轨道交通列车运行控制技术-第03章-信号基础设备

学时教学要求了解信号继电器原理及作用了解信号机的分类及作用了解道岔的构成及作用了解轨道电路的构成及作用第一节信号继电器信号继电器是轨道交通信号继电式控制系统的关键部件，也是电子式控制系统的主要接口部件。（一）直流无极电磁继电器工作原理由线圈、衔铁、重锤片，拉杆组成一个电磁系统其上部是接点系统，包括前接点、后接点和中接点，前、后接点静止不动，中接点在拉杆带动下可以移动。上、下托片用来使接点间保持一定距离。继电器吸起在线圈中通以一定数量的电流，继电器励磁，吸合衔铁，带动动接点运动与前接点接通。当在线圈的1、4端子间通上直流电后，铁芯中便产生磁通，它通过轭铁、衔铁，气隙构成回路其电磁吸引力就会吸动衔铁向右，从而推动拉杆向上，于是中接点离开后接点(称为“后接点断开”)，与前接点接触(称为“前接点闭合”)，这种状况叫做“继电器吸起”。继电器落下当线圈中的电流减小到一定值时，继电器失磁，衔铁依靠重力和接点弹力复位，带动动接点运动与前接点断开，接通后接点。继电器断电时，衔铁失磁离开铁芯(称为“释放衔铁”)拉杆和重锤片依靠重力掉下，使中接点与前接点分开(称为“前接点断开”)，与后接点接触(称为“后接点闭合”)。这种状况叫做“继电器落下”（二）继电器故障-安全原则发生故障时导向安全侧规定以衔铁释放为安全侧，也就是以前接点断开、后接点闭合为安全侧(继电器落下）。当继电器在衔铁吸合状态，万一发生了线圈断线或短路的故障，靠衔铁及重锤片的自重，就能使衔铁离开铁芯，可靠地保持在释放状态，导向安全侧对于接点的材料，也要选用熔点高的，保证通过大电流时不会发生粘连而影响前接点断开。衔铁不致因机械故障而卡在吸起状态。第二节信号机及灯光显示信号机的分类信号机的用途信号机命名（一）信号机的分类凡是危及行车安全的地点，均应设置信号机加以防护。信号包括听觉信号和视觉信号听觉信号是用音响表示的信号，如用号角、口笛、机车鸣笛、响墩等发出的信号以强度、频率和时间长短来表达信号含义。响墩安放在钢轨上，车轮轧压时响墩会发出爆炸声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视觉信号可分为手信号、移动信号和固定信号手信号信号机视觉信号与固定信号地面的信号机和设于司机室的机车信号都属于固定信号机车信号原来是作为辅助信号使用的，随着技术的进步和行车的需要，在铁路的客运专线和城轨交通也已取得了主体信号的地位。（二）信号机设置地点及用途进站信号机出站信号机进路信号机通过信号机防护信号机遮断信号机调车信号机驼峰信号机预告信号机复示信号机信号机设置地点及用途十种信号机设置地点及用途：(1)在车站入口，这是防护接车进路，指示列车能否由区间进入车站用的进站信号机。(2)在列车由车站向区间发车地点前方，为防护发车进路和站间区间(或所间区间或闭塞分区)，指示列车能否向区间发车用的出站信号机。(3)列车由一个车场到另一个车场的起始点的前方，为防护转场进路用的进路信号机，指示列车能否到另一个场去的信号机。(4)在所间区间和闭塞分区的入口，为了防护所间区间或闭塞分区而在区间设置的信号机，叫通过信号机。信号机设置地点及用途(5)在区间内两条铁路线路平面交叉地点的前方，为了防护交叉地点，其指使列车能否通过此交叉点，此种信号机叫做防护信号机。(6)在需要防护的道口，桥梁、隧道的前方为防护道口、桥梁和隧道用的信号机叫做遮断信号机。当遇有危及行车的情况发生适用遮断信号机指示列车停车。(7)在站内有调车作业的地点，防护调车进路用的信号机，叫做调车信号机。指示调车机车能否进入调车进路。(8)在驼峰调车场(包括简易驼峰)的峰顶上，为了指示调车机车能否向峰顶上推送并以多大的速度推送而设置的信号机叫做驼峰信号机。信号机设置地点及用途(9)进站信号机、防护信号机、所间区间的通过信号机、遮断信号机，在没有机车信号的情况下，一般都要设置预告信号机。(10)出站信号机和进路信号机。