王瑞蓮

(中國鋁業(yè)山西分公司,山西運城 043304)

淺議LED色燈信號機的常見故障與整改措施

王瑞蓮

(中國鋁業(yè)山西分公司,山西運城 043304)

LED色燈信號機較透鏡式色燈信號機具有可靠性高、壽命長、節(jié)省能源等優(yōu)點,但是色燈信號機能否正常顯示關(guān)系到鐵路運輸作業(yè)的安全與運輸效率,本文結(jié)合實際工作經(jīng)驗對LED信號機的常見故障現(xiàn)象進行了分析,提出了具體的整改措施。

LED信號機 組成 原理 故障 整改措施

信號機是表達固定信號顯示所用的機具，用來防護站內(nèi)進路，防護區(qū)間，防護危險地點，具有嚴格的防護意義。多年來，我國鐵路一直采用以白熾燈泡為光源的透鏡式色燈信號機，其主要缺點是可靠性差、壽命短、易斷絲、功效低。為了提高信號顯示的可靠性和延長燈泡的使用壽命，提出了采用LED技術(shù)研制開發(fā)的LED鐵路信號機。LED色燈信號機具有節(jié)能、可視性好、免調(diào)整、長壽命等特點，除了有效解決燈絲斷絲問題以外，還由于該產(chǎn)品的防水、防塵性能好，日常的巡檢工作只需對機構(gòu)的外觀予以檢查，防止底座螺栓松動而偏離顯示方向，保持防塵鏡面的清潔以獲得最佳顯示效果，這就大大降低了信號工的維修工作量。

1 LED色燈信號機的組成

本次運輸部改造使用的LED色燈信號機采用輕便、耐腐蝕的鋁合金機構(gòu)，組合靈活、安裝簡單。顯示距離超過1.5km，且清晰可辨、安全可靠。其主體信號顯示距離不小于400米，輔助信號顯示距離不小于200米。顯示顏色包括紅、黃、綠、白、蘭五種顏色，與透鏡式色燈信號機顏色一致，滿足鐵道部燈光信號顏色標(biāo)準要求。LED信號機點燈系統(tǒng)分為室內(nèi)和室外兩部分。室內(nèi)由信號繼電器、信號變壓器和檢測單元組成；室外由鋁合金組合式信號機構(gòu)和點燈單元組成。LED色燈信號機構(gòu)分為高柱機構(gòu)和矮型機構(gòu)。

(1)高柱機構(gòu)。高柱信號機構(gòu)由機柱、背板總成、箱體總成、遮檐、懸掛裝置和梯子六部分組成。背板總成用來安裝箱體總成，其二者均分為二燈位和三燈位兩種。兩種機構(gòu)除高度不同外，其余均相同。遮槽用螺釘裝在機構(gòu)箱體上的玻璃卡圈上。懸掛裝置將背板總成固定在信號機水泥機柱上。懸掛裝置采用現(xiàn)有的上部托架、下部托架等設(shè)備，并經(jīng)特殊的噴涂表面處理，以增強其抗銹蝕能力。

(2)矮型機構(gòu)。矮型機構(gòu)分為二燈位矮型機構(gòu)和三燈位矮型機構(gòu)兩種，由螺栓直接固定在信號機基礎(chǔ)上，沒有托架和梯子，其安裝方法與透鏡式信號機構(gòu)相同。

2 LED信號機工作原理

根據(jù)行車調(diào)度計劃，值班員在人-機接口界面層輸入作業(yè)指令，經(jīng)過計算機邏輯運算層進行運算處理，輸出運算結(jié)果到聯(lián)鎖執(zhí)行層，輸出安全的控制信號，驅(qū)動聯(lián)鎖進路內(nèi)的信號機相應(yīng)的控制繼電器，信號控制繼電器勵磁后構(gòu)成需要的信號點燈電路條件，說明進路建立，信號開放。列車根據(jù)信號機顯示意義運行。

2.1 結(jié)構(gòu)原理

LED信號機光源是由多個發(fā)光二極管組成一個串并聯(lián)結(jié)構(gòu)的發(fā)光矩陣，排列成圓盤形狀，在LED發(fā)光二極管前設(shè)一蜂房狀透鏡板。將透鏡板上的小透鏡一一對應(yīng)的安放在LED發(fā)光二極管前面的光軸上，使所有LED發(fā)光二極管的散射光都聚焦成為方向一致的平行光束。

