信号基础教案

信号基础教案
第一节：铁路信号概述
一、什么是铁路信号
信号在铁路上有两种意义：第一种意义是指铁路上的信号、联锁、闭塞设备的总称，一般都叫他为铁路信号。
第二种意义是指对行车和与行车有关人员发出的指示列车运行和调度工作的命令。有关行车人员必须严格按信号的指示办事。
二、为什么要设置铁路信号
为了解决站内及区间的行车安全和运行效率，使列车在站内行驶或调车作业，其走行的路径是由道岔的位置来决定的，利用道岔的开通位置可以排出不同的进路，使司机凭着车站信号按照规定的信号显示及时准确地掌握进路的开通情况，才能安全有效地驾驶列车运行或进行调车作业，这些设备称之为信号设备。
为了解决车站内的行车和调车的安全及行车效率，必须科学地将站内信号机、道岔、轨道电路和每项信号设备有机地联系起来防止人为失误，这种关系称之为联锁关系。
为了解决区间线路上的行车安全和运行效率，防止列车迎面冲突或后续列车的尾追事故，将车站与车站之间采用信号设备进行锁闭，使司机凭着区间信号的显示，按照规定的信号显示运行，这种设备称之为闭塞设备。
总之，铁路信号就是为解决铁路运输安全和效率的问题而设置的一种技术设备。
铁路信号是铁路运输生产的一个生产部门。它的作用是保证行车安全，提高运输效率，提高劳动生产率。改善运输人员的劳动条件，是直接指挥行车的工具，在铁路现代化建设中，将越来越显示其重要的作用。
铁路信号应遵循的规则：故障-安全原则：当信号设备发生故障时，应倒向其安全侧。称其为故障安全原则。
三、铁路信号的发展状况
车站联锁设备分为：非集中联锁、集中联锁、计算机联锁等设备。
机械（联锁箱）联锁、电锁器联锁、电气集中联锁、微机联锁统称为集中联锁设备。目前在我国使用的联锁设备，凡是非集中操纵的设备大都采用电锁器联锁，凡是集中操纵的大都采用电气集中联锁。随着电子工业发展，电子技术越来越多地被运用到信号设备上来，这种设备称之为计算机联锁。
站间闭塞设备的发展：电话、电报闭塞，路签牌闭塞，半自动闭塞，自动闭塞设备。
建国初期采用电话、电报闭塞，五十年代采用路签牌闭塞，五十年代末至六十年代初采用半自动闭塞，七十年代末采用自动闭塞设备。（现在的自动闭塞设备装置主要是：25HZ交流计数、电码极频、移频8信息、移频18信息、ZPW—2000A无绝缘自动闭塞设备。）现在又在自动闭塞的基础上安装了机车信号装置，对保证行车安全起到了一定的作用。
开发高速铁路展示铁路现

代化的一个显著标志将列车时速提高到两百公里每小时以上的线路，机车车辆及各项信息技术的现代化水平。信息技术包括三个重要的子系统：
1．列车运行自动控制子系统（ATC）
2．列车调度信息管理子系统（CTC）
3．综合数字通信网子系统（IDN）
TDCS：列车调度指挥系统
ATP：列车超速防护系统
SAM：编组站综合自动化系统
第二节：电务部门与其它部门相关设备的分工
一、车务部门应负责
1、清除臂扳信号机上的积雪和污物。
2、保管及清扫有关照明灯具（灯框、电灯泡等）、更换、补充电灯泡、灯罩、灯芯等。
3、清扫转换锁闭器、转辙锁闭器、牵纵拐肘、道岔表示器、尖轨滑床板及电动（空、液）转辙及道岔部分，并清除积雪及障碍物。
4、对导线反正扣、信号杆、转辙杆的外部进行清扫、注油及调整。
二、与工务部门对行车设备相关部分的分工
