信号机的安装与故障维修毕业设计.doc
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1、第 1 页 共 30 页 装装订订 线线 摘要摘要 信号机是铁路信号设备的重要组成部分之一,在运输生产工作中, 它 起着指 挥列车和车列运行的重, 要作用在铁路运输系统中, 它为提高区 间和车站通过能 力及编解效率提供了强有力的安全保障。随着铁路扩大内 涵再生产的不断深入, 铁路信号设备也在随其发生着巨大的变化。根据地 区发展和站场的实际情况, 所 设置的信号机类型也大不相同,因此,在 控制信号机显示状态的点灯电路中所接 入的条件也不相同。用来提供不同 的显示,以满足和适应不同地区的各种需要。 信号机按用途分为进站、出站、 通过、进路、预告、遮断、驼峰、驼峰辅助、复 示、 调车十种。本论文中将
2、主要介绍 一种信号机点灯电路进站信号机点灯电 路故障分析及处理方法。 关键词关键词:铁路信号 信号机 点灯电路 故障分析 第 2 页 共 30 页 装装订订 线线 Abstract Signal is one of the important part of railway signal equipment, in transportation production work, it plays a direct train and running heavy car, to work in the railway transportation system, it can force and
3、 to increase the interval and the station through BianXie efficiency provides a strong security. With the deepening of the rail expand reproduction connotation, railway signal equipment also with its changing so much. According to the actual situation of regional development and the station setting
4、signal types are also quite different, therefore, in a state of control signal display lighting circuit meet the conditions set out in the is not the same. Used to provide different display, in order to meet the various needs and adapt to different regions. Signal is divided into pit, outbound, acco
5、rding to the use by, route, trailer, interrupt, camel, camel auxiliary, repeating, ten kinds of shunting. This paper will mainly introduce a signal light circuit, electric road home signal light fault analysis and processing method. Keywords: railway signal signal light circuit failure analysis 第 3
6、页 共 30 页 装装订订 线线 前前 言言 铁路信号是用特定的物体(包括灯)的颜色、形状、位置,或用仪表 和音响设备等向铁路行车人员传达有关机车车辆运行条件、行车设备状态 以及行车的指示和命令等信息。目前,人们对铁路信号有不同的理解。有 人把铁路信号广义理解为:保证铁路行车安全的技术和设备;有人狭义理 解为:用于向行车人员指示行车条件的符号;有人则认为:铁路信号是铁 路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称。 本文主要分四部分论述了信号机的安装与故障维修。第一部分,传统 信号机的发展历程;第二部分,色灯信号机的工作原理及安装技术要求; 第三部分,信号机的故障维修与处理及故障案例;最后一部分描述了本
7、次 毕业设计的结论与展望。 第 4 页 共 30 页 装装订订 线线 目录 第一章 信号机概述.1 1.1 传统信号机概况 1 1.1.1 透镜式色灯信号机简介1 1.1.2 透镜式色灯信号机的优点透镜式色灯信号机的优点透镜式色灯 信号机的优点透镜式色灯信号机的优点1 1.2 组合式色灯信号机1 1.2.1 组合式色灯信号机简介1 1.2.2 组合式色灯信号机的优点2 1.3 传统色灯信号机的缺点2 1.4 LED 概况 2 1.4.1 LED 灯的结构特点 2 1.4.2 LED 发光盘的优点 3 1.4.3 LED 缺点 4 1.5 LED 在铁路上的使用 .5 1.5.1 国外铁路 LE
