城市轨道交通信号基础设备
城市轨道交通信号基础设备—计轴器
传感器
轨道区段
电缆盒 室外 室内
传输线路 计算机
计轴器工作原理图
传感器 电缆盒
计轴系统的工作原理
当车轮抵达计轴器A作业区，
计轴器A将车轴脉冲经电子连接
箱传给室内计算机主机系统，并
轮轴传感器（K1、K2） 计轴参考方向
钢 轨
枕 木
RR X1 X2
RR X1 X2
计 （轴 zp点301）TX1 电子连 TX2 接盒
室外设备 传输线路
TX2
电子连TX2
计轴点2 （zp30）
接盒
室内设备（运算器和继电器接口）
计轴器的系统组成
轨道磁头
计轴系统：是通过对车轮轮对的计数来判断区间的占用情况。利用高频磁头发射 磁场，当有列车通过时，列车轮对会切割磁力线，使接收端接收到的场强变小，从而 计算有多少组轮对通过计轴设备。
轨道磁头实物图
电子单元
电子单元有称电子连接盒。电子单元将室内提供的电源转化为单元模块所需的 电压，并向计轴器的发送磁头提供信号电压。为了给电子单元提供良好的工作环境， 应将电子单元安装在具有防尘、防潮、防电磁干扰的密闭安装盒（黄帽子）中。
电子单元实物图
密闭安装盒实物图
电子单元
电子连接盒：将室内提供的电源转换为电子电路所用电压，用电缆接一对TX/RX磁 头，分别向两个TX线圈发送调频电源；接收及处理来自相应RX线圈的信息，直接处理和 计算进、出车轮轮轴数，将模拟车轮脉冲转变为便于远距离传输的数字车轮脉冲，并将 计数和计轴数据送到室内的计轴核算器。
区段长度可达20km
城市轨道交通信号设备基础信号机
城市轨道交通信号设备基础信号机1．地面信号机的设置（1）地面信号机的设置原则①设于列车运行方向右侧城市轨道交通采用右侧行车制，其地面信号机设于列车运行方向的右侧，在地下部分一般安装在隧道壁上。
特殊情况（如因设备限界、其他建筑物或线路条件等影响）可设于列车运行方向的左侧或其他位置。
②信号机柱的选择高柱信号机具有显示距离远，观察位置明确等优点，因此车辆段的进段、出段信号机（以及停车场的进场、出场信号机）均采用高柱信号机。
而其他信号机由于对显示距离要求不远，以及隧道内安装空间有限，一般采用矮型信号机。
③信号机限界信号机不得侵人设备限界。
设备限界是用以限制设备安装的控制线。
直线地段的设备限界是在直线地段车辆限界外扩大一定安全间隙后形成的：车体肩部横向向外扩大100mm，边梁下端横向向外扩大30mm，接触轨横向向外扩大185mm，车体竖向加高60mm，受电弓竖向加高50mm，车下悬挂物下降50mm。
曲线地段设备限界应在直线地段设备限界的基础上，按平面曲线不同半径过超高或欠超高引起的横向和竖向偏移量，以及车辆、轨道参数等因素计算确定。
（2）信号机的设置城市轨道交通的信号机设置不同于铁路，规定在ATC控制区域的线路上道岔区设防护信号机或道岔状态表示器，其他类型的信号机可根据需要设置。
①正线上的信号机设置正线上的道岔区设防护信号机或道岔状态表示器（国内尚未采用）。
防护信号机设于道岔岔前和岔后的适当地点，具有出站性质以外的防护信号机应设引导信号。
具有两个以上运行方向的信号机可设进路表示器。
车站一般不设进、出站信号机，在正向出站方向的站台侧列车停车位置前方适当地点设置发车指示器。
也可以根据需要设进站、出站信号机以及进站信号机的预告信号机，或者只设出站信号机。
线路尽头设阻挡信号机。
车站应设发车指示器或发车计时装置。
②车辆段（停车场）的信号机设置在车辆段（停车场）人口处设进段（进场）信号机，在车辆段（停车场）出口处设出段（出场）信号机。
城市轨道交通信号基础设备—信号机
机车鸣笛等。
序号
名称
鸣示方式
使用时机
1
起动注意信号
一长声： —
①调试列车在正线或工程车起动时。 ②电客车接近没有屏蔽门或整列屏蔽门常开不能正常使用的车站。 ③天气不良时。
2 警报信号
一长三短声： ①发现线路有危及行车安全的不良处所时。
—···
②列车发生重大、大事故及其他需要救援情况时。
3
紧急停车信号
图1-10 信号机
图1-11 隧道壁上的信号机
信号机的设置原则
信号机柱的选择
高柱信号机具有显示距离远，观察位置明确等优点，因此车辆段的进段、出段信号机（以及 停车场的进场、出场信号机）均采用高柱信号机。而其他信号机由于对显示距离要求不远，以及 隧道内安装空间有限，一般采用矮型信号机。
图1-12 高柱信号机
采用ATC系统的城市轨道交通，自动闭塞通过信号机已经拾取主体信号的作用， 在区间分界点一般不设通过信号机。为了便于驾驶员在ATP车载设备发生故障 时控制列车运行，可以根据需要设置通过信号机。
