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        遮斷信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈電路的改進(jìn)

        2022-12-26 12:29:52石玉瑩方亞非張紅華

        石玉瑩,方亞非,張紅華

        (中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,武漢 430070)

        1 概述

        1.1 鐵路遮斷信號(hào)機(jī)功能

        遮斷信號(hào)機(jī)主要設(shè)置于有人看守道口及有人看守的橋梁、隧道及可能危機(jī)行車安全的塌方落石地點(diǎn),遮斷信號(hào)機(jī)距離被防護(hù)地點(diǎn)不得50 m。

        遮斷信號(hào)機(jī)平時(shí)滅燈不起信號(hào)作用。當(dāng)防護(hù)地點(diǎn)出現(xiàn)危及行車安全的情況時(shí),遮斷信號(hào)機(jī)由看守人員操縱開放,顯示一個(gè)紅色燈光,表示不準(zhǔn)列車越過該信號(hào)機(jī)。當(dāng)危險(xiǎn)情況消除后,經(jīng)看守人員再次操縱,遮斷信號(hào)機(jī)關(guān)閉,交通恢復(fù)正常。

        出于安全原因,要求遮斷信號(hào)機(jī)具備主燈絲冷絲檢查功能,即在平時(shí)滅燈狀態(tài)下持續(xù)檢查主燈絲冷絲完好狀態(tài),以便在緊急使用時(shí)能夠完好地提供緊急停車信號(hào)。

        1.2 遮斷信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈電路現(xiàn)狀

        既有遮斷信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈電路:定位關(guān)閉狀態(tài)下,遮斷信號(hào)繼電器(ZXJ)常態(tài)吸起,遮斷信號(hào)機(jī)處于滅燈狀態(tài),主燈絲接通,由ZXJ后接點(diǎn)斷開副燈絲電路。AC220 V電源經(jīng)整流器(ZG)調(diào)節(jié)輸出低電壓,一方面通過ZG和遮斷信號(hào)變壓器(ZXB)調(diào)節(jié),滿足遮斷信號(hào)機(jī)冷絲繼電器(ZLJ)吸起工作值的最低電流,使ZLJ保持吸起。另一方面使遮斷信號(hào)機(jī)紅燈燈絲導(dǎo)通,但無法正常顯示肉眼可見的紅光。通過ZLJ吸起或落下接點(diǎn)檢查主燈絲是否完整,主燈絲斷絲時(shí)通過ZLJ落下接點(diǎn)接通報(bào)警電路,來實(shí)現(xiàn)主絲冷絲報(bào)警功能。當(dāng)?shù)揽谥蛋鄦T操縱遮斷按鈕(ZA),開放遮斷信號(hào)機(jī)時(shí),通過ZXJ落下條件,遮斷信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈裝置正常供電,由主燈絲回路點(diǎn)亮紅燈。詳細(xì)電路如圖1所示。圖1中中英文代號(hào)的含義如表1所示。

        表1 電路英文代號(hào)對(duì)應(yīng)名稱Tab. 1 English symbols in the circuit and corresponding names

        圖1 既有遮斷信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈電路Fig.1 Lighting circuit of the existing obstruction signal

        2 存在的問題

        2.1 技術(shù)條件及設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)規(guī)定

        1)《鐵路區(qū)間道口信號(hào)設(shè)備技術(shù)條件》(GB 10494—2018)5.20條要求:“當(dāng)?shù)揽谡跀嘈盘?hào)機(jī)燈絲滅燈時(shí),遮斷信號(hào)機(jī)和遮斷預(yù)告信號(hào)機(jī)應(yīng)具有冷絲檢查功能。” 5.26.c條要求:“當(dāng)?shù)揽谡跀嘈盘?hào)機(jī)燈絲斷絲時(shí),發(fā)出報(bào)警音響。”

        2)《鐵路站內(nèi)道口信號(hào)設(shè)備技術(shù)條件》(GB 10493—2018)5.23條要求:“當(dāng)?shù)揽谡跀嘈盘?hào)機(jī)燈絲滅燈時(shí),道口遮斷信號(hào)機(jī)和道口遮斷預(yù)告信號(hào)機(jī)應(yīng)有冷絲檢查設(shè)備。”5.29.c條要求:“當(dāng)?shù)揽谡跀嘈盘?hào)機(jī)燈絲斷絲時(shí),發(fā)出報(bào)警音響。”

        3)《鐵路信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB 10007—2017)3.1.5條要求:“遮斷信號(hào)機(jī)和遮斷預(yù)告信號(hào)機(jī)應(yīng)設(shè)置點(diǎn)燈回路完整性的檢測(cè)設(shè)備。”

        2.2 存在的問題:缺少主絲(熱絲)斷絲音響報(bào)警功能

        由上述技術(shù)條件及設(shè)計(jì)規(guī)范可知,遮斷信號(hào)機(jī)應(yīng)具有主絲(冷絲)斷絲監(jiān)督功能和主絲(熱絲)斷絲報(bào)警功能。由于國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)既有道口沒有安裝集中監(jiān)測(cè)設(shè)備,遮斷信號(hào)機(jī)和遮斷預(yù)告信號(hào)機(jī)平常處于滅燈狀態(tài),如果沒有主絲斷絲報(bào)警功能,當(dāng)遮斷信號(hào)機(jī)出現(xiàn)燈絲斷絲故障時(shí),無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行維修。當(dāng)?shù)揽诔霈F(xiàn)交通事故,必須開放遮斷信號(hào)機(jī)防護(hù)道口安全時(shí),信號(hào)機(jī)無法正常開放,鐵路機(jī)車司機(jī)由于看不到停車信號(hào),仍按規(guī)定的速度前行,待接收到道口值班員通知,可能已錯(cuò)過了緊急制動(dòng)的時(shí)機(jī),機(jī)車無法在道口前方停車,以至于可能引發(fā)更大的交通事故。既有遮斷信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈電路缺少主絲(熱絲)斷絲音響報(bào)警功能,不能滿足技術(shù)條件及規(guī)范的要求,存在較大安全隱患,需改進(jìn)和完善。

