论铁路信号设备维护与安全保障

西南交通大学毕业论文

题目论铁路信号设备维护与安全保障专业铁道通信信号

班级铁道通信信号2012-25

姓名崔鹏超

学号12933840

指导教师xxxx

二0一四年四月

目录

1.铁路信号设备的概述…………………………………………

1.1铁路信号设备的发展史…………………………………………

1.2铁路信号设备的组成及原理……………………………………

2.对铁路信号设备系统进行性能与故障分析,从而排除故

障…………………………………………………………………

2.1信号机的维护及注意事项………………………………………

2.2转辙机的维护及注意事项………………………………………

2.3轨道电路的维护及注意事项……………………………………

3.铁路信号维护安全性问题……………………………………

3.1典型事故案例……………………………………………………

3.2.关于设备维护的建议……………………………………………谢辞…………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………注释…………………………………………………………………附录…………………………………………………………………

摘要

铁路信号设备是组织指挥列车运行，保证行车安全，提高运输效率，传递信息，改善行车人员劳动条件的关键设施。铁路信号设备是铁路主要技术之一。

铁路信号的装备水平和技术水准是铁路现代化的重要标志。

铁路信号基础设备，包括信号继电器，信号机，轨道电路，转辙机等是构成铁路信号系统的基础，他们的质量和可靠性直接影响信号系统效能的发挥，可靠性能的提高，在铁路信号现代化的进程中，信号基础设备在不断的更新和改造。

信号设备具有结合部多、易受外界影响的特点，使得铁路各专业存在的问题，最终均要反映到信号设备上，因此，对于铁路运输企业来说，减少信号设备故障．一方面要重视信号设备在提高铁路运输效率中所处的位置．二是要铁路全系统综合治理，这一点尤为重要。

关键词：“透镜式色灯信号机”“四开”“转辙机”“压敏电阻”“跳线”“引线”

1.铁路信号设备的概述

1.1铁路信号设备的发展史

百余年来，中国的铁路事业经历了新旧两个根本性质不同的社会。无论从政治上还是从经济上，这都决定了它在其发展历程中必然会遭遇到两种迥然不同的命运和前途。同样，作为火车“眼睛”的信号设备也有着坎坷的发展历程。

铁路作为一个舶来品，同中国人民的命运一样，在屈辱中挣扎。新中国的成立，给千疮百孔的中国铁路带来发展的舞台，也给善良的中国人民带来了幸福的生活。铁路信号设备的发展伴随着新中国铁路六十年一路走来。它的发展见证了新中国铁路的发展，是新中国成长的缩影。

六十年前，中国铁路的信号设备无技术性可谈，人工扳动道岔，人工开放臂板信号，无论刮风下雨夜间还要爬到高高的杆子上挂煤油灯。有时一晚上要挂好几次。铁路工人的工作强度可想而知。更无安全性可言。电的广泛应用，使铁路工人告别挂煤油灯的历史，铁路信号出现了色灯信号机，色灯信号机以不同的颜色显示，告诉司机以不同的速度运行。1960年，我们铁路信号工作者自行设计研制的6036小站电气集中联锁电路。在实际应用中得到了不断的改造与完善。于1965年正式在新中国铁路上得到运用。因此更名为6502电气集中联锁。6502电气集中以其完善严谨可靠的电路，迅速在中国铁路上得到广泛应用。

中国铁路信号设备从无到有，从爬杆挂煤油灯到以机车信号为主，从人工扳动道岔到计算机联锁的提速道岔。短短六十年的风雨，中国铁路信号设备实现了大的跨越式发展。铸就出了中国速度。这一速度也是中国经济发展的速度，也是中国人民生活水平的发展速度

1.2铁路信号设备的组成

一.信号机

（一）信号机的作用

信号机时表达固定信号显示所用的机具，用来防护站内进路，防护区间，防护危险地点，具有严格的防护意义。广义的铁路信号是铁路运输系统中，保证行车安全，提高区间和车站通过能力以及编解能力的手动控制、自动控制记、及远程控制技术。狭义的铁路信号是在行车、调车工作中对行车有关人员指示运行条件而规定的物理特征符号。

