铁道信号基础设备实验报告

西南交通大学铁路信号基础设备及原理
实验报告
实验一铁路信号机的原理及维护
实验二信号继电器的原理及维护
实验三转辙机的原理及维护
（2010～2011 学年第一学期）
指导老师：xxxxxxx
班级：09 信号x班
小组成员：xxxx 200986xx
xxxx 200986xx
xxxx 200986xx
xxxx 200986xx
实验地点：成都电务段燕岗练兵场
2010年12月25日
实验目的
铁道信号基础设备及原理是一门实践性、应用性极强的课程，通过本实验课程的学习，可以使学生掌握信号机、信号继电器、轨道电路、转辙机的基本结构与组成，及其工作原理，结合铁路信号新技术的发展和铁路现场的工作需要，适当开设针对新型信号设备原理认识的实验内容，使理论与实践相结合，提高学生的应用能力，并为后续专业课程的学习打下良好基础。

实验方式及基本要求
实验方式：演示性实验，由教师和现场技术人员共同演示指导
实验地点：成都电务段燕岗练兵场。

由于校内实验设备缺乏，组织前往成都电务段燕岗练兵场进行。

基本要求：学生每次做实验前，写出实验预习笔记，经老师检查合格后，方可开始实验。

学生在观察学习教师实验时，必须清楚实验目的，实验的基本原理。

实验时，按照现有教材和老师的指导要求进行理解和学习，并做演示实验课堂笔记，不可乱动实验仪器，违规操作。

完成实验后，经老师查看演示实验笔记后方可离开实验场地。

实验设备及器材配置
信号电源、信号机、信号继电器、转辙机。

实验原理与内容
实验一铁路信号机的原理及维护
实验内容
基本组成及设置位置，包括进站信号机、出站信号机、调车信号机、通过信号机和驼峰信号机等；日常维修基本内容、方法，包括点灯变压器Ⅰ、Ⅱ次电压的测试。

实验原理
一、信号机的设置位置：
1、进站信号机：
进站信号机的作用是：防护车站；指示进站列车的运行条件；完成联锁任务，保证进路安全可靠。

所以车站在列车的入口处，都必须装设进站信号。

进站信号机，应尽量避免设在停车后启动困难的上坡道上，地势险峻地点、隧道内、桥梁上，以及在停车后不能全部出清桥梁和隧道的停车地点
2、出站信号机：
出站信号机的作用是：作为列车占用区间的凭证，指示列车可否进入区间；与车站发车
进路和敌对进路相联锁，信号开放后保证进路安全可靠；指示列车在站内停车的位置。

所以，车站发车线（含救援列停留线、军用发车线）上应装设出站信号机。

每一发车线均应单独装设出站信号机（线群出站信号机除外）。

出站信号机应设在每一发车线的警冲标内方（对向道岔为尖轨尖端）适当地点。

3、调车信号机：
凡有调车作业的集中联锁的车站（场）均应设置调车信号机。

调车信号机的设置应根据车站的调车作业过程和调车工作的繁忙程度、站内必要的平行进路和较短的机车走行距离而确定。

4、通过信号机：
通过信号机装设在自动闭塞区段时，是作为指示列车能否进入闭塞分区（自动闭塞区段两架通过信号机之间的区间称为闭塞分区）之用；装在非自动闭塞区段线路所处的通过信号机，是作为指示列车能否进入所间区间（两线路所或线路所与车站间的区间，称为所间区间）之用。

通过信号机应设在闭塞分区或所间区间的分界处。

二、信号机的分类
信号机分为臂板信号机和色灯信号机，有进站信号机、出站信号机、通过信号机、遮断信号机、预告信号机、调车信号机、驼峰信号机、进路信号机、复示信号机。

以下简单说三显示区段色灯信号机。

进站信号机：
绿灯：正线通过。

一个黄灯：进正线停车。

两个黄灯：进侧线停车。

红灯：不许越过。

一个红灯和一个月白灯：引导进站。

出站信号机：
一个绿灯：准许发车。

黄灯：准许列车由车站出发，表示运行前方至少有一个闭塞分区空闲。

红灯：不许越过。

两个绿灯：自动闭塞区段表示去往非自动闭塞区段，半自动闭塞去间表示开往次要线路。

在兼作调车信号机时，一个月白色灯光：准许越过该信号机调车。

通过信号机：
一个绿灯：准许列车按规定速度运行，表示运行前方至少有两个闭塞分区空闲。

一个黄灯：要求列车注意运行，表示运行前方有一个闭塞分区空闲。

一个红灯：列车应在该信号机前停车。

装有容许信号的通过信号机，容许信号显示一个蓝色灯光：准许列车在通过信号机显示红灯的情况下不停车，以不超过20公里/小时的速度通过，运行到次一通过信号机，并随时准备停车。