8、D 信号机 5 1.6 我国 LED 信号机发展状况7 1.7 色灯信号机分类及显示意义8 1.8 色灯信号机的工作原理.10 第二章 信号机的安装.11 2.1 适用范围 .11 2.2 工艺概况及技术特点 .11 2.2.1 工艺概况 .11 2.2.2 技术特点 .12 2.3 引用标准 .12 2.4 基本术语及定义 .12 2.4.1 信号机建筑接近限界 .12 2.5 色灯信号机的设置及显示距离 .14 2.5.1 机构选用和灯光配列 .14 2.5.2 色灯信号机设置.14 第 5 页 共 30 页 装装订订 线线 2.5.3 色灯信号机的显示距离 .15 2.6 混凝土信号机柱
9、的使用质量要求 .15 2.6.1 裂缝未超过下列规定者准许使用 .15 2.6.2 裂缝宽度与损坏程度大于以下规定者不得使用 .16 2.6.3 裂缝下列范围内经修补后可以使用 .16 2.7 工艺要求 .16 2.8 工艺流程 .16 2.9 操作要点 .17 2.9.1 施工定测 .17 2.9.2 开挖基础坑 .17 2.9.3 立杆 .17 2.9.4 安装梯子和机构 .17 2.9.5 信号机配线 .18 2.9.6 通电实验及灯光调整 .19 第三章 信号机故障维修.20 3.1 基本要求及处理程序.20 3.1.1 基本要求 .20 3.1.2.处理程序.21 3.2 信号故障
10、分析与处理.21 3.3 信号机故障相关案例 .25 3.3.1 信号案例 1:信号隔离变压器故障 .25 3.3.2 故障案例 2:灯座插片接触不良 .25 3.3.3 故障案例:3:簧片与灯泡接触不良.25 3.3.4 故障案例 4:方向盒至信号机电缆混线 .25 3.3.5 故障案例 5:出站红灯电缆断 .26 3.3.6 故障案例 6:回线电缆混线 .26 3.3.7 故障案例 7:灯泡断丝 .26 3.3.8 故障案例 8:驼峰主体信号机黄灯灯丝断丝 .26 3.3.9 故障案例 9:调车兰灯变压器损坏 .27 第四章 结论与展望28 第 6 页 共 30 页 装装订订 线线 4.1
11、 结论.28 4.2 展望.28 参考文献.29 第 1 页 共 30 页 装装订订 线线 第一章第一章 信号机概述信号机概述 1.1 传统信号机概况传统信号机概况 1.1.1 透镜式色灯信号机简介透镜式色灯信号机简介 透镜式色灯信号机(multiple clour-light signal) 是以凸透镜为集光器的 色灯信号机。机构的每一个灯位固定显示一个颜色的灯光,多种颜色的信 号显示由多个灯位完成,所以又称为多灯型信号机。 透镜式色灯信号机的 机构有高柱二灯位、三灯位、引导机构;矮型二灯位、三灯位机构;遮断 信号、复示信号和各种表示器机构等。通过这些机构的组合和不同颜色灯 光的排列,可以组
12、成各种用途的信号机。 1.1.2 透镜式色灯信号机的优点透镜式色灯信号机的优点透镜式色灯透镜式色灯信号机的优点透镜式色灯信号机的优点透镜式色灯 信号机的优点透镜式色灯信号机的优点信号机的优点透镜式色灯信号机的优点 1)透镜式色灯信号机的透镜组由无色的外透镜和有色的内透镜组成, 增加了信号机的显距离。 2)信号灯泡的灯座使用可调焦灯座,在灯光焦距恰当时,光源可得到 充分利用,以增加信号显示距离。 3)透镜式色灯信号机结构简单,运用安全,维修方便,使用电缆芯 线少,已在全国各条铁路线上得到广泛应用。 1.2 组合式色灯信号机组合式色灯信号机 1.2.1 组合式色灯信号机简介组合式色灯信号机简介 组
13、合式信号机是为了克服透镜式信号机的缺点而研制的新型信号机。 组合式色灯信号机每个机构只有一个灯室,根据显示要求可以组装成单显 示、二显示及三显示机构,故称为组合式。 第 2 页 共 30 页 装装订订 线线 1.2.2 组合式色灯信号机的优点组合式色灯信号机的优点 1)整机外型美观,重量轻,组合方式灵活,安装简单方便,减少施工, 维护等户外作业的劳动强度。 2)箱盖采用双螺旋压紧,密封材料采用高性能橡胶垫,管接头采用快 速装卸结构形式,金属软管包塑料膜,保证了机构防尘密封性能的良好。 3)机构铝合金材料全部经亚光喷塑处理,可减少现场维护维修的工作 量。 4)光学系统透镜间距离可调,容易使光学系
14、统达到最佳状态。 5)适用于瞭望困难的线路,能在曲线半径 30020000m 的各种曲线上 得到连续信号显示 6)显示距离远,直线可达 1500m 以上,弯道可达 1000m 以上 1.3 传统色灯信号机的缺点传统色灯信号机的缺点 传统的色灯信号机是以白炽灯泡为光源。这种信号机的缺点是: 1)可靠性差、寿命短、易断丝、工效低; 2)需要 10 倍于额定电流的冲击电流; 3)滤色镜使光强受到衰减,导致光色不纯; 4)灯光发光效率低; 5)灯泡寿命不足 1000h,适应速度更需要 100000us; 6)耐震动性差,易折断; 7)维修工作量大 1.4 LED 概况概况 1.4.1 LED 灯的结构
