式色灯信号机构的型号含义如下：XSG—HLA矮型B表示F复示、发车J进路P棚下R容许Y引导Z遮断U黄色B白色A蓝色HL红绿(二色为二显示，三色为三显示)高柱色灯信号机构第三节信号光源一、信号灯泡和灯座1．直丝信号灯泡信号灯泡是色灯信号机和信号表示器的光源。目前，铁路均采用直丝信号灯泡。其灯丝为双螺旋直丝，克服了原U形灯丝光强度峰值不在主光轴上的缺点，光衰小，提高了显示距离，并减小了维修工作量。透镜式色灯信号机用的直丝灯泡为TXA型和TXB型。T表示铁路，x表示信号，表示双丝灯泡，均为12V25W。25122512251225122512251225122512主灯丝和副灯丝呈直线状且平行。主灯丝在下，其轴心线与灯头的中心线相垂直。副灯丝在上，其轴心线距离主灯丝轴心线2.5±0.5mm。主灯丝在前，副灯丝在后，间距为2.5mm，以防止副灯丝挡住主灯丝的光。主灯丝在下可避免主灯丝断丝时，灯丝落下碰到副灯丝，影响副灯丝正常工作，有利于安全使用。信号灯泡如下图，左侧为B型，右侧为A型。为保证信号灯泡的质量，在使用前，必须对信号灯泡进行检验和点灯试验。检验信号灯泡就是察看灯泡外观，并用必要的量具和器具检查灯泡灯丝，均应符合灯泡的技术标准。．点灯试验应在额定电压和额定功率的条件下进行。试验时间主灯丝2h，副灯丝1h。点灯试验时间是经过大量调查和试验后确定的。在2～4h之间，出现主灯丝断丝的概率很小，规定试验时间2h，既满足了质量检验的要求，又减少了能耗。2．定焦盘式铁路信号灯座与直丝信号灯泡配套的灯座是定焦盘式铁路信号灯座。定焦盘灯座三维(上下、左右、前后)可调，可调整光源位置，使主灯丝位于透镜组的焦点上，获得最佳显示效果。定焦盘灯座具有以下特点：(1)灯泡和灯座是平面接触，可以基本上保证光中心高度的一致性；(2)灯头冲压成翻边结构，一般不会变形，从而提高了灯泡和灯座的配合精度；(3)防止电接触片受过压造成变形或弹力减小，从而避免电接触片与灯泡的接触不良或发热、熔化等故障；(