第三章 城軌信號基礎(chǔ)—色燈信號機

1、城軌交通基礎(chǔ)設(shè)備信號機LOGO3.1 色燈信號機及燈光顯示v信號機是用于指揮列車運行的信號設(shè)備，信號機顯示為開放信號時允許列車通過進路，信號機顯示為關(guān)閉信號時禁止列車進入進路。v城市軌道交通ATC中，以車載信號為主體信號，正線區(qū)段不設(shè)信號機，只在道岔區(qū)域需要防護，或工程車、救援車為了作業(yè)需要設(shè)置地面信號機。LOGO3.1.1 信號機的分類信號機的分類v信號機一般都是專指色燈信號機，以其燈光的顏信號機一般都是專指色燈信號機，以其燈光的顏色、數(shù)目和亮燈狀態(tài)來表示信號。色、數(shù)目和亮燈狀態(tài)來表示信號。一、常用色燈信號機一、常用色燈信號機v 城市軌道交通的信號機一般采用色燈信號機，城市軌道交通的信號機一

2、般采用色燈信號機，按照顯示方式和結(jié)構(gòu)的不同，色燈信號機主要有按照顯示方式和結(jié)構(gòu)的不同，色燈信號機主要有以下三種。以下三種。LOGO1、透鏡式色燈信號機v透鏡式色燈信號機采用透鏡組將光源發(fā)出的光束透鏡式色燈信號機采用透鏡組將光源發(fā)出的光束聚成平行光束，故稱為聚成平行光束，故稱為透鏡式透鏡式。這種信號機結(jié)構(gòu)簡。這種信號機結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，控制電路所用電纜芯線少，所以得單，安裝方便，控制電路所用電纜芯線少，所以得到廣泛應(yīng)用。到廣泛應(yīng)用。（1 1）透鏡式色燈信號機）透鏡式色燈信號機v透鏡式色燈信號機有透鏡式色燈信號機有高柱高柱和和矮型矮型兩種類型。高柱兩種類型。高柱信號機的信號機構(gòu)安裝在信號機柱上，

3、矮型信號機信號機的信號機構(gòu)安裝在信號機柱上，矮型信號機的機構(gòu)安裝在混凝土基礎(chǔ)上。的機構(gòu)安裝在混凝土基礎(chǔ)上。 LOGO高柱信號機LOGOLOGOLOGO高柱信號機LOGO矮型信號機LOGO矮型信號機LOGO透鏡式色燈信號機（2）透鏡式色燈信號機機構(gòu)）透鏡式色燈信號機機構(gòu) 每個燈位由：燈泡（采用直絲雙絲鐵路信號燈泡）、燈座（定焦盤式燈座，調(diào)好焦后換燈無需再調(diào)）、透鏡組、遮檐（防止陽光等光線直射時產(chǎn)生錯誤的幻影顯示）、背板（黑色，背景暗，襯托信號燈光亮度，改善瞭望條件）等組成。 LOGO 透鏡組裝在鏡架框上，由兩塊帶棱凸透鏡組成，其中內(nèi)側(cè)透鏡組裝在鏡架框上，由兩塊帶棱凸透鏡組成，其中內(nèi)側(cè)透鏡為有色帶

4、棱外凸透鏡，外側(cè)透鏡為無色帶棱內(nèi)凸透鏡。使透鏡為有色帶棱外凸透鏡，外側(cè)透鏡為無色帶棱內(nèi)凸透鏡。使用帶棱透鏡的原因是它比不帶棱透鏡輕且較薄，光線通過時損用帶棱透鏡的原因是它比不帶棱透鏡輕且較薄，光線通過時損失少；使用兩塊透鏡可以縮短焦距，提高光源利用率，增加射失少；使用兩塊透鏡可以縮短焦距，提高光源利用率，增加射出平行光的強度。信號機顯示顏色取決于有色透鏡，可根據(jù)需出平行光的強度。信號機顯示顏色取決于有色透鏡，可根據(jù)需要選用。要選用。 透鏡式色燈信號機LOGO 燈泡是色燈信號機的光源。燈泡是色燈信號機的光源。目前信號機采用目前信號機采用12V 25W12V 25W直絲燈泡。直絲燈泡。根據(jù)需要可以