遮断信号机：
一个红色灯光：不准列车越过该信号机。

不着灯时，不起信号作用。

预告信号机：
一个绿灯：表示主体信号机在开放状态。

一个黄灯：表示主体信号机在关闭状态。

调车信号机：
一个月白色灯：准许越过该信号机调车。

一个蓝色灯光：不准越过该信号机调车。

驼峰信号机：
一个绿灯：准许机车车辆按规定速度向驼峰推进。

一个绿色闪光灯光：指示机车车辆加速向驼峰推进。

一个黄色闪光灯光：指示机车车辆减速向驼峰推进。

一个红灯：不准机车车辆越过该信号机或指示机车车辆停止作业。

一个红色闪光灯光：指示机车车辆自驼峰退回。

一个月白色灯光：指示机车到峰下。

一个月白色闪光灯光：指示机车车辆去禁溜线。

三、提出问题：
1、为什么进站信号机的具体设置，应距列车进站时遇到的第一个道岔尖轨尖端（顺向
时为警冲标）大于50米的地点？
答：上述的50米距离是考虑能满足一台机车挂一二辆货车，有一轨道转向另一轨道时，不至于越过站界，因为越出站界，将要办理越出站界调车的手续。

2、设置出站信号机时，除应保证该线所规定的股道有效长度外，还应考虑那些情况？
答：（1）在无轨电路的车站上，出站信号机在不侵入建筑接近界限的条件下，应尽量缩小与警冲标的距离，以增加股道的有效长度。

（2）在装有轨道电路的车站上，钢轨绝缘距警冲标应不小于3.5米和不大于4米。

（3）绝对禁止侵入建筑接近界限。

3、预告信号机的设置应注意哪些问题？
答：（1）自动闭塞区段，进站信号机前方的通过信号机，已经起到了预告信号机的作用，所以不再装设预告信号机。

（2）不论是否装设机车信号（点式或接近连续式机车信号）的半自动闭塞区段，进站信号机前方均应装设预告信号机。

（3）在半自动闭塞区段，通过信号机是为了提高列车通过能力而设，列车在接近信号时，必须预先了解其显示状态，才能安全高速地行车。

遮断信号机所防护的都是可危及行车安全的地点。

所以，在遮断信号机和半自动闭塞区段的通过信号机前方，均应装设预告信号机。

（4）当预告信号机显示黄色灯光时，列车必须准备在其主体信号机前方停车，所以预告信号机与主体信号机的距离规定不得少于800m，以满足列车制动距离的要求。

（5）当预告或其主体信号机的显示距离不足400m时，为了让司机预先有足够的时间确认信号，在这种情况下，规定预告信号机距主体信号机不得少于1000m。

实验二信号继电器的原理及维护
实验内容
信号继电器的分类；无极继电器、偏极继电器、整流继电器、无极加强继电器、极性保持继电器、交流继电器和时间继电器的工作原理；对交流二元二位继电器轨道线圈端子电压和轨道与局部相位角的测试。

实验原理
一、继电器的组成及工作原理
1、组成：
由接点系统和电磁系统两大部分组成，电磁系统由线圈、固定的铁心、轭铁以及可动的衔铁。

接点系统由动接点、静接点构成。

2、动作原理
当线圈中通入一定数值的电流后，由于电磁作用或感应方法产生电磁吸引力，吸引衔铁，由衔铁带动接点系统，改变其状态、从而反映输入电流的状况。

最基本的工作原理：
线圈通电→产生磁通（衔铁、铁心）→产生吸引力→克服衔铁阻力→衔铁吸向铁心→衔铁带动动接点动作→前接点闭合、后接点断开。

（信号继电器吸起）
电流减少→吸引力下降→衔铁依靠重力落下→动接点与前接点断开，后接点闭合。

（信号继电器落下）
可见，信号继电器具有开关特性，利用其接点的通、断电路，从而构成各种控制表示电路。

二、有关参数测试：
1、测触点电阻
用万能表的电阻档，测量常闭触点与动点电阻，其阻值应为0，(用更加精确方式可测得触点阻值在100毫欧以内)；而常开触点与动点的阻值就为无穷大。

由此可以区别出那个是常闭触点，那个是常开触点。

2、测线圈电阻
可用万能表R×10Ω档测量继电器线圈的阻值，从而判断该线圈是否存在着开路现象。

3、测量吸合电压和吸合电流
找来可调稳压电源和电流表，给继电器输入一组电压，且在供电回路中串入电流表进行监测。

慢慢调高电源电压，听到继电器吸合声时，记下该吸合电压和吸合电流。

为求准确，可以试多几次而求平均值。

4、测量释放电压和释放电流
也是像上述那样连接测试，当继电器发生吸合后，再逐渐降低供电电压，当听到继电器再次发生释放声音时，记下此时的电压和电流，亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流。