15、特点灯的结构特点 LED 是英文 light emitting diode(发光二极管)的缩写,它的基本结构 是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环 氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,所以 LED 的抗震性能好。发光二 极管的核心部分是由 p 型半导体和 n 型半导体组成的晶片,在 p 型半导体 第 3 页 共 30 页 装装订订 线线 和 n 型半导体之间有一个过渡层,称为 p-n 结。在某些半导体材料的 PN 结 中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释 放出来,从而把电能直接转换为光能。PN 结加反向电压,少数载流子难以 注入,故不发光
16、。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极 管,通称 LED。当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压) ,电流从 LED 阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线, 光的强弱与电流有关。 LED 发光盘的特点 1)兼容性 考虑到与铁路标准信号机兼容,LED 发光盘的尺寸可以 与多种信号机构相配,如高柱发光盘可以用于高柱透镜式色灯信号机,矮 型发光盘可以用于矮性色灯信号机机构等。 2) 颜色鉴别槽 为防止差错,不同颜色的 LED 发光盘的安装卡圈上的 颜色鉴别槽不同。 3) 偏散镜 为满足曲线上显示的需要,可以加装不同角度的偏散镜。 4) 灯丝继电器 用发光盘取代信
17、号灯泡,由于工作电流大幅度的降低, 可以保障继电器的安全性和使用的长久性。 5) 专用的电灯装置 发光盘的专用电灯装置提供了发光盘所需用的电 源。但发光盘内的 LED 的发光二极管的巡海超过 30%会给出警告信号,两 路电源有一路出现故障时也会给出警告信号。 1.4.2 LED 发光盘的优点发光盘的优点 铁路 LED 发光盘是采用 LED 发光二极管制成的铁路信号灯的新光源, 可以取代传统的双线信号灯泡和透镜组,从而彻底消除灯丝断丝这一多发 性的信号故障,实践证明,铁路 LED 信号灯有以下的优点: 1) 可靠性高 发光盘是用上百只发光二极管和数十条之路并联工作的, 在使用中及时个别发光二极管
18、或支路发生故障也不回影响信号的正常显示, 提高了信号的可靠性。 2) 寿命长 传统的灯丝灯泡的主丝寿命为 1000h,副丝为 2000h,而发 光二极管的寿命为 100000h,是灯泡的 100 倍,改用发光盘后可以免除经 常更换灯泡的麻烦,并有利于维修。 第 4 页 共 30 页 装装订订 线线 3) 节省能源 传统信号灯耗电为 25w,而发光盘的耗电量还不足信号 灯泡的一半。 4) 聚焦稳定 发光盘的聚焦状态在产品设计中已经调好,现场不需要 调正,给安装和使用带来方便,并能始终保持良好的聚焦状态。 5) 光度性好 发光盘除有轴向主光束外,还有多条副光束,有利于加 强主光束散角之外的近光显示
19、效果。 6) 无冲击电流 点灯时没有类似信号灯泡冷丝状态的冲击电流,有利 于延长供电装置的使用寿命,并减少对环境的污染。 1.4.3 LED 缺点缺点 1) 色彩还原能力差 过去的 LED 平均显色指数(CRI)较低,因此在 LED 照射下显示的顏色没有白炽灯真实,容易造成视觉的误差和判断失误, 这要从光谱分佈上来分析,属于技术问题。但进来萤光粉、LED 使用材料 技术提昇,CRI 已经有厂商逐渐拉高到 90 的水准。 2) 单个 LED 功率低 由于单个 LED 功率低,LED 光源亮度值不是很 高,为了提高亮度就需要多个 LED 并联使用,例如汽车尾灯。虽然单个 LED 并不是很贵,但是数
20、量多了成本就会很高。目前单个高亮度大功率 LED 价格很昂贵并且一只高亮度 LED 也就 5000 左右的烛光亮度。 3) 光照距离短 虽然多 LED 的方法能提高光源亮度,但是并不能增加 光照距离。因为 LED 发出的光线发散,即使聚光调节良好,其照明距离在 过去的技术水准下也仅仅能只有几十米,LED 光源适合用于近距离的照明, 并不适合远距离的探照性活动。不过,随着技术力的提昇,LED 的光照距 离也能够拉长,短期内来看,LED 较大的问题还是产品平均单价要降低。 4) 易出现黄圈问题 由于白光 LED 本身制造工艺上缺陷加上与反射杯 或透镜的配合误差,容易造成黄圈问题。主要表现在光斑周围
21、出现 黄圈 ,不易消除。白光 LED 顏色偏差还有色斑、顏色偏蓝或偏红等现 象。近来,业界使用混合萤光粉,能获得理想的白光 LED,并高显色指数。 比如说采用蓝色 LED 激发 YAG 萤光粉与绿色(或红色)萤光粉的混合物 得到白光。如果蓝色 LED+YAG 萤光粉获得的白光 LED 偏红或有黄圈,可 以加入波长为 500nm530nm 以稀土元素作成的绿色萤光粉,便可补偿多 第 5 页 共 30 页 装装订订 线线 餘的黄光,使 LED 顏色向绿光区域靠近,从而达到消除黄圈的目的。假设, 蓝色 LED+YAG 萤光粉产生的 LED 顏色偏蓝,便加入不含硫化物的红色萤 光粉调整。这些方法可以调
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