线路尽头应设置阻挡信号机。
信号机的设置
车辆段的信号机设置
在车辆段入口和出口处分别设置进段信号机和出段信号机。 在车辆段的停车线、洗车线等线路应根据需要设置调车信号机。 在车辆段同时能存放两列或两列以上列车的停车线中间应设置阻挡信号机（可
信号机的设置原则
信号机限界
信号机不得侵入设备限界。设备限界是用以限制设备安装的控制线。
图1-14 隧道限界示意图
信号机的设置
正线上的信号机设置
正线不设进站信号机，只设进路防护信号机、出站信号机、区间通过信号机。 在正线上出站方向的站台侧，列车停车位置前方适当地点设置发车指示器。
城市轨道交通概论第二章城市轨道交通信号基础
（1）合闸，对电磁铁供电，吸动衔铁，带动中簧片，使中接点断 开后接点而与前接点闭合；
（2）电源切断后，铁芯失磁，衔铁因此自行释放，使中接点断开 前接点并和后接点闭合。
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继电器的前、后接点及中接点都接有引线片，当引线片用导线连 接在一个外部电路时，由于继电器的衔铁被吸动或复原，就可以达到 控制这个外部电路的目的。
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➢ 室外 色灯信号机给出各种信号显示； 用电动转辙机转换和锁闭道岔； 用轨道电路监督进路是否空闲。 室外的导线一般用地下电缆，分信号电缆（虚线）、道岔电缆（实线）
和轨道电缆。
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3 微机联锁
❖ 使用ATO子系统后，可以使列车经常处于最佳运行状态，避免了不 必要的、过于剧烈的加速或减速，因此明显提高了乘坐的舒适度， 提高了列车准点率及减少轮轨磨损。
❖ ATO子系统与列车的再生制动相配合，可以节省电能的消耗。
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2、ATS——列车自动监控子系统
❖ ATS子系统主要实现对列车运行的监督和控制，辅助行车调度人员 对全线列车运行进行管理。
❖ 利用微型电子计算机对车站值班员操作命令及现场设备表示信息进行 逻辑计算，以实现对信号机、轨道电路及道岔转辙机等设备进行集中 控制的车站联锁设备。
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六、列车自动控制（ATC）系统 Automatic Train Control
❖ 列车自动防护（ATP）子系统 ❖ Automatic Train Protection ❖ 列车自动监控（ATS）子系统 ❖ Automatic Train Supervision ❖ 列车自动运行（ATO）子系统 ❖ Automatic Train Operation
城市轨道交通通信信号系统—信号设备
6.3.2 轨道电路
• 轨道电路是以轨道线路的两根钢轨作为导体，两端加以机械绝缘或是电气绝缘，并接上送 电和受电设备构成的电路。
6.3.3 计轴器
• 计轴器是用于完成计算车辆进出区段的轮轴数、监督列车占用轨道区段状况的一种技术设 备，它不受轨道线路、道床状况的影响。
6.3.4 查询应答器
查询应答器是采用电磁感应原理构成的 高速点式数据采集/传输设备，用于实现城 市轨道交通地面与列车间相互通信。
固定信号是将信号机固定在一个位置 上，用颜色的变化显示信号指示列车运行。
固定信号机设置原则： ① 城市轨道交通采用右行车制，地面 信号机设于列车运行方向的右侧，地下隧 道中的信号机一般装在隧道壁上； ② 特殊情况下，固定信号机可设于列 车运行方向的左侧或3.1 信号及其显示设备
6.3.2 轨道电路
轨道电路的安全可靠性直接影响行车安全和运输效率。 1、轨道电路的作用
①监督列车占用线路的情况，利用轨道电路可反映该段线路是 否空闲，为开放信号、建立进路或构成闭塞提供依据;
6.3.2 轨道电路
轨道电路的安全可靠性直接影响行车安全和运输效率。
1、轨道电路的作用
②传递列车信息，例如音频数字编码轨道电路中传送的行车信息， 为ATC 系统直接提供控制列车运行所需要的前行列车位置、运行 前方信号机状态和线路条件等有关信息，以决定本次列车运行的 目标速度，控制列车在当前运行速度下是否停车或减速。
6.3.1 信号及其显示设备