因地形、地物的影响达不到规定显示距离时，在没有机车信号的情况下，可设置复示信号机用以复示进行信号。驼峰信号应设复示信号机，其显示与主体信号一样，只起复示作用。（三）信号机命名原则(1)进站信号机，按列车运行方向。如X（下行）、S（上行）、XD（下行多路进站方向，D为进站方向）。(2)出站信号机，按列车运行方向，右下角加股道号。如X1，S5等，多车场先加入车场号再加股道号。(3)调车信号机，从列车到达方向顺序编号，上行咽喉用双数，下行咽喉用单数。如：D2，D9，多车场以百位表示车场。（三）信号机命名原则(4)接车进路信号机，是按列车运行方向编号，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。(5)发车进路信号机，是按列车运行方向编号，右下角加车场号再加股道号。(6)预告信号机，第一字母为Ｙ，后缀主体信号机编号。(7)通过信号机，以该信号机所在地点坐标公里数和百米数编号，上行为偶数下行为奇数。19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。道岔是铁路轨道的重要组成部分。由于道岔数量多、使用寿命短、限制列车速度、行车安全性低，与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节。第三节道岔20一（1）线路的连接设备引导铁路机车车辆由一条线路进入另一条线路。（2）线路的交叉设备引导机车车辆由一条线路跨越另一条线路。线路连接道岔线路交叉道岔（一）道岔的分类及功用21（3）连接与交叉设备既可以引导铁路机车车辆由一条线路进入另一条线路，也能够引导机车车辆由一条线路跨越另一条线路。线路连接、交叉道岔（一）道岔的分类及功用22单开道岔是最简单、最常用的一种道岔。普通单式道岔的组成1－基本轨；2－尖轨；3－翼轨；4－护轨1.单开道岔的组成（1）三大组成部分：转辙器部分；连接部分；辙叉及护轨部分。（二）单开道岔构造23（2）7个组成部件：转辙器部分的基本轨、尖轨；连接部分的直轨、导曲线轨；辙叉及护轨部分的翼轨、护轨、岔心。单开道岔结构与名称（二）单开道岔构造转辙器部分两根基本轨、两根尖轨和转辙机械2.单开道岔的转辙器部分（1）转辙器部分的功用与组成功用：引导机车车辆的行驶方向。B（基本轨），A（尖轨），通过转辙机械的作用，两根尖轨往复摆动，从而引导机车车辆进入主线或侧线行驶。253.辙叉与护轨部分辙叉与护轨部分由主轨、护轨、翼轨、岔心四个部件构成。其中，翼轨和岔心是辙叉的主要构成部分。辙叉与护轨部分组成示意图(1)辙叉及有害空间护轮轨和翼轨固定车轮运行方向。从两翼轨最窄处到辙叉心实际尖端之间，存在着一段轨线中断的空隙，叫做辙叉的有害空间。当机车车辆通过辙叉有害空间时，轮缘有走错辙叉槽而引起脱轨的可能，因此，必须设置护轨，对车轮的运行方向实行强制性的引导。可动心轨可动心轨最主要的特点是辙叉心轨可以移动。当要开通某一方向股道时，可动心轨的辙叉心轨就与开通方向一致的翼轨密贴，与另一翼轨分开，使得普通道岔不存在有害空间。28（2）护轨正确地引导机车车辆轮对的走向，防止其撞击辙叉叉心，使列车平顺、安全地通过有害空间。道岔护轨3.辙叉与护轨部分4.连接部分直轨和曲线轨（三）其他道岔及类型双开道岔单式对称道岔(Y型)（三）其他道岔及类型三开道岔交分道岔在两条轨道交叉地点，能使列车转线的设备。菱形交叉渡线相邻两线路间由四副辙叉号相同的单开道岔和一副菱形交叉组成（三）其他道岔及类型（四）股道和道岔的编号为了作业和维修管理上的方便，站内线路和道岔应有统一的编号。股道编号方法道岔编号方法股道编号方法站内正线规定用罗马数字编号（Ⅰ、Ⅱ…），站线用阿拉伯数字编号（1、2、3…）。单线铁路上，从站房一侧开始顺序编号；位于站房左、右或后方的线路，在站房前的线路编完后，再由正线方向起，向远离正线顺序编号。