1、道岔各连接杆、基本轨道长垫扳、可动心轨道岔的心轨一动、二动拉扳及其与心轨连接的螺栓、钢岔枕与钢轨的联接螺栓、轨道绝缘部分的鱼尾板及其螺栓等有关线路强度的金属部分的检查、维修、更换，由工务部门负责。有关电气特性的绝缘部分、可动心轨道岔的锁闭板、锁闭扳下的塑料绝缘垫片及锁闭扳与钢枕的联接螺栓、心轨一动、二动拉板安装外锁闭方孔的维修，由电务部门负责。
2、轨距杆由工务部门负责。附有绝缘的规矩杆的保证电气特性的绝缘部分由电务部门负责检查。由于绝缘发生问题需要更换时，由电务部门通知工务部门进行更换。
3、各种道岔转辙机及表示器、检查器、锁闭装置、导管装置、连结杆及安装装置有电务部门负者;与钢轨、钢枕联接的钻孔工作，由施工部门负责。
4、电务和工务部门相互配合进行道岔检轨的米铁盒动成调整工作。更换道岔基本轨时，连结电务设备的螺栓眼孔由电务确定，由工务打眼孔。
5、锰钢辙岔上的导电销，日常由电务部门负责检查、保养；脱落时，由电务部门通知并配合工务部门焊修。
轨道电路绝缘接头的金属强度部分由工部门负责；电气特性的绝缘部分由电务部门负责；在钢轨上安装轨道电路连接线的钻眼工作，在新建或大型技改工程时，由电务部门负责，在大、中修时，由主要施工单位负责。
6、工电部门对行车设备相互关联部分，应加强协作，密切配合。工务部门工作时，电务部门应负责绝缘材料，连接线的拆装及绝缘性能良好。
三、道岔安装装置及表示器的分工
联锁区域内及编组线、专用线、端管线上的道岔安装装置、表示器、邮电务部门负责维修，在上述线路上的重锤扳道器、弹簧扳道器由工务部

门负责维修。
脱轨道岔、脱轨器上的表示器、由电务部门负责维修。
进路、发车表示器、由电务部门负责维修。水鹤表示器由机务部门维修。
四、供电设备分管范围的划分
1、对自动闭塞信号的供电，以电杆上电缆盒分界。电缆盒以上的引线和电线路由供电段负责管理，电缆盒以下由电务部门负责管理。
2、自动闭塞信号通过电力专用线路基电缆印制继电器箱内，维修以箱内熔断器由电务部门负责管理。电线路盒引入电缆由供电端负责。
3、道岔标志盒其他信号标志的供电，以电缆终端熔断器为界。熔断器、电缆桩由供电段管理，熔断器以下至信号设备，由电务部门管理。熔断丝由电务部门更换。
4、信号楼继电器室的供电电缆引入线，其分界点为进站口附近室内开关箱中开关的电源端子。开关端子至引入电缆由供电段负责管理。开关至负荷侧由电务部门管理。
5、吸流变压器的吸上线与AT区段的PW线与扼流变压器相连时，轨道电路用的扼流变压器的连接板由电务段管理，连接板上的螺丝和吸上线由供电端管理。
6、道口设备的电源，在有电力贯通线的区段，由供电端负责引入。
7、维修大型养路机械的准备工作：大型养路机械在线路上维修作业前，影响由设备负在钢轨、轨枕上的单位发出通知，设备说书单位负责将设备拆除，并在作业后恢复原状。
第三节：信号机的分类、显示距离及设备的建筑限界
一、信号机的分类
1、信号装置一般分为信号机和信号表示器两类。
2、信号机按类型分为：色灯信号机、臂板信号机和机车信号机。
3、信号机按用途分为：进站、出站、通过、遮断、驼峰、驼峰辅助、复示、调车信号机。
4、信号表示器分为：道岔、脱轨、进路、发车、发车线路、调车、水鹤、及车档表示器。
二、在正常情况下各种信号及机表示器的显示距离