• 城市轨道交通列车在各自轨道上的行驶必须遵从一定的信号指挥。为了保证列车行驶安全， 提高运输效率，设有多种信号来指挥列车的行车作业。城市轨道交通的信号主要有固定信 号、车载信号、轨旁指示标志和手信号等。
固定信号
城市轨道交通基础信号设备概述
城市轨道交通根底信号设备概述一、引言城市轨道交通作为一种快速、高效和环保的交通工具，在现代城市中得到广泛应用。
而轨道交通的平安性是其运营的重要保障，而信号设备作为轨道交通系统中的核心组成局部，对于保障列车运行的平安和顺畅起着至关重要的作用。
本文将对城市轨道交通的根底信号设备进行概述，包括信号灯、车站信号机、轨道电路等。
二、信号灯信号灯是城市轨道交通中常见的信号设备之一，用于向列车驾驶员传递运行和停车等指令。
信号灯分为红灯、绿灯和黄灯，分别代表停车、行进和注意的意思。
信号灯通常通过电气控制系统来控制，控制系统会根据列车运行状态以及前方道岔、防护门等情况来改变信号灯的颜色。
同时，信号灯还可以通过亮度的改变来传递更加详细的信息，比方闪烁的黄灯表示列车需要减速慢行。
三、车站信号机车站信号机是城市轨道交通站台上的信号设备，用于向乘客传递站内运营信息。
车站信号机通常由显示屏和控制系统组成，显示屏可以显示列车的到站时间、车次信息以及乘客本卷须知等。
车站信号机通过控制系统与列车运行图和实际运行情况相结合，能够及时准确地提供列车运行信息，帮助乘客合理安排出行。
四、轨道电路轨道电路是城市轨道交通中一种重要的信号设备，用于控制列车的运行和停车。
轨道电路主要由铁轨两侧的钢轨、轨道电缆和控制电路组成。
轨道电路通过控制电路中的电流信号来判断轨道上是否有列车存在，在列车通过时会引发相应的信号变化。
通过轨道电路，车站信号机和列车信号设备可以及时了解列车的运行情况，并做出相应的指令。
五、总结城市轨道交通根底信号设备是保障轨道交通运行平安和顺畅的重要组成局部。
信号灯、车站信号机和轨道电路等设备在轨道交通系统中起着至关重要的作用。
信号灯通过改变颜色和亮度来向列车驾驶员传递远离、行进和减速等指令；车站信号机通过显示屏来向乘客传递站内运营信息；轨道电路那么通过监测轨道上的电流变化来判断列车运行情况，并与信号设备进行协调。
通过对城市轨道交通根底信号设备的概述，我们可以更好地了解轨道交通系统的运行原理和重要性，为进一步研究和应用提供根底。
《城市轨道交通信号基础》第3章
信号机显示为开放信号时允许列车或调车越过信号机作业，信号机 显示为关闭信号时禁止列车或调车越过信号机作业。 开放信号是指室外信号机点亮绿灯（黄灯或白灯），关闭信号是指 室外信号机点亮红灯（蓝灯）。 地面设置的信号机经常保持的显示状态作为信号机的定位。信号机 定位的确定，一般是考虑保证行车安全，提高运输效率及信号显示自动 化等因素。 除采用自动闭塞时通过信号机显示绿灯为定位外，其他信号机一律以 显示禁止信号（红灯或蓝灯）为定位。 信号开放后，除调车信号机外，其他信号机，当列车第一轮对越过信 号机所对应的绝缘后，该信号机应及时自动关闭。
城市轨道交通信号基础 第3章
第三章
Байду номын сангаас
信号系统基础设备
信号机
第一节
一、信号机的用途 信号机是用于指挥列车运行的信号设备，为了保证列车行驶的安全， 提高运输的效率，线路上设有多种信号机来指挥列车或调车作业。 城市轨道交通的地面信号是列车运行的“辅助信号”，平时这些信 号机都由ATC子系统自动控制，设置成“自动信号”或“连续通过信号”， 它根据列车运行时刻表和列车实时信息自动动作。 在固定闭塞的线路上，列车的车载信号（速度码）与地面信号机的 显示配合使用。也就是列车的车载信号要有速度码的速度显示，地面信 号机也要有相应的进行信号显示，列车方可运行，二者缺一不可。 在准移动闭塞的线路上，列车的车载信号（速度码）与地面信号机 的显示，也是配合使用。列车的车载信号要有速度码的速度显示，地面 信号机也要有相应的进行信号显示，列车方可运行，二者缺一不可。
图3-1 中间折返站信号布置示意图
二、信号机的选择 （一）信号显示颜色的选择 城市轨道交通信号颜色的选择，应能达到显示明确、辨认容易、便于记 忆和具有足够的显示距离等基本要求。经过理论分析和长期实践，信号的基 本色为红、黄、绿三种，再铺以蓝色、月白色，构成信号的基本显示。其中 红色的光波最长，波长越长，穿透周围介质（如空气、水气等）的能力越强， 显示距离越远；红色比其他颜色的光更能引人注意，所以规定红色灯光为停 车信号是最理想的。 绿色和红色的反差最大，容易分辨，而绿色灯光显示距离也较远，能满 足信号显示的要求，故采用绿色灯光作为按规定速度运行的信号。