        3 解決方案

        改進(jìn)既有遮斷信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈電路,為遮斷信號(hào)機(jī)增加主絲(熱絲)斷絲音響報(bào)警功能。

        通過圖1可知,遮斷信號(hào)機(jī)主絲(熱絲)狀態(tài)主要通過燈絲轉(zhuǎn)換繼電器(DZJ)反映,DZJ在遮斷信號(hào)機(jī)滅燈狀態(tài)下處于落下狀態(tài),遮斷信號(hào)機(jī)開放紅燈時(shí),DZJ會(huì)勵(lì)磁吸起,由后接點(diǎn)切斷副燈絲電路;當(dāng)主燈絲斷絲時(shí),DZJ落下,接通副燈絲電路,由副燈絲點(diǎn)燈,同時(shí)點(diǎn)亮主燈絲斷絲表示紅燈,進(jìn)行燈光報(bào)警,但缺少重要的音響報(bào)警提醒功能。

        要實(shí)現(xiàn)主絲(熱絲)斷絲音響報(bào)警功能,需要DZJ條件。本點(diǎn)燈電路中DZJ設(shè)置于遮斷信號(hào)機(jī)變壓器箱內(nèi),采用JZCJ型繼電器,只有2組接點(diǎn),一組用于副燈絲點(diǎn)燈電路,另一組用于主絲(熱絲)斷絲燈光報(bào)警。DZJ已無空余接點(diǎn)組,要實(shí)現(xiàn)目標(biāo),經(jīng)電路分析,可采取兩種解決方案。

        方案一:利用DZJ既有接點(diǎn)組條件,在既有電路基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)

        設(shè)置燈絲報(bào)警繼電器(DSBJ):對(duì)既有音響報(bào)警電路進(jìn)行修改,通過DSBJ吸起接點(diǎn)控制蜂鳴器鳴響,完成主絲冷絲監(jiān)督和熱絲斷絲音響報(bào)警功能。當(dāng)遮斷信號(hào)機(jī)在滅燈狀態(tài)下,主燈絲斷絲時(shí),ZLJ落下,利用ZLJ后接點(diǎn)條件使DSBJ勵(lì)磁吸起;在正常點(diǎn)燈狀態(tài)下,主燈絲斷絲時(shí),DZJ落下,利用DZJ后接點(diǎn)條件使DSBJ勵(lì)磁吸起。

        設(shè)置二極管D1(1 A/1 kV):主絲斷絲的燈光報(bào)警和音響報(bào)警電路合用DZJ(第二組后接點(diǎn))條件,經(jīng)過分析,當(dāng)遮斷信號(hào)機(jī)正常開放時(shí),在ZLJ落下、ZDJ吸起前會(huì)造成主絲斷絲報(bào)警表示燈(ZXD)錯(cuò)誤閃光的問題,因此在DSBJ勵(lì)磁電路和ZBD點(diǎn)燈電路的連接線上只允許單方向電流,為此在電路中增加二極管D1(1 A/1 kV)。詳細(xì)電路如圖2所示。

        圖2 遮斷信號(hào)機(jī)主絲斷絲報(bào)警電路(一)Fig.2 Alarm circuit 1 of main filament burnout of obstruction signal

        方案二:設(shè)置DZJ的復(fù)示繼電器

        按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,在遮斷信號(hào)機(jī)變壓器箱內(nèi)設(shè)置DZJ的復(fù)示繼電器(DZJF1),新設(shè)連接電纜,由遮斷信號(hào)箱向遮斷信號(hào)機(jī)變壓器箱傳送復(fù)示繼電器勵(lì)磁電源,由遮斷信號(hào)機(jī)變壓器箱向遮斷信號(hào)箱傳送DZJ的復(fù)示繼電器(DZJF2)條件。同樣設(shè)置DSBJ,在點(diǎn)燈狀態(tài)下采用DZJF2條件勵(lì)磁,其他與方案一一致。具體電路如圖3所示。

        圖3 遮斷信號(hào)機(jī)主絲斷絲報(bào)警電路(二)Fig.3 Alarm circuit 2 of main filament burnout of obstruction signal

        方案比選:方案一只需對(duì)既有電路稍加改動(dòng),增加一個(gè)繼電器,同時(shí)采用二極管解決錯(cuò)誤報(bào)警的問題,不需要增加電纜芯線;方案二采用傳統(tǒng)方法,不僅要增加復(fù)示繼電器,還須增加連接電纜,電路復(fù)雜程度明顯高于方案一。因此方案一為優(yōu)選方案。

        4 結(jié)束語

        解析道口信號(hào)設(shè)備技術(shù)條件以及信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)規(guī)定,發(fā)現(xiàn)遮斷信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈電路不滿足規(guī)范的條款,通過分析電路原理,進(jìn)而對(duì)其點(diǎn)燈電路進(jìn)行完善、改進(jìn)。改進(jìn)后的點(diǎn)燈電路更加嚴(yán)謹(jǐn)、更加安全,目前已應(yīng)用于多個(gè)鐵路道口信號(hào)報(bào)警設(shè)備中,將鐵路道口交通運(yùn)輸安全提升到了新的安全高度。

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