1、进站、通过、遮断信号机的显示距离不得少于1000米；
2、高柱出站、高柱进路信号机的显示距离不得少于800米；
3、预告、驼峰、驼峰辅助信号机显示距离不得少于400米；
4、调车、矮型出站、矮型进路、复示信号机、容许、引导信号及各种表示器不得少于200米；
5、在地形、地物影响视线的地方，进站、通过、预告、遮断信号机的显示距离，在最坏的条件下不得少于200米。
三、各种信号设备的建筑限界
1、测量方法：以所测设备所属轨道中心至设备突出边缘。一般测量设备限界时，由于轨道中心点在现场不太容易找准，易出现测量误差。因此测量时，先测设备突出边缘距钢轨平面内侧的距离，再加上标准轨距1435mm的一半即可。
2、设备建筑接近限界标准
信号

设备建筑限界表
设备名称或距轨面高度（mm）
所属轨道中心至设备突出边缘的距离（mm）
规定标准
未改造营业线
正线信号机、站线信号机（通行超限货物列车）
2440
2100
站线信号机
2150
1950
继电器箱及表示器等
1100以上
正线
2440
2100
侧线
2150
1950
350~1100（含1100）
1875
1725
200~350（含350）
1725
1600
25~200 （含200）
1500
25以下
1400
1400
高柱正线信号机限界测量：3000mm以下为2440mm；3000mm~4500mm进似为2000mm；4500mm~5500mm,近似为1400mm。
第四节：信号设备的编号及规则
一、设备编号规则
信号设备分布在车站内各个不同地点，直接与行车有关。工务、电务、机务和车站等有关人员应共同统一顺序编号，确保号码一致。道岔、股道、信号机的编号，原则上应以设计图纸和竣工图纸为准。
1、信号机的编号
进站信号机的编号是按照运行方向，上行用S，下行用X表示。若：在同一咽喉由几个方向的线路接入车站，则在S或X的右下角缀上该信号机所属区间线路名称的拼音字头。如：山海关方面是上行进站信号机用：SS 表示；北京方面是下行进站信号机用：XB 表示。
出站信号机：上行用S，下行用X，在文字的右下角缀上股道号，如S2、X2；当有数个车场时，则先加车场号，再在右下角缀以股道号，如：S? 2、S?? 3。
调车信号机：以“D”字，再在右下角缀以顺序号。调车信号机编号，上行用双号，下行用单号。设在股道上的调车信号机的编号按股道顺序编号。
自动闭赛区间的一般通过信号机，以其所在位置的公里的公里标来编号，编号的最后一字取较相邻近的百米标数。
2、道岔编号
（1）由上行列车到达方向起，顺序编为双数；由下行列车到达方向起，顺序编为单数。如车站一端有两个以上方向时，道岔应按主要方向编号。
（2）在尽头站，向线路终点方向顺序编号。
（3）一个车站由几个车场时，每个车场的道岔必须单独编号，不得重复。为了区别车场，道岔号码使用三位数字。百位数表示车场号码。如：101~109或201~299。个别车场的咽喉道岔超过50组时，可以编为千位数。如：1101、1103、1110、1112。
3、股道编号
单线区段的车站，从靠近站舍的线路起，向远离站舍方向顺序编号；双线区段内的车站，从正线起顺序编号，上行为双号，下行为单号。
4、轨道电路编号
轨道电路用的箱盒必须写清号码，并应表明是送电还是受电。送电用符号 + 受电用符号 ?