城市轨道交通信号设备基础信号机
城市轨道交通信号设备基础信号机1．地面信号机的设置（1）地面信号机的设置原则①设于列车运行方向右侧城市轨道交通采用右侧行车制，其地面信号机设于列车运行方向的右侧，在地下部分一般安装在隧道壁上。
特殊情况（如因设备限界、其他建筑物或线路条件等影响）可设于列车运行方向的左侧或其他位置。
②信号机柱的选择高柱信号机具有显示距离远，观察位置明确等优点，因此车辆段的进段、出段信号机（以及停车场的进场、出场信号机）均采用高柱信号机。
而其他信号机由于对显示距离要求不远，以及隧道内安装空间有限，一般采用矮型信号机。
③信号机限界信号机不得侵人设备限界。
设备限界是用以限制设备安装的控制线。
直线地段的设备限界是在直线地段车辆限界外扩大一定安全间隙后形成的：车体肩部横向向外扩大100mm，边梁下端横向向外扩大30mm，接触轨横向向外扩大185mm，车体竖向加高60mm，受电弓竖向加高50mm，车下悬挂物下降50mm。
曲线地段设备限界应在直线地段设备限界的基础上，按平面曲线不同半径过超高或欠超高引起的横向和竖向偏移量，以及车辆、轨道参数等因素计算确定。
（2）信号机的设置城市轨道交通的信号机设置不同于铁路，规定在ATC控制区域的线路上道岔区设防护信号机或道岔状态表示器，其他类型的信号机可根据需要设置。
①正线上的信号机设置正线上的道岔区设防护信号机或道岔状态表示器（国内尚未采用）。
防护信号机设于道岔岔前和岔后的适当地点，具有出站性质以外的防护信号机应设引导信号。
具有两个以上运行方向的信号机可设进路表示器。
车站一般不设进、出站信号机，在正向出站方向的站台侧列车停车位置前方适当地点设置发车指示器。
也可以根据需要设进站、出站信号机以及进站信号机的预告信号机，或者只设出站信号机。
线路尽头设阻挡信号机。
车站应设发车指示器或发车计时装置。
②车辆段（停车场）的信号机设置在车辆段（停车场）人口处设进段（进场）信号机，在车辆段（停车场）出口处设出段（出场）信号机。
13第十四章城市轨道交通信号设备铁路信号基础
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城市轨道交通对信号系统的要求
城市轨道交通对其信号系统提出与铁路不尽相 同的要求。 安全性要求高 通过能力大 保证信号显示 抗干扰能力强 可靠性高 自动化程度高
车辆段设一套联锁设备，用以实现车辆段的进 路控制，并通过 ATS 车辆段分机与行车指挥中心 交换信息。车辆段联锁设备前期曾采用 6502 继电 集中联锁，近来均采用计算机联锁。
车辆段内试车线设若干段与正线相同的 ATP 轨 道电路和 ATO 地面设备，用于对车载 ATC 设备用 进静、动态试验。
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使用ATO后，可使列车经常处于最佳运行状 态，高质量地自动驾驶，提高列车运行效率，避 免了不必要的、过于剧烈的加速和减速，提高了 旅客舒适度、列车正点率以及减少了能耗和轮轨 磨损。
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– 组成
ATO子系统包括车载ATO单元和地面设备两 部分。地面设备有站台电缆环线、车-地通信设 备以及和ATP、联锁系统的接口设备。
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城市轨道交通信号系统的地域分布
按地域城市轨道交通信号系统分成五部分：控 制中心设备、车站及轨旁设备、车辆段设备、试车 线设备、车载设备。
控制中心设备
控制中心设备属于 ATS 子系统，是 ATC 的 核心。
控制中心设备主要包括中心计算机系统、综 合显示屏、调度员及调度长工作站、运行图工作 站、培训/模拟工作站、绘图仪和打印机、维修工 作站、 UPS 及电池。
第02章 城市轨道交通基础信号设备
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 27
2.4 计轴器
计轴器是用于完成计算车辆进出区 段的轮轴数，监督列车占用轨道区段的 一种技术设备。它不受轨道线路、道床 状况的影响。对采用CBTC（基于无线通 信的列车运行控制系统）的城市轨道线 路，当无线传输设备发生故障时，可用 计轴器设备检查列车位置，构成“降级” 信号。
第2章 城市轨道交通基础信号设备