2.2 電路原理

LED光源小型信號機構(gòu)的供電電源是信號機械室電源屏所供的AC110V交流電源，經(jīng)信號變壓器轉(zhuǎn)變?yōu)長ED發(fā)光二極管所需的直流電源。因此，電路的基本形式是變壓器降壓和整流電路。點燈變壓器是一種新型的R型變壓器，變壓器額定輸出功率40VA，空載電流小于5mA。光源實際消耗功率小于8W，保證電路有較高的安全可靠性。LED發(fā)光二極管電路為串、并聯(lián)相結(jié)合設(shè)計，將7個LED發(fā)光二極管與限流電阻串在一起，再將8組上述LED發(fā)光二極管組并聯(lián)組成光源。根據(jù)LED發(fā)光二極管的光電特性和考慮JZXC-H18燈絲繼電器的工作值，將每組LED發(fā)光二極管的管電流控制在20mA左右。再通過CAN總線連接到監(jiān)測控制系統(tǒng)上，監(jiān)督信號顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)，預(yù)警異常情況，有助于準確判斷故障點，便于及時處理故障。

3 LED信號機常見故障及整改措施

3.1 整個LED光源不能點亮

整改措施：(1)用萬用表測量點燈變壓器輸入電壓和輸出電壓，如若變壓器有輸入電壓而無輸出電壓時，只需更換變壓器。(2)倘若點燈變壓器輸入、輸出電壓正常，則需要更換光源。(3)光源若還不能點亮?xí)r，檢查光源上的電源輸入線是否接觸良好，將光源的電源輸入線取下重新接到輸入端子上。

3.2 光源上有整束LED發(fā)光管不能點亮

整改措施：(1)首先，檢查光源板與電阻板的每束連接線的接觸情況，如若接觸不良，將電阻板端子上的每束連接線取下再重新接到端子上。(2)如果一束LED中有一個或幾個LED損壞，則需要更換光源。

3.3 信號機正常工作未發(fā)出報警信號

整改措施：(1)首先，檢查信號機內(nèi)部是否有漏水或雨水浸泡現(xiàn)象，防止因漏水或雨水浸泡導(dǎo)致信號機元件損壞；打開信號機構(gòu)檢查后，關(guān)閉燈箱蓋時要注意信號機構(gòu)內(nèi)的電纜、導(dǎo)線不能與光源上的電阻接觸，防止因電阻發(fā)熱造成電纜、導(dǎo)線損壞。(2)檢查燈箱蓋上的密封圈是否損壞，箱蓋鎖緊螺母是否擰緊，前置鏡的固定螺絲是否松動。當(dāng)發(fā)現(xiàn)螺母旋轉(zhuǎn)不靈活時，緊固前置鏡上的固定螺絲，更換箱蓋密封圈，重新擰緊箱蓋鎖緊螺母，避免燈箱蓋未鎖緊造成漏水。

3.4 信號機工作電流偏高或過高

整改措施：(1)檢查變壓器輸入端子上的壓敏電阻是否被擊穿，如若擊穿就及時更換壓敏電阻或整個變壓器組件。(2)檢查光源上的TVS(瞬態(tài)電壓抑制二極管)擊穿是否造成變壓器二次側(cè)短路，如若發(fā)生及時更換TVS或整個光源。

3.5 信號機工作電流偏低

整改措施：(1)檢查信號機光源的LED發(fā)光管是否有損壞，如若損壞就更換光源。(2)測量信號機的端電壓是否偏低，調(diào)整變壓器二次側(cè)輸出端子。

4 結(jié)語

鐵路色燈信號機是鐵路信號系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)設(shè)備，而光系統(tǒng)是信號機的關(guān)鍵部件，其燈光信號顯示質(zhì)量直接影響鐵路運輸?shù)陌踩托?。因此，我們在使用過程中應(yīng)保證電氣端子的連接良好，機構(gòu)上的螺栓緊固和供電電壓正常，從而保證其應(yīng)有的使用壽命。切忌使用化學(xué)試劑清洗內(nèi)置球形鏡片，以免損壞其光潔度而影響顯示效果。除此之外，我們還必須進一步認真學(xué)習(xí)，更好地維護檢修好LED色燈信號機，確保作為火車“眼睛”的信號設(shè)備能安全穩(wěn)定運行。

[1]徐洪澤,岳強.《車站信號原理及應(yīng)用》[M].北京：中國鐵道出版社,2006.

[2]《鐵路信號維護規(guī)則》.北京：中國鐵道出版社,2008.