一个轨道电路区段，若只有一组道岔，就用该道岔命名，如1DG、3DG、5DG；若包括两组道岔就用两组道岔号码命名，如9-15DG、17-23DG、19-27DG、若包括三组或三组以上的道岔，要用该区段道岔

最大号和最小号命名；无岔区段以相邻的两组道岔命名，如5/19WG；到发线区段以股道命名，如IG、IIG等。
5、方向电缆盒的编号
方向电缆盒的编号，与道岔编号基本相同：由上行列车到达方向起，顺序编为双数，下行列车到达方向起，顺序编为单数。信号用方向电缆合，注以“X”字，如——线上的字母代表电缆盒的用途，“X”代表信号或信号机，“C”代表道岔，“G”代表轨道电路。数字代表编号，线下的数字代表电缆盒所处的坐标位置。
6、其他器材的编号
室内外各种继电器、变压器、电阻器、电容器都应编号或者编写符号；这些编号、符号对不同单位有不同的用处。如设计、施工、维修都比较方便
二、内外设备各端子编号
为了便于维修、施工和处理故障，各种电缆盒、变压器箱的配线端子，并用红点和箭头标明。
1、终端电缆盒端子编号
终端电缆盒HZ-12、HZ-24端子的编号规定从基础开始，顺时针依次编号
2、方向电缆盒端子编号
HF-4、HF-7型方向电缆盒端子编号，统一规定面对信号楼，并以“1点钟”时针位置为1号端子，顺时针方向依次排列。
3、变压器箱端子编号
变压器箱端子编号，靠箱子编为奇数，靠设备编为偶数，站在箱子引线口自右向左依次编号。
4、道岔转辙机内部端子编号
站在电机端，面向转辙机，移位接触器编号；右边为01、02，左边为03、04，安全接点编为05、06。自动开闭器从右向左依次编为1、2、3、4排，从上往下数依次是第一排编为11、12、13、14，第二排编为21、22、23、24，第三排编为31、32、33、34，第四排编为41、42、43、44。电机端子从上至下编为1、2、3、4。插接件有两排端子，右边一排编为1、3、5、7、9、11、13、15、17、左边一排编为2、4、6、8、10、12、14、16、18端子。
5、控制台零层端子编号
控制台零层包括4柱电源端子板、4柱熔断器板，30柱回流排端子18柱端子板，它们均装在控制台下部。
排列编号顺序：面对控制台后面各分段零层的左侧为4柱端子板，由上往下分别编为D1、D2、D3；接着是熔断器板，由上往下编为RD1、RD2、RD3；30柱回流排从上往下编为H1、H2、H3；18柱端子板从上到下从左到右顺序编为01、02……0n，端子板内部是控制台配线，外边是与组合架联接电缆,k表示控制台分段号。
6、组合架零层端子编号
组合架零层端子设在组合架最高层，有3个4柱电源端子板、3个熔端器端子板及7个18柱端子板。
零层端子板01~06从左到右顺序排列，其中01~03是电源端子板，04~06是电源熔断器板。18柱端子板按07~013依次排列，07、08引入经熔断器后电源或条件电源，然后转送到本组合架各个侧面的各种电源端子

上；09~013是连接控制台和组合架侧面用的。
7、组合侧面端子编号
组合架侧面端子设在组合架的每层右侧（站在架后看），每层分6行，由右向左01~06；每行18 个端子，从上往下数1~18。
8、按钮盘零层端子编号
按钮盘零层由4柱端子板3块，18柱端子板9块，熔断器板18柱端子从左往右依次排列，供人工解锁按钮配线。
9、分线盘端子编号
分线盘有若干18柱端子板，它们排列符号由下往上为F1、F2……Fn，每排从左往右依次为1、2、3……13。每行端子板左行为其数，右行为偶数，每个端子最少有两条配线；一条通过电缆去室外，另一条配线到组合侧面端子板05的各个端子。
10、电源屏端子编号
电源屏端子排列符号为D，1D为第一排，2D为第二排。其它端子从左向右依次排列。端子上端为电源屏内部配线，下端为电源输出线。
第五节：安全型继电器
一、安全型继电器型号的识别
安全型继电器的型号由两部分组成。
第一部分：用汉语拼音字母表示继电器的品种：第一个J表示继电器，第二个J表示加强接点，W表示无极，H表示缓放，Z表示整流，Y表示有极，P表示偏极，B表示半导体，DB表示单闭磁，S表示时间，X表示信号，C表示插入式。
第二部分：横线后的数字表示线圈的电阻数值，有两个数值时，分子表示前线圈电阻，分母表示后线圈电阻；只有一个数值时表示双圈串联的电阻值。
图中 ↓ 表示该继电器平时处于落下状态，↑ 表示该继电器平时处于吸起状态。安全型继电器最多有8组接点。每组接点分为前接点、后接点和中接点。无极继电器接点用两位数表示：十位数表示继电器的接点组数，个位数1表示继电器的中接点，个位数2表示继电器的前接点，个位数3表示继电器的后接点。如21表示第二组中接点，22表示第二组前接点，23表示第二组后接点。急性保持继电器接点组用三位数表示：百位数1表示极型保持继电器，十位数和个位数的表示意义和无极继电器相同。