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 1
城市轨道交通基础信号设备包括信 号机、转辙机、轨道电路、计轴器、应 答器等，它们是城市轨道交通信号系统 的重要基础设备，它们的运用质量和可 靠性，是信号系统正常运行和充分发挥 效能的保证。城市轨道交通信号基础设 备沿袭铁路信号基础设备，但是有的基 础设备，例如信号机的设置和显示、轨 道电路的制式等，又不同于铁路。
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 28
2.4.1 计轴器的基本组成 计轴器由室内设备和室外设备两部分组成。
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 22
1．音频轨道电路的基本构成及原理 谐振式电气隔离音频轨道电路，是在轨道电 路分界处，采用电容和钢轨构成的电感组成谐 振回路，相邻轨道电路采用不同频率的信号电 流，使谐振回路对不同频率信号呈现不同阻抗， 实现轨道电路的无绝缘电气隔离。
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 23
信号与通信概论 第 2 章 城市轨道交通基础信号设备 13
2.3 轨道电路
轨道电路是由钢轨线路和钢轨绝缘 构成的电路。轨道电路的作用是监督列 车的占用状态，反映线路的空闲状况， 为开放信号、建立进路或构成闭塞提供 依据；传递行车信息（ATP信息），决 定通过信号机的显示或决定列车运行的 目标速度，从而控制列车运行。轨道电 路是信号的重要基础设备之一，它的性 能直接影响行车安全和运输效率。
城轨信号基础设备—转辙机
可挤型保持联接器的原理：当道岔的挤岔力超过弹簧压力时，动作杆 滑脱，起到整机不被损环的保护作用。
(6) 速动开关组及检测杆
速动开关实际上是自动开闭器。主要是监督道岔工作状态，给出道 岔定位和反位的表示。
检测杆随尖轨或心轨转换而移动，用来监督道岔在终端位置时的状 态。检测杆上层用于检测拉入密贴，下层用于检测伸出密贴。外接 两根表示杆。
一、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) 尖轨贴密基本轨后，正 确反映道岔的实际位置，并给 相应表示；
(4) 道岔发生挤岔或因故处 于“四开”位置时，及时给出 警报。
二、对转辙机的基本要求
(1) 作为转换器，应具有足够大的拉力，以带动尖轨作直线往 返运动；当尖轨受阻不能转换到底时，应随时通过操作使 尖轨回复原位。
(2) 按供电电源种类，转辙机可分为直流转辙机(换向器、 电刷易损坏)和交流转辙机。
(3)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(提速道岔，能抵抗列车冲击) 。
(4)按动作速度分类，转辙机可分为普通动作转辙机(3.8秒) 和快动转辙机(0.8秒，常用于调车) 。
(5) 按是否可挤，转辙机可分为可挤型转辙机和不可挤型 转辙机。
1.S700K型转辙机的组成
三相电动机、齿轮组、摩擦连接器、滚珠丝杠、保持联接器、 动作杆、检测杆、速动开关组、锁闭块、锁舌、遮断开关等。
滚珠丝杠
接线端子
三相交流 电动机
齿轮组
摩擦联 结器
保持联 结器
动作杆
检测杆
速动开关
安全装置
城市轨道交通通信与信号系统课件信号基础设备
城市轨道交通通信与信号系统课件信号基础设备
轨道电路是一种电气化装置，通常由轨道线路、绝缘节、信号装置和
轨道控制装置等组成。
轨道电路通过将电流引入轨道线路中，通过列车轮
对与铁轨之间的接触，实现电流的闭合回路，从而实现列车的检测和位置
信息的传输。
轨道电路的作用主要有以下几个方面：
1.列车检测：轨道电路可以通过列车与轨道的接触，检测列车的存在
和位置。
利用电流的变化，轨道电路可以判断列车是否存在，以及列车的
运行状态。
2.列车位置锁定：利用轨道电路，可以实现对列车位置的锁定。
通过
在轨道上布设轨道电路，可以实时监测列车的位置，从而实现对列车的位
置锁定和跟踪。
3.列车运行控制：轨道电路可以通过信号机和轨道控制装置，实现对
列车的运行控制。
通过信号机的灯光变化和轨道电路的电流变化，可以向
列车驾驶员发送不同的指令，如减速、停车、起动等，从而控制列车的运行。
4.安全保障：轨道电路是轨道交通信号系统中的重要组成部分，能够
为列车运行提供安全保障。
通过实时监测列车位置和运行状态，轨道电路