（二）信号机类别和基本组成

1.信号机的类别

（1）按设置部位分类，固定信号可分为地面信号和机车信号

（2）按信号机构造分类，地面信号机可分为色灯信号机和臂板信号机

（3）按用途分类，固定信号可分为信号机和信号表示器两大类

（4）按地位分类，信号机可分为主体信号机和从属信号机

（5）按停车信号的显示意义分类，可分为绝对信号和非绝对信号

（6）按安装方式分类，信号机可分为高柱信号机、矮型信号机、信号托架和信号桥

2.基本组成

高柱透镜式色灯信号机由机柱、机构、托架、梯子等部分组成

矮型透镜式色灯信号机由螺栓固定在信号机基础上，没有托架，更没有梯子（三）LED信号机工作原理

LED信号机由隔离变压器、整流电路、稳压电路、和告警电路构成。输入电源经变压、整流后，由两路稳压电路进行稳压，两路稳压电路热备，以保证输出稳定的12V直流电压。告警电路对发光盘和两路稳压电路进行监督，故障时发出告警。

二.转辙机

1.转辙机的作用

(1)转换道岔的位置，根据需要转换至定位或反位；

（2）道岔转至所需位置而且密贴后，实现锁闭，防止外力转换道岔；

（3）正确的反映道岔实际位置，道岔的尖轨密贴于基本轨后，给出相应的表示；（4）道岔被挤或因故处于“四开”位置时，及时给出报警及表示。

2.转辙机的分类

（1）按动作能源和传动方式分类，转辙机可分为电动转辙机、电动液压转辙机、和电空转辙机

（2）按供电电源种类转辙机可分为直流转辙机和交流转辙机

（3）按动作速度分类，转辙机分为普通动作转辙机和快动转辙机

（4）按锁闭道岔的方式，转辙机可分为内锁闭转辙机和外锁闭转辙机

（5）按是否可挤，转辙机分为可挤型转辙机和不可挤型转辙机

3.现场常用转辙机的简单原理

以现场常用的s700k型电动转辙机为例

（1）电动机的转动通过减速齿轮组，传递给摩擦联结器;

（2）摩擦联结器带动滚珠丝杠转动；

（3）滚珠丝杠的转动带动丝杠上的螺母水平移动；

（4）螺母通过保持连接器经动作杆、外锁闭杆带动道岔转换；

（5）道岔的尖轨或可动心轨经外表示杆带动检测杆移动。

三.轨道电路

1.轨道电路作用

轨道电路是铁路信号自动控制的基础设备。利用轨道电路可以自动检测列车、车辆的位置，控制信号机的显示；通过轨道电路可以将地面信号传递给机车，从而可以控制列车运行。

2.轨道电路的分类

（1）按轨道电路的工作方式分为开路式和闭路式轨道电路。闭路式轨道电路能够检查轨道电路的完整性，所以目前信号设备中多采用闭路式轨道电路。（2）按牵引电流通过方式分为单轨调和双轨条轨道电路。双轨条轨道电路工作比单轨条轨道电路稳定可靠，极限长度基本上可以满足闭塞分区长度的要求，但成本高。电气化区段多采用双轨条轨道电路。

（3）按相邻钢轨线路的分割方法分绝缘节式和无绝缘节式轨道电路。

（4）按信号电流性质分直流、和交流；连续式和脉冲式供电等几种。我国目前应用的有：50Hz轨道电路、25Hz相敏轨道电路、微电子交流计数轨道电路和移频轨道电路（有4信息、8信息、18信息和UM71、ZPW2000）。