图中（a）表示该继电器平时落下，11、13接通，11、12断开；图中（b）表示该继电器平时处于落下状态，21、23接通，21、22断开；图中（c）表示该继电器平时吸起，31、32接通，31、33断开；图中（d）表示该继电器平时吸起，41、42接通；41、43断开；图中（e）表示该继电器保持在定位吸起状态，111、113断开，111、112接通。极性保持继电器的接点不用 ↑ 和 ↓ 表示，只画定位吸起状态。
在实际电路中，只在继电器的中接点上标出第几组中接点。而前接点和后接点不再标出。根据继电器的吸起或落下状态，即可确认出继电器的前接点和后接点。
二、继电器的类型
继电器的类型很多，

共有11个品种、26种规格。在使用方面可分为插入式及非插入式两种。根据继电器的使用情况不同，有不同的分类共分为：
1、按使用的电流分类：
直流继电器—由直流电源供电，如JW、JWC、JWX、JZ、JD等型继电器，如JWXC—1000、JWXC—H340等型号。
交流继电器—由交流电源供电，如JWZ、JJZ、JJR等型继电器。
交直流继电器—由交流或直流电源供电，如JT型继电器。
2、按直流工作特性分类：
无极继电器—由直流电源供电，其动作与电流的方向无关，如JW、JWX、JD等型继电器。如JWXC—1700、JWJXC—H125/0.44型。
有极继电器—由直流电源供电，其动作与电流方向有关，按通入电流方向的不同，闭合或反位接点，如JYX、JYJX等型继电器。在道岔启动和表示电路当中的2DQJ继电器，JYJXC—220/220型。
偏极继电器—由直流电源供电，但仅当一种方向的电流通入时，才能吸合前接点，如在道岔表示电路中的表示继电器JPXC—1000型继电器
组合继电器—由直流电源供电，其结构包括有极和无极两部分，无极部分的动作与电流方向无关，有极部分的动作按电流方向的不同，吸合或断开定位或反位接点，如JZ1—600型继电器。
脉冲继电器—由脉冲电源供电时能准确动作的一种有极继电器，如JM2—110型继电器。
组合保持继电器—有极衔铁转换过程中无极衔铁保持在工作状态的组合继电器，如JZB型继电器。
3、按动作时间分类：
正常动作继电器—衔铁动作时间由0.1~0.3秒的继电器，如JWXC1—1000等型继电器。
缓动继电器—衔铁动作焊0.3秒以上，如JWX1—H340、JD5—H等型继电器。
快动继电器—衔铁动作时间小于0.1秒的继电器，如JM2—110型继电器。
4、按动作原理分类：
电磁继电器—利用电流通过线圈产生吸力来动作继电器的可动系统。属于这类继电器的有直流及交流两种，如JWX，JD，JJ等型继电器。
热力继电器—利用电流通过双金属片直接加热，或通过加热线圈间接加热的方式，使双金属片弯曲而动作接点的继电器，如JRX—30型继电器。
感应继电器—基于交变磁场与翼板中另一交变磁场所感应电流的相互作用，使翼板转动而动作接点的继电器，如JJR继电器。
5、按接点的结构分类：
普通接点继电器—具有开断功率较小的接点，满足一般信号电路的要求。
加强接点继电器—具有开端功率较大的接点，满足电压较高与电流较大的信号电路的要求。
三、安全型继电器的无极继电器的工作原理
当铁心上的线圈接入电源时，电流在铁心、轭铁、衔铁气隙等形成的回路中产生磁通，这个磁通所经过的路径叫磁路.由于磁通的作用,产生一定的电磁力.当流入线圈的电流增加

到一定安匝时,电磁力足以克服重锤片、推杆、接点弹片兑衔铁的作用力，使衔铁吸向铁心，随后衔铁推动杆上升带动中接点，使其与后接点离开与前接点闭和，这是的状态叫励磁状态。当继电器中的电流减小时，铁心中的磁通随之减小，磁极对衔铁的吸力已不能克服重锤片、推杆以及接点弹片对衔铁的作用力时，衔铁释放，使中接点离开前接点而与后接点闭合，这种状态称为失磁状态。
第六节：施工技能
一般信号基础的埋设标准
1、继电器箱基础顶面高出地面250mm。基础螺丝中心距相邻轨道中心距离不少与2820mm.。
2、轨道电路变压器的基础面与所属线路钢轨底平。相中心距轨道中心为2100mm.。
3、方向盒的基础与钢轨平行，基础面露出地面150mm~200mm.。
4、道岔启动箱基础螺栓中心距线路中心不小于2200mm,基础顶面与钢轨底部水平。
5、对于高柱信号机用的变压器箱（或电缆盒），其基础面应高出地面200mm。
6、矮型信号机用的终端电缆盒，其基础面应高出地面200mm。
7、埋设矮型信号机基础时，基础面高出所属线路轨面250mm士50mm，其倾斜量在300mm间距处不超过10mm。以上各基础倾斜均不得越过10mm.