可以及时发现列车运行异常情况，并向列车驾驶员发送相应的警告和指令，以确保列车行驶的安全。
轨道电路作为城市轨道交通通信与信号系统中的信号基础设备，具有
重要的功能和作用。
它不仅可以检测列车的存在和位置，实现位置锁定和
跟踪，还可以实现对列车的运行控制和安全保障。
因此，在设计和建设城
市轨道交通系统时，需要充分考虑轨道电路的布设和使用，以确保轨道交通系统的运行安全和效率。
(完整word版)城市轨道交通信号基础设备
城市轨道交通信号基础设备第一节继电器一、继电器原理继电器是一种电磁开关，是实现自动控制和远程控制的重要设备。
根据电磁原理随着衔铁的动作，动接点与静接点接通或断开，从而实现对其他设备的控制。
继电器类型很多，但均由电磁系统和接点系统两部分组成。
电磁系统主要包括线圈、铁芯、衔铁等,接点系统由动接点和静接点组成.最简单的电磁继电器如图2—1所示.它就是一个带接点的电磁铁,其动作原理也与电磁铁相似。
当给线圈中通以一定数值的电流后，在衔铁和铁心之间就产生一定数量的磁通,该磁通经铁心、衔铁、轭铁和气隙形成一个闭合磁路,铁心对衔铁就产生了吸引力。
吸引力的大小取决于所通电流的轭铁大小.当电流增大到一定值时,吸引力增大到能克服衔铁向铁心运动的阻力时（主要是衔铁自重)，衔铁就被吸向铁心;当线圈中没有电流时，衔铁由于重力作用被释放.由衔铁带动的动接点(随衔铁一起动作的接点）也随之动作,与动合接点（前接点，以下称前接点)接通。
此状态称为继电器励磁吸起（以下简称吸起）.可见，继电器具有开关特性，可利用它的接点通、断电路，构成各种控制和表示电路。
如图2-1的信号点灯电路,前接点接通时点亮绿灯，后接点接通时点亮红灯。
图2-1 电磁继电器的基本原理二、继电器的作用继电器具有继电特性,能以极小的电信号来控制执行电路中相当大功率的对象，能控制数个对象和数个回路，能控制远距离的对象。
由于继电器的这种性能，给自动控制和远程控制创造了便利的条件，所以，它广泛应用于国民经济各部门的生产过程控制和国防系统的自动化和远动化之中，也广泛应用于铁路信号的各个方面。
故障一安全原则是铁路信号设备必须遵循的原则，当系统任何部分发生故障时，应确保系统的输出处于安全状态。
随着电子技术的迅速发展，电子器件尤其是计算机以其速度快、体积小、容量大、功能强等技术优势，在相当大程度上逐渐取代继电器，构成自动控制和远程控制系统，使技术水准大大提高。
但与电子器件相比，继电器仍存在一定优势，尤其是具有故障一安全性能，因此不仅现在，而且在未来一定时期内，继电器在铁路信号领域仍将起着重要作用例如在计算机联锁设备中，尽管以计算机为核心，但还采用继电器电路作为系统主机与信机、轨道电路、转辙机的接口电路。
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城市轨道交通信号基础设备第一节继电器一、继电器原理继电器是一种电磁开关,是实现自动控制和远程控制的重要设备。
根据电磁原理随着衔铁的动作,动接点与静接点接通或断开,从而实现对其他设备的控制。
继电器类型很多,但均由电磁系统和接点系统两部分组成。
电磁系统主要包括线圈、铁芯、衔铁等,接点系统由动接点和静接点组成。
最简单的电磁继电器如图2-1所示。
它就是一个带接点的电磁铁,其动作原理也与电磁铁相似。
当给线圈中通以一定数值的电流后,在衔铁和铁心之间就产生一定数量的磁通,该磁通经铁心、衔铁、轭铁和气隙形成一个闭合磁路,铁心对衔铁就产生了吸引力。
吸引力的大小取决于所通电流的轭铁大小。
当电流增大到一定值时,吸引力增大到能克服衔铁向铁心运动的阻力时(主要是衔铁自重),衔铁就被吸向铁心;当线圈中没有电流时,衔铁由于重力作用被释放。
由衔铁带动的动接点(随衔铁一起动作的接点)也随之动作,与动合接点(前接点,以下称前接点)接通。
此状态称为继电器励磁吸起(以下简称吸起)。
可见,继电器具有开关特性,可利用它的接点通、断电路,构成各种控制和表示电路。
如图2-1的信号点灯电路,前接点接通时点亮绿灯,后接点接通时点亮红灯。
图2-1 电磁继电器的基本原理二、继电器的作用继电器具有继电特性,能以极小的电信号来控制执行电路中相当大功率的对象,能控制数个对象和数个回路,能控制远距离的对象。
由于继电器的这种性能,给自动控制和远程控制创造了便利的条件,所以,它广泛应用于国民经济各部门的生产过程控制和国防系统的自动化和远动化之中,也广泛应用于铁路信号的各个方面。
故障一安全原则是铁路信号设备必须遵循的原则,当系统任何部分发生故障时,应确保系统的输出处于安全状态。