3.常用轨道电路的原理

25HZ相敏轨道电路

25Hz轨道电路的信号电源是由铁磁分频器供给25Hz交流电，以区分50Hz 牵引电流，接受器采用二元二位轨道继电器，该继电器的轨道线圈由送电端25Hz 轨道电源经轨道传输后供电，局部线圈则由25Hz局部分频器电源供电。轨道继电器工作时，从轨道电路取得较少的功率而大部分功率是通过局部线圈曲子局部电源，因而轨道电路的控制距离可以延长，且只有轨道继电器上的轨道线圈电压Ug和局部线圈电压Uj之间的相位角接近或等于90°时，转矩最大，是翼片绕轴旋转，带动接点动作，否则，翼片不能旋转，不能带动接点动作。所以，25Hz 轨道电路既有对频率的选择性（区别开电力牵引电流）又有相位的选择性。当轨道线圈和局部线圈电源电压满足规定的相位要求时，GJ吸起，过道电路处于调整状态，即表示轨道电路空闲。当列车占用时，轨道电路被分路，GJ落下。若

频率、相位不对时，GJ也落下。因而，其抗干扰性能较强，广泛应用于交流电力牵引区段。

2.对铁路信号设备系统进行性能与故障分析，从而排除故障2.1信号机的维护及注意事项

2.1.1信号机正常工作未发出报警信号的情况

多雨、雷雨季节每月一次打开信号机构的箱盖，检查信号机内部是否有漏水或雨水浸泡现象，防止因漏水或雨水浸泡导致信号机元件损坏；（无雨季节可根据现场实际情况延长检修周期）打开信号机构检查后，关闭灯箱盖时要注意信号机构内的电缆、导线不能与光源上的电阻接触，防止因电阻发热造成电缆、导线损坏。关闭灯箱盖后须锁紧灯箱盖两边的锁紧螺母，当发现螺母旋转不灵活时添加润滑油或更换锁紧组件，避免灯箱盖未锁紧造成漏水。每个月一次用手持机在报警仪上检测每个灯位的工作电流并做好记录，信号机的正常工作电流是:128～135mA，当工作电流超出规定范围时要及时查出原因并排除。

2.1.2报警仪检测到LED信号机故障报警

当信号机光源因个别发光二极管发生故障而发出维修报警，一般只需更换信号结构中的光源,如果点灯变压器也发生故障，需要将变压器一起更换。更换光源的方法为：先松开遮檐上的螺丝，取下遮檐；松开镜框上4个M5×10螺丝，取下前置镜玻璃压圈和玻璃；松开镜框上4个M5×20沉头螺丝，取下镜框，打开机构后盖，用一字起子取出光源上的电源输入线，取出光源，换上新的光源，接上电源，重新将光源固定。

更换变压器的方法：将变压器安装板上的四个固定螺丝松开，取下整个变压器组件。

2.1.3 LED信号机可能出现的故障及排除故障方法

2.2.1保养及维护

1.巡视

（1）设备有无外界干扰和异状，斥离尖轨与基本轨之间无异物，各部无意外破损。

（2）道岔密贴状态良好，尖轨、基本轨、心轨、翼轨的竖切部分无肥边。（3）尖轨无爬行，往复动作无异声、无磨卡，密贴调整杆和表示拉杆不碰枕木和道岔，并有10mm以上间隙。

（4）道床平正，列车过道时转辙机无过大的起伏，其上下起幅不大10mm。（5）安装装置的紧固件，开口销、连接销、表示杆和动作杆防松螺母，无脱落，不松动。

（6）转辙机动作杆，表示杆及安装装置的各连接销、摩擦面均应润滑。

（7）询问车务人员，了解转换设备运用情况。

（8）转辙机在上道初期（1个月内），应适当增加检查次数，检查内部机械工作有无异状。

2.季检查

（1）巡视的各项内容。

（2）各连接头与销轴之间旷量不大于1mm。

（3）电动操作转辙机，在尖轨第一牵引点和心轨第一牵引点处插入4mm厚、20mm宽的铁板，锁闭齿轮与齿条块不应锁闭，且不应接通转辙机内表示接点。（4）检查测试钢轨和尖轨固定螺栓及各种杆件的绝缘性能。