5、使用雙燈絲燈泡，根據(jù)需要可以使用雙燈絲燈泡，當(dāng)平時點亮的主燈絲斷絲時，能當(dāng)平時點亮的主燈絲斷絲時，能通過外接的自動轉(zhuǎn)換設(shè)備自動點通過外接的自動轉(zhuǎn)換設(shè)備自動點亮副燈絲，保證信號不間斷顯示。亮副燈絲，保證信號不間斷顯示。 燈座用于安放燈泡。現(xiàn)采用燈座用于安放燈泡。現(xiàn)采用定焦盤式燈座，調(diào)整好透鏡組焦定焦盤式燈座，調(diào)整好透鏡組焦點后固定燈座，更換燈泡時無需點后固定燈座，更換燈泡時無需再調(diào)整。再調(diào)整。透鏡式色燈信號機LOGO透鏡式色燈信號機（3 3）透鏡式色燈信號機構(gòu)分類）透鏡式色燈信號機構(gòu)分類v透鏡式色燈信號機構(gòu)分為高柱、矮型。高柱、透鏡式色燈信號機構(gòu)分為高柱、矮型。高柱、矮型信號機構(gòu)按結(jié)構(gòu)又分為單顯

6、示、二顯示和三矮型信號機構(gòu)按結(jié)構(gòu)又分為單顯示、二顯示和三顯示三種。單顯示有一個燈室；二顯示機構(gòu)有兩顯示三種。單顯示有一個燈室；二顯示機構(gòu)有兩個燈室；三顯示機構(gòu)有三個燈室；燈室之間用隔個燈室；三顯示機構(gòu)有三個燈室；燈室之間用隔板分開，防止相互串光，保證信號顯示的正確。板分開，防止相互串光，保證信號顯示的正確。背板是一個機構(gòu)共用的。背板是一個機構(gòu)共用的。LOGO透鏡式色燈信號機v二顯示和三顯示機構(gòu)可以單獨使用，也可以組合使用二顯示和三顯示機構(gòu)可以單獨使用，也可以組合使用( (也可也可與單顯示機構(gòu)組合與單顯示機構(gòu)組合) )，各種信號機可根據(jù)信號顯示的需要選用，各種信號機可根據(jù)信號顯示的需要選用機構(gòu)，

7、再按信號燈位顏色機構(gòu)，再按信號燈位顏色來配備有色內(nèi)透鏡。例如，來配備有色內(nèi)透鏡。例如，由一個二顯示機構(gòu)和一個由一個二顯示機構(gòu)和一個三顯示機構(gòu)組成，并對于三顯示機構(gòu)組成，并對于不使用的燈位予以封閉。不使用的燈位予以封閉。LOGO信號機背板：透鏡式色燈信號機LOGO透鏡式色燈信號機透鏡式色燈信號機的型號透鏡式色燈信號機的型號 A矮型；矮型；G高柱；高柱；F復(fù)示、發(fā)車；復(fù)示、發(fā)車； U黃色；黃色；B月白色；月白色；A藍色；藍色；H紅色；紅色；L綠色。綠色。 LOGO2、組合式色燈信號機v組合式色燈信號機每個機構(gòu)只有一個燈室。使組合式色燈信號機每個機構(gòu)只有一個燈室。使用時根據(jù)信號顯示要求可以分別組裝成

8、單顯示、用時根據(jù)信號顯示要求可以分別組裝成單顯示、二顯示及三顯示機構(gòu)，故稱為組合式。二顯示及三顯示機構(gòu)，故稱為組合式。 燈室間無燈室間無竄光的可能。竄光的可能。 LOGO組合式色燈信號機（1）組合式色燈信號機構(gòu)的結(jié)構(gòu)）組合式色燈信號機構(gòu)的結(jié)構(gòu) 組合式色燈信號組合式色燈信號機機構(gòu)由機機構(gòu)由光系統(tǒng)、機光系統(tǒng)、機構(gòu)殼體、遮檐、瞄準(zhǔn)構(gòu)殼體、遮檐、瞄準(zhǔn)鏡、插孔鏡、插孔五部分組成，五部分組成，如右圖所示。如右圖所示。LOGO組合式色燈信號機（2）組合式色燈信號機的型號）組合式色燈信號機的型號 組合式色燈信號機按非球面透鏡的直徑分為組合式色燈信號機按非球面透鏡的直徑分為XSZ-XSZ-135135型、型、X

9、SZ-150XSZ-150型和型和XSZ-200XSZ-200型，其中應(yīng)用最早、最型，其中應(yīng)用最早、最多的是多的是XSZ-135XSZ-135型。型。 使用不同的偏散鏡，分為使用不同的偏散鏡，分為1 1型、型、2 2型、型、 3 3型、型、4 4型型四種類型。四種類型。LOGO3、LED色燈信號機（1）LED色燈信號機機構(gòu)色燈信號機機構(gòu) 由由鋁合金機構(gòu)、發(fā)光盤、鋁合金機構(gòu)、發(fā)光盤、點燈裝置、報警單元點燈裝置、報警單元組成。組成。LOGOLED色燈信號機v LED組合式色燈信號機的機構(gòu)規(guī)格，與透鏡式色組合式色燈信號機的機構(gòu)規(guī)格，與透鏡式色燈信號機基本相同。燈信號機基本相同。v 小型小型LED色燈