随着电子技术的迅速发展,电子器件尤其是计算机以其速度快、体积小、容量大、功能强等技术优势,在相当大程度上逐渐取代继电器,构成自动控制和远程控制系统,使技术水准大大提高。
但与电子器件相比,继电器仍存在一定优势,尤其是具有故障一安全性能,因此不仅现在,而且在未来一定时期内,继电器在铁路信号领域仍将起着重要作用例如在计算机联锁设备中,尽管以计算机为核心,但还采用继电器电路作为系统主机与信机、轨道电路、转辙机的接口电路。
三、对继电器的技术要求信号继电器作为信号系统中的主要(或重要)器件,它在运用中的安全、可靠就是保证各种信号设备正常使用的必要条件。
为此,信号设备对继电器提出了极其严格的要求,具体如下:其一,动作必须可靠、准确;其二,使用寿命长;其三,有足够的闭合和断开电路的能力;其四,有稳定的电气特性和时间特性;其五,在周围介质温度和湿度变化很大的情况下,均能保持很高的电气绝缘强度。
四、信号继电器分类继电器类型繁多,信号继电器种类也不少,可按不同方式分类如下。
1.按动作原理分类,可分为电磁继电器和感应继电器电磁继电器是通过继电器线圈中的电流在磁路的气隙(铁心与衔铁之间)中产生电磁力。
吸引衔铁,带动接点动作的。
此类继电器数量最多。
感应继电器是利用电流通过线圈产生的交变磁场与另一交变磁场在翼板中所感应的电流相互作用产生电磁力,使翼板转动而动作的。
2.按动作电流分类,可分为直流继电器和交流继电器直流继电器是由直流电源供电的,它按所通电流的极性,又可分为无极、偏极和有极继电器。
直流继电器都是电磁继电器。
交流继电器是由交流电源供电的。
它按动作原理,有电磁继电器,也有感应继电器。
整流式继电器虽然用于交流电路中,但它用整流元件将交流电整流为直流电,所以其实质上是直流继电器。
3.按输入量的物理性质分类,可分为电流继电器和电压继电器电流继电器反映电流的变化,它的线圈必须串联在所反映的电路中。
该电路中必有所被反映的器件,如电动机绕组、信号灯泡等。
电压继电器反映电压的变化,它的线圈励磁电路单独构成。
4.按动作速度分类,可分为正常动作继电器和缓动继电器正常动作继电器衔铁动作时间为0.1~O.3 s。
大部分信号继电器属于此类。
一般无需方加此称呼。
缓动继电器,衔铁动作时间超过O.3 s。
又分为缓吸、缓放。
时间继电器是利用脉冲延时电路或软件设定使之缓吸。
缓放型继电器则利用短路铜环产生磁通使之缓动,主要取其缓放特性。
5.按接点结构分类,可分为普通接点继电器和加强接点继电器普通接点继电器具有开断功率较小的接点的能力,以满足一般信号电路的要求,多数继电器为普通接点继电器。
一般不加此称呼。
加强接点继电器具有开断功率较大的接点的能力,以满足电压较高、电流较大的信号电路的要求。
五、安全型继电器我国信号中应用最为广泛的是AX系列继电器,其基本结构是直流无极继电器,其他类型继电器由无极继电器派生而出。
下面以直流无极继电器和整流式继电器为例说明信号继电器的原理和应用。
1.直流无极继电器(1)结构直流无极继电器外观如图2-2所示,其结构如图2-3所示,由直流电磁系统和接点系统两部分构成。
电磁系统由线圈、铁芯、轭铁、衔铁等组成。
线圈通电后产生磁场,吸起衔铁;线圈断电时依靠重力作用使衔铁可靠释放。
接点系统包括拉杆和接点组,接点组分为静止的前接点、后接点和固定在拉杆上的动接点。
接点的接通情况可以反映继电器的状态,用于控制其它设备。
直流无极继电器共有8组接点,彼此绝缘但动作一致。
图2-2 直流无极继电器图2-3 直流无极继电器结构示意图(2)工作原理当线圈通以直流电流后,产生磁通,经铁芯、轭铁、衔铁和气隙,形成闭合磁路,因而使铁芯对衔铁产生吸引力。
当此吸引力增大到足以克服重锤片和拉杆等重力时,就能将衔铁吸向铁芯,于是衔铁带动拉妒推动动接点向上动作,使动接点与前接点闭合,此时称为励磁状态(又称为吸起状态)。
当线圈中的电流减少或断电时,磁路的磁通随之减少,铁芯对衔铁的吸引力相应减少,当吸引力不足以克服重锤片和拉杆的重力,衔铁即释放,使动接点与前接点断开并与后接点闭合,此时称为失磁状态(又称为落下状态)这种继电器的电源使用直流电,同时继电器的动作与通入的动作与通入线圈的电流方向无关,故称为无极继电器。
2.整流式继电器整流式继电器应用于交流电路中,其电磁系统、接点系统、动作原理与直流无极继电器相同,在直流无极继电器的基础上增加整流电路,一般采用四个二极管组成的桥式整流电路,如图2-4所示,将交流电源整流后输入继电器线圈。