（打开转辙机机盖，机内无积水，无锈蚀；电动操作时，转辙机应动作灵活、稳定无异状。

3.年整治

（1）季检查的各项内容。

（2）检查、测试各项电特性。

（3）按“转辙机检查，整治项目周期表”中的整治内容进行整治。

（4）更换锈蚀的紧固件、防护件。

（5）安装装置除锈、润滑、油漆。

（6）配合工务整治道岔。

2.2.2故障分析及排除

2.3.1检查维护

1.外部检查

（1）检查塞钉接续线道岔跳线是否良好。（标准是打入深度最少与钢轨平，露出不超过5mm，[此处加标准的打入深度]。塞钉孔要全面紧密接触，并涂漆封闭，保持线条无

弯曲，密贴鱼尾板，达到平，紧，直。跳线无锈蚀，断股不超过1/5，跳线引线处不

得有防爬器和轨距杆等物，横过轨底应有20mm以上的距离。

（2）轨距杆，道岔连接杆，连接板与安装装置绝缘外观检查。检查钢轨绝缘外观良好，轨缝应达到6—10mm，轨头保持相差不大于2mm。

（3）检查箱盒有无破损，漏水，基础倾斜度不超过10mm，箱盒防尘良好，箱盒距地面

不少于150mm，排水良好。检查箱盒壁上有无黄色水印，若有说明此处进水（加入画面特写）

（4）检查外部螺丝紧固，这里是指抗流螺丝，如果抗流螺丝松，会造成轨道电路红光带

所以抗流螺丝一定要紧固，包括内部螺丝（此处加入紧固的螺丝）

2.内部检查

（1）打开箱盒，各部分配线端子与螺丝不松动，配线不破皮。需要检查螺丝是否松动的有：轨道变压器一次，二次端子，限流器固定螺母，过路端子螺丝。（此处

把要紧固的螺丝用红笔标出来。）

（2）内部清扫，清扫时应注意，要把毛刷把上的铁皮用绝缘胶布缠起来使用，为防

止短路，清扫电缆芯线时应小心避免碰断电缆。

3.电气测试

（1）轨道电路测试内容按测试记录本上所要求的测试。主要有：送受轨面电压，送

受端电压，送端限流器，受端限流器（根据需要），抗流送受端电压。

（此出应加入测试表格）

（2）轨道电路入口电流测试，入口电流是指在正线上使机车信号感应线圈所能感应

的电流，当入口电流小，会造成机车信号掉码。入口电流只是在正线区段才测方法是：先办理一条正线接车进路，用0.06欧姆标准分路线安列车运行方向依次

封起，用钳流表在送端抗流钢丝绳上测出，标准为不小于1.4A。若电流小，可在

室内的发码变压器上调整。

注：（测量时分稳定值，即将室内CJ 继电器11—12接点封连测。脉动值，即用插上CJ 继电器测）

（3）轨道电路残压测试，用0.06欧姆标准分路线在轨道电路轨面上封连短路（注意：当轨面生锈时，应打亮点），这时，在室内二元二位继电器3—4线圈上测得电压即为残压。标准是旧型轨道电路为不大于7V，97型不大于7.4V。

（4）极性交叉测量，极性交叉是为防止绝缘破损时相邻区段轨道电路轨道继电器误动

测量方法：先测一受端轨面电压U1，然后将电表跨接于一组绝缘节上，另一端绝缘节用电线连通，测得另一电压U2。若U2大于U1，说明极性交叉正确。2.3.2常见问题及故障分析

1.常见问题

（1）如何对轨道电路电压调整，轨道电路受电端变压器二次是固定的，调整时可在轨道电路送电端变压器二次侧调整，方法是根据铭牌上的表格调整，在一送多受的区段，每个受电端之间电压相差不超过1V，这时可以用调整轨道电路受电端限流器的方法来解决。

