遮斷信號機(jī)點(diǎn)燈電路的改進(jìn)

石玉瑩，方亞非，張紅華

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

1 概述

1.1 鐵路遮斷信號機(jī)功能

遮斷信號機(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)，遮斷信號機(jī)距離被防護(hù)地點(diǎn)不得50 m。

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

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

1.2 遮斷信號機(jī)點(diǎn)燈電路現(xiàn)狀

既有遮斷信號機(jī)點(diǎn)燈電路：定位關(guān)閉狀態(tài)下，遮斷信號繼電器（ZXJ）常態(tài)吸起，遮斷信號機(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和遮斷信號變壓器（ZXB）調(diào)節(jié)，滿足遮斷信號機(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，主燈絲斷絲時通過ZLJ落下接點(diǎn)接通報警電路，來實(shí)現(xiàn)主絲冷絲報警功能。當(dāng)?shù)揽谥蛋鄦T操縱遮斷按鈕（ZA），開放遮斷信號機(jī)時，通過ZXJ落下條件，遮斷信號機(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中中英文代號的含義如表1所示。

表1 電路英文代號對應(yīng)名稱Tab. 1 English symbols in the circuit and corresponding names

圖1 既有遮斷信號機(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)間道口信號設(shè)備技術(shù)條件》（GB 10494—2018）5.20條要求：“當(dāng)?shù)揽谡跀嘈盘枡C(jī)燈絲滅燈時，遮斷信號機(jī)和遮斷預(yù)告信號機(jī)應(yīng)具有冷絲檢查功能?！?5.26.c條要求：“當(dāng)?shù)揽谡跀嘈盘枡C(jī)燈絲斷絲時，發(fā)出報警音響?！?/p>

2）《鐵路站內(nèi)道口信號設(shè)備技術(shù)條件》（GB 10493—2018）5.23條要求：“當(dāng)?shù)揽谡跀嘈盘枡C(jī)燈絲滅燈時，道口遮斷信號機(jī)和道口遮斷預(yù)告信號機(jī)應(yīng)有冷絲檢查設(shè)備?！?.29.c條要求：“當(dāng)?shù)揽谡跀嘈盘枡C(jī)燈絲斷絲時，發(fā)出報警音響。”

3）《鐵路信號設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB 10007—2017）3.1.5條要求：“遮斷信號機(jī)和遮斷預(yù)告信號機(jī)應(yīng)設(shè)置點(diǎn)燈回路完整性的檢測設(shè)備?！?/p>

2.2 存在的問題：缺少主絲（熱絲）斷絲音響報警功能

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）斷絲報警功能。由于國內(nèi)絕大多數(shù)既有道口沒有安裝集中監(jiān)測設(shè)備，遮斷信號機(jī)和遮斷預(yù)告信號機(jī)平常處于滅燈狀態(tài)，如果沒有主絲斷絲報警功能，當(dāng)遮斷信號機(jī)出現(xiàn)燈絲斷絲故障時，無法及時發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行維修。當(dāng)?shù)揽诔霈F(xiàn)交通事故，必須開放遮斷信號機(jī)防護(hù)道口安全時，信號機(jī)無法正常開放，鐵路機(jī)車司機(jī)由于看不到停車信號，仍按規(guī)定的速度前行，待接收到道口值班員通知，可能已錯過了緊急制動的時機(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。既有遮斷信號機(jī)點(diǎn)燈電路缺少主絲（熱絲）斷絲音響報警功能，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)既有遮斷信號機(jī)點(diǎn)燈電路，為遮斷信號機(jī)增加主絲（熱絲）斷絲音響報警功能。

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

要實(shí)現(xiàn)主絲（熱絲）斷絲音響報警功能，需要DZJ條件。本點(diǎn)燈電路中DZJ設(shè)置于遮斷信號機(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)置燈絲報警繼電器（DSBJ）：對既有音響報警電路進(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警功能。當(dāng)遮斷信號機(jī)在滅燈狀態(tài)下，主燈絲斷絲時，ZLJ落下，利用ZLJ后接點(diǎn)條件使DSBJ勵磁吸起；在正常點(diǎn)燈狀態(tài)下，主燈絲斷絲時，DZJ落下，利用DZJ后接點(diǎn)條件使DSBJ勵磁吸起。

設(shè)置二極管D1（1 A/1 kV）：主絲斷絲的燈光報警和音響報警電路合用DZJ（第二組后接點(diǎn)）條件，經(jīng)過分析，當(dāng)遮斷信號機(jī)正常開放時，在ZLJ落下、ZDJ吸起前會造成主絲斷絲報警表示燈（ZXD）錯誤閃光的問題，因此在DSBJ勵磁電路和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 遮斷信號機(jī)主絲斷絲報警電路（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，由遮斷信號箱向遮斷信號機(jī)變壓器箱傳送復(fù)示繼電器勵磁電源，由遮斷信號機(jī)變壓器箱向遮斷信號箱傳送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條件勵磁，其他與方案一一致。具體電路如圖3所示。

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

方案比選：方案一只需對既有電路稍加改動，增加一個繼電器，同時采用二極管解決錯誤報警的問題，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

解析道口信號設(shè)備技術(shù)條件以及信號設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)規(guī)定，發(fā)現(xiàn)遮斷信號機(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)用于多個鐵路道口信號報警設(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。