单线铁路站内股道编号示意图股道编号方法站内正线规定用罗马数字编号（Ⅰ、Ⅱ…），站线用阿拉伯数字编号（1、2、3…）。在复线铁路上，下行正线一侧用单数，上行正线一侧用双数，从正线向外顺序编号。双线铁路站内线路编号示意图下行道岔编号方法用阿拉伯数字从车站两端由外向里依次编号。上行列车到达一端用双数，下行列车到达一端用单数；站内道岔，通常以车站站台中心线作为划分单数号与双数号的分界线。单线铁路站内线路、道岔编号示意图双线铁路站内线路、道岔编号示意图（五）动力转辙机基本任务3个，分别是转换道岔、锁闭道岔和反映道岔的位置和状态。转辙机的传动机构是将电动机的高速旋转变换成动作杆的低速直线运动，再由动作杆带动尖轨转换。传动机构的另一作用是驱动尖轨的锁闭机构。（1）转辙机的作用①转换道岔的位置，根据需要转换至定位或反位；②道岔转至所需位置而且密贴后，实现锁闭，防止外力转换道岔；③正确地反映道岔的实际位置，道岔的尖轨密贴于基本轨后，给出相应的表示；④道岔被挤或因故处于“四开”位置时，及时断开表示，给出报警。对向和顺向道岔本身并无顺向和对向之分。它只是根据列车运行方向而言的。列车迎着道岔尖轨运行时。该道岔就叫对向道岔。反之，列车顺着道岔尖轨运行时，就叫顺向道岔，（2）道岔的位置和状态四开与挤岔当列车迎着岔尖（对向）运行，（事故：“四开”）：如果道岔位置扳错了，则列车就被接向另一条线路上去了。如果这条线路已停有车辆，就会造成列车冲撞。另外，如果道岔位置虽然对，但其尖轨与基本轨不密贴(即状态不良)，则车轮轮缘有可能将密贴的一根尖轨挤开，造成“四开”，从而引起列车颠覆事故。当列车顺着岔尖（顺向）运行(即从辙叉方面开来)：这时道岔位置如果不对，车轮轮缘可以从尖轨与基本轨间挤进去，并推动另一根尖轨靠近基本轨，发生这种情况，叫挤岔。挤岔时有可能使道岔和道岔转换器遭到损伤。一旦道岔不密贴或被挤时，就不能使信号机开放。（3）转辙机的基本要求①作为转换装置，应有足够大的拉力，以带动尖轨作直线往返运动；当尖轨受阻不能运动到底时，应随时通过操纵使尖轨回复原位。②作为锁闭装置，当尖轨和基本轨不密贴切时，不应进行锁闭；一旦锁闭，应保证不致因车通过道岔时的震动而错误解锁。③作为监督装置，应能正确反映道岔的状态；④道岔被挤后，在未修复前不应再使道岔转换。（4）转辙机的分类①按动作能源和传动方式分：电动转辙机、电动液压转辙机和电空转辙机②按供电电源种类分：直流转辙机和交流转辙机③按动作速度分：普通转辙机（3.8s以上）和快动转辙机(0.8s以下)④按锁闭道岔的方式分：内锁闭和外锁闭转辙机⑤按是否可挤分：可挤型和不可挤型转辙机（5）道岔锁闭装置按锁闭方式可分为内锁闭和外锁闭①内锁闭：内锁闭是当道岔由转辙机带动转换至某个特定位置后，在转辙机内部进行锁闭，由转辙机动作杆经外部杆件道岔实现位置固定。不能适应提速的需要，满足不了安全及速度的要求。②分动外锁闭：由于外锁闭道岔的两根尖轨之间没有连接杆，在道岔的转换过程中，两根尖轨是分别动作的，所以又称为分动外锁闭道岔。分动：两尖轨之间没有连接杆连接，在转换时，一根先动，另一根后动。降低了转换时的启动力矩。◆外锁闭：当道岔由转辙机带动转换至某个特定位置后，通过本身所依附的锁闭装置，直接把尖轨与基本轨或心轨与翼轨密贴夹紧并固定，称为外锁闭。外锁闭尖轨与基本轨密贴处实行锁闭，力量大，安全系数高。外锁闭装置将与基本轨分离的尖轨固定外锁闭装置将与基本轨密贴的尖轨锁紧第四节轨道电路轨道电路是利用钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路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和相邻轨道电路传递行车信息。轨道电路是铁路信号的重要基础设备。它的性能直接影响行车安全和运输效率。（一）轨道电路概述原理：轨道电路是以轨道交通线路的两根钢轨作为导体，两端加以机械绝缘(或电气绝缘)，接上送电和受电设备构成的电路。轨道电路的送电设备设在