（2）轨道电路日常要注意那些问题，轨道电路日常要注意钢轨绝缘，夏天要防止轨缝过小，绝缘挤死。冬天要防止轨缝过大，把绝缘拉坏。最好在春，秋两季，与工务联系

把绝缘逐个分解检查。日常除绝缘外还要注意钢丝绳和接续线有无断股，或是接触不良。

2.简单故障分析

轨道电路的故障从现象上分为轨道电路白光带和红光带。轨道电路白光带是进路不解锁造成，原因大部分是轨面生锈造成分路不良，也有是FDGJ继电器缓放时间不够造成，原因是缓放电路的电容不良。轨道电路红光带的原因是轨道电

路短路和断路，如果是一连几轨道电路红光带可能是轨道电源故障；若是两相临的轨道电路红光带说明两相临的轨道电路之间绝缘破损；若是单独的一个轨道电路红光带原因可能是轨道电路短路和断路。

下面以一个轨道电路红光带为例说明如何处理：首先区分是短路和断路，轨道电路短路时在分线盘上测回楼电压很低，接近于零，在室外送端限流器上测得电压比平时高。轨电路断路时，在分线盘上测回楼电压可能会很高，这可能是50HZ的牵引电流串入，室外送端限流器上测得电压比平时低。在查找故障点时可以用轨道电路故障测试仪用25HZ在轨面上推动，当有电流感应时，说明正常，若没有电流感应时，说明故障点在此。短路故障应重点怀疑轨距杆。断路故障重点怀疑接续线和钢丝绳是否接触良好。

3.铁路信号维护安全性问题

3.1典型事故案例

■南疆线K883次旅客列车脱轨重大事故

一、事故概况

2001年1月8日9时47分，乌鲁木齐开往喀什的K883次旅客列车(编组13辆，总重689吨，计长28.6)运行至南疆线上新光一下新光间K275＋674处（速度54公里／小时），重联机车DF41126号及机次第1~11位车辆脱轨，机后第12位车辆脱轨1个台车，脱轨后走行306米。造成机车小破 1台，车辆小破 12辆，钢轨报废 3根;无人员伤亡；直接经济损失647 086.60元；中断行车55小时50分。构成旅客列车脱轨重大事故。

二、原因分析

隧道内整体道床支承块挡肩设计时缺少一排钢筋，长期使用后支承块挡肩突发性断裂（该处位于R＝400米曲线上），导致线路结构强度减弱，横向承载力严重下降，在轮对横向冲击力作用下，轨道失稳，轨距加大，导致轮对脱轨。此次事故发生前，

前行列车司机和车站值班员两次报告列车调度员该处严重晃车，但列车调度员均没有采取有效措施，导致事故发生，这是事故发生的主要原因。

三、事故责任

责任单位：和静车务段负主要责任；和静工务段负重要责任。

四、事故教训

1．人员素质不高。行车调度指挥人员在接到司机晃车的报告后，没有坚持“情况不明不准放行列车”的规定，盲目放行列车；工务工区人员在接到行车调度有关线路不良的通报后，没有坚持“客车安全高于一切”的思想，未及时整治线路，延误了防止事故的有利时机。

2．干部作风不实。在连续数次开展了安全大检查中，个别单位的领导未能高度重视，没有将主要精力放到安全生产上。对查出的问题没有认真查找原因，没有从根本上解决突出问题。放松了安全生产全过程的监督管理，导致基层管理人员的侥幸心理日趋严重。

3．设备存在严重隐患。各级管理人员对支承块挡肩发生裂纹失效一事早已知道，但没有积极采取措施更换，缺乏超前预防能力，对长期存在的设备质量惯性问题，没有从根本上根治和防范。特别是设备出现不良的情况反映时，反应迟缓，以至于导致事故的发生。

4．行车指挥系统管理无序。造成此次事故的列车调度员在接到车站值班员两次晃车的报告后，竟未引起高度重视，在线路状况不明的情况下，盲目发布命令放行列车。工务调度接到列车晃车的报告后，未及时采取措施对线路进行检查和封闭，反映了调度指挥部门的职工责任心不强，安全责任意识、忧患意识严重匮乏，对待行车安全工作麻木不仁的思想作风突出。