二、信号机
一）设置的原则要求
信号机都必须设置在列车运行方向的左侧或者所属线路的中心线上空。不得已虚设于右侧时，须经铁路局批准。
二）各种信号机的作用和设置
1、进站信号机：由区间方面防护车站，是为禁止或准许列车进入车站而设置的信号机。
作用：⑴防护车站；⑵指示列车运行条件；⑶锁闭接车进路，并与敌对信号相联锁
设置：进站信号机应设于距列车进站时遇到的第一个道岔尖轨尖端不少于50米的地点，如因调车作业和制动距离的需要，一般不超过400米。如因地形限制致使信号机显示不良仍需外移时，亦不宜超过600米。
2、出站信号机：是用以防护发车进路和区间，禁止或准许列车由车站开往区间而设置的信号机。
作用：⑴作为列车占用区间的行车凭证，指示列车可否进入区间；
⑵与敌对进路相联锁，信号开放后，保证出站进路安全可靠；
⑶指示列车站内线路上的停车位置。
设置：出站信号机设于车站每一发车线的警冲标内方（对向道岔为尖轨尖端外方）线间距离足够设置信号机的适当地点。
3、通过信号机：是用以防护自动闭塞区段的闭塞分区或非自动闭塞区段的所间区间，禁止或准许列车由一个闭塞分区或所间区间开往另一个闭塞分区或所间区间而设置的信号机。
4、调车信号机：用以防护调车进路，禁止或准许调车机车进行调车作业而设置的信号机。
三）、信号机的显示
1、进站信号机的显

示：
⑴一个绿色灯光：准许列车按规定速度经正线通过车站，表示出站及进路信号机在开放状态，进路上的道岔均在开通直向位置。
⑵一个黄色灯光：准许列车经道岔直向位置，进入站内正线准备停车。
⑶两个黄色灯光：准许列车经道岔侧向位置，进入站内准备停车。
⑷一个红色灯光：不准列车越过该信号机。
⑸一个红色灯光及一个月白灯光：准许列车在该信号机前方不停车，以不超过20公里/小时速度进站或通过接车进路，并须准备随时停车。
2、通过信号机的显示：
⑴一个红色灯光：不准越过该信号机。
⑵一个绿灯：准许列车按照规定速度运行，表示前方至少三个闭塞分区空闲。
⑶一个绿灯，一个黄灯：表示前方有两个闭塞分区空闲。
⑷一个黄灯：要求列车注意运行，表示前方有一个闭塞分区空闲。
一、信号机的显示距离
1、进站、通过、接近、遮断信号机，不得小于1000m。
2、高柱出站、高柱进路信号机，不得小于800m。
3、预告、驼峰、驼峰辅助信号机，不得小于400m。
4、调车、矮型进站、矮型出站、矮型进路、复示信号机，容许、引导信号及各种表示器，不得小于200m。
在地形、地物影响视线的地方，进站、通过、接近、预告、遮断信号机的显示距离，在最坏条件下，不得小于200m。