10、信號機的機構(gòu)，比透鏡式色燈信號色燈信號機的機構(gòu)，比透鏡式色燈信號機小了許多，適合安裝于地下空間較小的隧道內(nèi)，機小了許多，適合安裝于地下空間較小的隧道內(nèi)，以滿足設(shè)備限界要求。以滿足設(shè)備限界要求。v LED有兩燈位、三燈位和四燈位三種，主要由點有兩燈位、三燈位和四燈位三種，主要由點燈變壓器、超高亮度發(fā)光二極管矩陣（發(fā)光盤）、燈變壓器、超高亮度發(fā)光二極管矩陣（發(fā)光盤）、光學(xué)透鏡、固定框架等組成。光學(xué)透鏡、固定框架等組成。LOGOLED色燈信號機LOGOLED色燈信號機vLEDLED發(fā)光盤是采用發(fā)光二極管制成的信號燈光源，發(fā)光盤是采用發(fā)光二極管制成的信號燈光源，如下圖所示。發(fā)光盤分為高柱發(fā)光盤、矮型發(fā)

11、光如下圖所示。發(fā)光盤分為高柱發(fā)光盤、矮型發(fā)光盤、表示器發(fā)光盤三種，分別適用于高柱機構(gòu)、盤、表示器發(fā)光盤三種，分別適用于高柱機構(gòu)、矮型機構(gòu)、復(fù)示機構(gòu)、引導(dǎo)機構(gòu)、表示器機構(gòu)等。矮型機構(gòu)、復(fù)示機構(gòu)、引導(dǎo)機構(gòu)、表示器機構(gòu)等。 LOGOLED色燈信號機（2）LED色燈信號機的特點色燈信號機的特點優(yōu)點：優(yōu)點：l 可靠性高可靠性高 發(fā)光盤由上百只LED和數(shù)十條支路組成，個別LED或支路故障不會影響信號正常顯示。l 壽命長壽命長 LED壽命可達10萬小時，是信號燈泡的100倍，有利于實現(xiàn)免維修。 LOGOLED色燈信號機l 節(jié)省能源節(jié)省能源 信號燈泡功率為25W，發(fā)光盤功率不足信號燈泡的1/2，鐵路信號機數(shù)量

12、龐大，點亮?xí)r間長，LED節(jié)能效果顯著。l 聚焦穩(wěn)定聚焦穩(wěn)定 發(fā)光盤焦距在設(shè)計和生產(chǎn)中已經(jīng)確定，并能夠始終保持良好的聚焦?fàn)顟B(tài)，不需現(xiàn)場調(diào)整。l 無沖擊電流無沖擊電流 LED信號機沒有點燈過程中冷絲狀態(tài)的沖擊電流，有利于延長供電裝置使用壽命。LOGOLED色燈信號機缺點：缺點：l 價格昂貴。l 生產(chǎn)廠家多，設(shè)計生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)未完全統(tǒng)一。l 發(fā)光盤壽命長，但點燈單元、信號機構(gòu)壽命不能同樣長。LOGO3.1.2 信號機點燈電路的要求 信號機點燈電路是安全電路，所以對信號機點燈電路的要求比較高。設(shè)計電路時既要考慮斷線保護，又要考慮混線防護。 信號機點燈電路斷線既要滅燈。允許信號滅燈時，要是信號顯示降級，禁止燈

13、光滅燈時，不允許信號機再開放。 信號機具有燈絲報警電路，當(dāng)主燈絲斷絲時，能夠產(chǎn)生報警信息，并接通副燈絲電路。LOGO信號機點燈電路分析信號機點燈電路分析 控制信號機燈光顯示的電路稱為信號機點燈電路。城市軌道交通信號機點燈電路一般仍然采用了繼電電路，通過室內(nèi)控制設(shè)備對有關(guān)繼電器的驅(qū)動和采集，實現(xiàn)對地面信號機的控制和監(jiān)督。調(diào)車信號機點燈電路如下圖所示，下面以調(diào)車信號機點燈電路為例，說明電路的分析方法。 LOGO信號燈燈泡采用信號燈燈泡采用12V 25W12V 25W燈燈泡，指示列車運行的信號機泡，指示列車運行的信號機可采用雙燈絲燈泡可采用雙燈絲燈泡 繼電器應(yīng)用原理繼電器應(yīng)用原理 圖圖1 調(diào)車信號機點燈電路調(diào)車信號機點燈電路 AB(AB(藍燈變器藍燈變器) ) 一次電壓為交流一次電壓為交流220V 2