五、采取措施

1．深刻吸取事故教训，牢固树立“安全第一”的思想，把安全工作放在重中之重的位置，处理好安全与生产、经营、改革的关系。特别要加大对客车安全工作的监督、检查、指导力度。在处理好减员分流与现实需要矛盾的基础上，恢复部分已撤销的工务、电务、车辆等专业调度，规范和强化调度部门的管理。

2．进一步加强安全管理工作。切实建立、完善、落实安全管理规章制度，做到依法行政，依法管理；严肃行车纪律，强化调度集中统一指挥，防止令出多门。

3．切实提高人员素质。加强对新《技规》、《行规》、《调规》和《站细》修改情况的学习，提高职工现场事故应急处理能力。针对南疆铁路恶劣的行车条件，充分预想，科学制定应急事故处置预案，加强现场演练工作，尽量减少事故造成的损失。

4．加大设备检查力度。一是加大对长大隧道病害整治力度，对管内7处长大隧道的线路允许速度由目前的80公里/小时降到65公里／小时；集中财力解决长大隧道的照明和通讯盲区问题，改善长大隧道的安全保障环境；制定长大隧道巡检办法，杜绝巡检不到位的现象。二是研究制定南疆线长大隧道的安全管理办法。

5．加大对工务设备的投人力度。①加快南疆线隧道群和天山隧道群内线路设备的补强工作，加装轨距杆至每25米10根；将隧道内钢轨由50公斤轨更换成60公斤轨，长度大于500米的隧道上无缝线路；将隧道内的轨枕更换为III型轨枕。②所有隧道内增设和完善照明设备，以利于工务人员对设备的巡检维修。

3.2关于设备维护的建议

我认为为了逐步实现“设备保安”和“技防”精细化管理是减少信号设备故障的最有效手段．具体有以下几个方面：

一．是要提高维修管理水平．单项设备的维修周期要制定合理，要以《铁路信号维护规则》为指导，结合本局（公司）的运输任务，设备的运用状态合理制定周期：月度维修计划的制定要准确，必须要和局（公司）的“天窗”同步，计划实施的准

确率要高．减少计划变更；设备维修要标准化，各单项设备要有统一的质量标准；各级管理机构、管理人员要加强维修质量检查，对维修质量差，抄表、漏表现象要及时纠正并追究责任。

二．是要加强安全管理工作。加强安全管理的重点是要加强故障统计分析工作，统计分析不是简单的数据对比．而是要从统计分析中掌握故障发生规律，发现管理上的漏洞，及时制定措施，及时调整管理重心，做到未雨绸缪。对于故障的管理和考核．要遵循“重在分析，贵在防范，宽严适度，抓小防大”的原则。

三．是要强化职工培训．大准铁路公司电务段现有职工235人．但受过信号专业培训的人员不足50人．职工整体的业务素质不高．这就给电务段管理水平的提高形成了很大的制约。2008年，电务段改变过去“一锅烩”的培训方式．而是职工自愿报名．通过理论和实做考试，根据考试成绩划分为最佳、优秀、一般三个档次进行培训．并加大挂钩工资倾斜力度，激励职工自觉自愿的学习．同时也达到了因材施教的效果。在培训内容方面，力求贴近现场实际，不以培训的内容多少为目的．而是以培训的效果为目的，确保培训质量。职工业务素质的提升，提高了维修质量，提升了故障判断和处理能力，降低了故障延时。

控制和减少信号设备故障，其关键还是要从本专业角度加强管理．加大投入，加快科技创新步伐。

谢辞

通过本次论文的设计，查找资料，使我明白铁路是一个大联动机，各专业间相互依靠，相互关联，相互影响，相互制约．任何一个部门都不是独立的个体．其发展也就离不开路内路外环境的不断改善．离不开各兄弟单位相互协作、相互配合，也需要科学的管理和一支能打硬仗的团队。要想使铁路长期和谐、快速地发展，必须坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，这是铁路各专业安全发展必须遵循的法则。

参考文献：

1．铁路信号基础

2．铁道通信信号

3．大众科技

4．铁路信号运营基础

5．铁路计算机应用