一般情况下，继电器的释放电压约在吸合电压的10～50％，如果释放电压太小（小于1/10的吸合电压），则不能正常使用了，这样会对电路的稳定性造成威胁，工作不可靠。

三、提问：
1、信号继电器有哪些常见故障?
答：常见的故障有：熔断、断线、脱焊、螺丝松脱、线圈烧坏、接点接触不良、插接件接触不良、线间绝缘不良、线路混入电源等。

使电路开路（断线故障）：吸起的继电器错误落下，或使应吸起的继电器不能吸起。

使电路短路（混线故障）：使不应吸起的继电器错误吸起，或使已吸起的继电器不能落下。

2、继电器电路的安全措施有哪些?
答：(1)、选用继电器的励磁状态作为信号开放的条件。

(2)、对于控制较远距离的继电器等元件，将电源与继电器设在不同端。

(3)、采用双极接通电路(控制去线和回线都串入控制的条件接点）
(4)、继电器不工作时分路（短路）继电器线圈。

(5)、避免对几个继电气电路采用共用回线。

3、熄灭接点电弧的条件和方法是？
答：熄灭接点电弧的条件是：接点断开时电路中的电流值必须都在di/dt<0的情况下，也就是说，负载的伏安特性直线必须在电弧伏安特性曲线之下。

方法是：（1）、降低负载的伏安特性曲线。

（2）、抬高电弧伏安特性曲线。

实验三转辙机的原理及维护
实验内容
ZD6型电动转辙机道岔装置组成、结构及工作原理；日常维修内容，道岔机械调整基
本内容及方法；道岔电气特性测试内容及方法。

实验原理
1．基本原理
（1）转辙机：岔控制系统的执行机构。

用于转换锁闭道岔尖轨或心轨，表示监督联锁区内道岔尖轨或心轨的位置和状态。

基本功能具有道岔转换器、锁闭器和监督表示器的功能。

作为转换器，应具有足够大的牵引力以完成道岔尖轨或心轨的转换，因故转换不到其极限位置时，应能随时操纵使其返回原来的位置。

作为锁闭器,当道岔尖轨或心轨转换到一个极限位置时，对尖轨或心轨实施锁闭，不应因外力辆除该锁闭；因故转换不到极限位置时，不应实施锁闭。

作为监督表示器，应能实时反映道岔的定位、反位和挤岔四开状态。

构成：应由动力、传动、表示和锁闭等部分构成。

（2）联结器：擦联结器将齿轮变速后的旋转力传递给滚珠丝杆，摩擦联结器内有三对主金属摩擦片，分别固定在外壳和滚珠丝杆上，摩擦片的端面有若干压力弹簧，通过调整弹簧压力，可以使主摩擦片之间的摩擦结合力大小发生变化，实现了电动机和传动机之间的软联结，擦联结器调整好的摩擦力必须稳定才能保证转辙机的可靠工作。

（3）切销：销挤切孔为圆形，主销能顺利插入起主要联结作用。

副销挤切孔为扁圆形，副销插入起备用联结作用。

主销和副销把动作杆和齿条块连成一体。

挤岔时，来自尖轨的挤岔力推动动作杆，当此力超过挤切销能承受的机械力时，主、副挤切销先后被挤断，动作杆在齿条块内移动，道岔即与电动转辙机脱离畸形儿联系，保护转辙机主要机件和尖轨不被损坏。

挤岔后，只要更换挤切销即可恢复使用。

（4）移位接触器：位接触器安装于机壳内侧，动作杆上方。

由触头、弹簧、顶销、接点、调节筒、扁螺母、垫圈、开关座、隔板、开关盒、弹片架、防转板、接点弹片银触头、垫圈螺钉、小盖板、接点板、垫片组成。

（5）安全接点：全接点11—12是这段开关，它在开关锁的直接操纵下闭合和断开，需要内部检修或人工断开动作电路时，用钥匙打开开关锁，断开安全接点，切断动作电路，起到保护作用。

（6）挤岔：岔有两种情况，即有气压时和无气压时。

有气压时，即正常工作时，挤岔力由尖端通过密贴调整杆传到活塞杆，克服电控转辙机各部件的阻力和压缩空气在活塞杆上所产生的作用力，尖轨被挤到另一位置。

无气压（包括气压小于250kPa）时，锁闭杆阀杆头部将活塞锁住，如果挤岔力较大便将阀杆端部挤断。

（7）四开道岔：侧尖轨均不与基本轨密贴时，称为四开道岔。

（8）四分厘密贴检查：于道岔位置表示系统的密贴检查器，在第一牵引点中心线处尖轨或心轨密贴时有4mm及以上间隙，不应接通道岔表示。

当尖轨或心轨从密贴位离5mm 及以上缝隙时，应断开道岔。

（9）密贴：贴就是尖轨与基本轨紧密融合。

2．有关参数测试
转矩、转速、功率、电压、电流、绕组电阻、绝缘电阻等参数。

3．问题提出
（1）ZD6型电动转辙机如何让转动？如何对道岔起到转换、锁闭作用？如何调整道岔密贴？
（2）ZD6型电动转辙机如何安装？何为正装和反装？在什么情况下定位1、3排接点接通？在什么情况下定位2、4排接点接通？
（3）ZD6型电动转辙机的自动开闭器有哪些部件组成？如何实现速动？。