安全型继电器有多种类型,满足铁路信号电路的不同需求,经过现场几十年的运用考验证明其安全可靠、性能稳定,是目前我国铁路信号的重要基础设备之一。
图2-4 桥式整流电路整流式继电器的线圈、整流器与电源片连接如图2-5所示。
(a)JZXC—H156及JZXC—H18型 (b)JZXC-480型 (c)JZXC-014型图2-5 整流式继电器的线圈、整流器与电源片连接整流式继电器的接点系统的结构与无极继电器相同,零部件全部通用,只是接点的编号区别。
整流式继电器动作原理与无极继电器相同,但由于交流电源通过整流后动作继电器,在线圈上加上的是全波或半波的脉动直流电,其中存在交变成分,使电磁吸引力产生脉动,工作时发出响声,对继电器正常工作带来不利影响。
第二节信号机信号有广义和狭义两种含义。
广义的信号是运输系统中,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、自动控制及远程控制技术的总称,它包括车站信号、区间信号、机车信号、道口信号等。
狭义的信号是在行车、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。
本章讲述的信号指的是后者,而且是后者中的固定信号。
为指示列车运行及调车作业的命令,必须根据需要设置各种信号机和信号表示器,它们是各种信号系统中不可缺少的组成部分,用来形成信号显示,指示运行条件。
目前我国信号普遍采用色灯信号机,包括广泛使用的透镜式色灯信号机和新型的组合式色灯信号机及LED信号机,其他类型的信号机已逐渐淘汰。
一、信号的含义信号包括听觉信号和视觉信号。
听觉信号又称音响信号,是用音响表示的信号,如用号角、口笛、机车鸣笛、响墩等发出的信号,它以音响的强度、频率和时间长短来表达信号含义。
视觉信号是用颜色、形状、位置、显示数目及灯光状况表达的信号,如用信号旗、信号灯、信号牌、信号机、信号表示器、信号标志显示的信号。
视觉信号按信号机具是否移动分为手信号、移动信号和固定信号。
手持信号旗或信号灯发出的信号,叫手信号。
在地面上临时设置的可以移动的信号牌,叫做移动信号,如为防护线路施工地点临时设置的方形红牌、圆形黄牌等。
为防护一定目标,常设于固定地点的信号,叫固定信号。
如设于地面的信号机和信号表示器等,都是固定信号。
在机车司机室内设置指示列车运行前方条件的信号,叫机车信号,它对于机车是固定的,也属于固定信号。
电务部门负责维护的信号只是固定信号,包括地面固定信号和机车信号,其他各种信号机具由使用部门负责使用和维护。
平时所说的信号一般专指固定信号,本节介绍的也只是固定信号。
二、禁止信号和进行信号在我国,按照运营要求,采用以下基本信号:其一,要求停车的信号;其二,要求注意或减速运行的信号;其三,准信号或停车信号,要求注意或减速运行的信号以及准许按规定速度运行的信号,都叫做进行信号。
要求停车的信号叫做禁止信号或停车信号,要求注意或减速运行的信号以及准许按规定速度运行的信号,都叫做进行信号。
我国视觉信号的基本颜色是红色、黄色和绿色。
其中红色信号的基本意义是停车,黄色信号是注意或减速运行,绿色信号是按规定速度运行。
三、固定信号分类1.按设置部位分类,可分为地面信号和机车信号地面信号是设于车站或区间固定地点的信号机或信号表示器,用来防护站内进路或区间闭塞分区以及道口。
机车信号设于机车驾驶室内,用来复示地面信号显示,以及逐步成为主体信号使用。
2.按信号机构造分类,可分为色灯信号机和臂板信号机色灯信号机是用灯光的颜色、数目及亮灯状态表示信号含义的信号机。
它具有昼夜显示一致、占用空间小等特点,但需可靠的交流电源。
色灯信号机按信号机构的构造又分为探照式、透镜式和组合式,以及LED式。
透镜式色灯信号机是以凸透镜组为集光器的色灯信号机。
透镜组由无色的外透镜和有色的内透镜组成,显示的颜色取决于内透镜的颜色。
它的每个灯位固定一种颜色,多种颜色由多个灯位完成显示,故又称多灯信号机。
其主要优点是结构简单、维修容易,因而使用很广泛。
但其光系统存在一定的缺点,光通量不能充分利用,在曲线线段上不能连续显示。
组合式色灯信号机是为克服透镜式信号机的缺点而研制的新型信号机构。
信号灯泡发出的光由反射镜会聚,经滤色片变成色光,再由非球面镜聚成平行光束,偏散镜折射偏散,能保证信号显示在曲线线段上的连续性。
信号机构采用组合形式,一个灯位为一个独立单元,配一种颜色,使用时根据需要进行组合,故称为组合式色灯信号机。
它是信号机比较理想的更新换代产品。