LED鐵路信號機在礦區鐵路的應用

摘要：色燈信號機燈泡壽命短，顯示距離不足，維修量大，鑄鐵涂漆機構易銹蝕開裂脫落，需要經常維護等技術缺陷；而LED新型色燈信號機具有設計先進、燈光顯示距離遠，機構重量輕、更換方便，使用壽命不低于10年等技術特點

關鍵詞：LED信號機 礦區鐵路 使用

中圖分類號：U29文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2012)03(c)-0000-00

鶴壁煤業集團有限公司位于豫北地區，礦區煤炭外運主要通過集團公司鐵路專用線進入京廣鐵路銷往全國各地，鐵路專用線全長65km ， 北起礦區鐵路九礦站南至鶴壁站。鶴煤集團公司鐵運處主要承擔著礦區鐵路管理和鶴壁電廠電煤運輸任務。礦區鐵路事業的高速發展對鐵路信號燈及鐵路行車安全提出更高的要求。鐵路信號燈以往使用單一的白熾燈，使用壽命短、更換頻率高、勞動強度大，無論是行車還是維修人員的的安全都存在很多的危險，需要通過更換成LED鐵路信號機來滿足更高的要求。

1 本次改造范圍及預期效果

本次著重對鶴煤公司所轄專用線的11個有人看守鐵路道口、十礦站和龐村站共67架信號機進行改造。通過本次改造勢必增加鐵路運能、提高工作質量和運輸效率，在確保行車安全和節能降耗方面必將產生良好的效果

2 傳統色燈信號機的缺點

傳統色燈信號機的缺點：可靠性差、壽命短、易斷絲、工效低；需要10倍于額定電流的沖擊電流；濾色鏡使光色不純；燈光發光效率低；燈泡壽命不足1000h，適應速度更需要100000us;耐振動性差，易折斷；維修工作量大。

3 LED色燈信號機構的優點

LED色燈信號機構采用輕便、耐腐蝕的單燈鋁合金機構，組合靈活、安裝簡單。顯示距離超過1．5 km，且清晰可辨、安全可靠。通過監測控制系統的電流，可監督信號顯示系統的工作狀態，預警異常情況，有助于準確判斷故障點，便于及時處理故障。用LED取代傳統的雙絲信號燈泡和透鏡組，具有以下顯著優點：

(1)可靠性高。發光盤是用上百只發光二極管和數十條支路并聯工作的，在使用中即使個別發光二極管或支路發生故障也不會影響信號的正常顯示，提高了信號顯示的可靠性。

(2)壽命長。傳統的燈絲燈泡的主絲壽命為1000h，副絲為2000h，而發光二極管的壽命是100000h，是燈泡的100倍，改用發光盤后可免除經常更換燈泡的麻煩，且有利于實現免維修。

(3)節省能源。傳統信號燈泡耗電為25 w，而發光盤的耗電量還不到信號燈泡的三分之一。

(4)聚焦穩定。發光盤的聚焦狀態在產品設計與生產中已經確定，現場不需凋整，給安裝與使用帶來方便，并能始終保持良好的聚焦狀態。

(5)光度性好。發光盤除有軸向主光束外，還有多條副光束，有利于增強主光束散角之外以及近光顯示效果。

(6)無沖擊電流。點燈時沒有類似信號燈泡冷絲狀態的沖擊電流，有利于延長供電裝置的使用壽命，并減少對環境的電磁污染。

4 組成及工作原理

本次改造使用的LED色燈信號機構為XSLE型。XSLE型由發光盤、BXZ—40點燈單元和GTB隔離調壓報警單元組成。

鋁合金信號機構

鋁合金信號機構分為高柱機構和矮型機構。

(1)高柱機構。高柱信號機構由背板總成、箱體總成、遮檐和懸掛裝置四部分組成。

背板總成帶有背板，并用來安裝箱體總成。背板總成分為二燈位背板總成(設有兩個燈位安裝孔)和三燈位背板總成(設有三個燈位安裝孔)兩種。兩種背板總成的高度不同。

把每個燈位組裝成一個整體稱為高柱箱體總成。箱體總成也分為二燈位箱體總成(XSLG2型)和三燈位箱體總成(XSLG3型)兩種。兩種機構除背板總成不同外，其余均相同。用兩個箱體總成分別固定在二燈位背板總成上，即構成二燈位高柱信號機構。用三個箱體總成分別固定在三燈位背板總成上，即構成三燈位高柱信號機構。箱體總成的玻璃卡圈換上透鏡組用雙絲信號燈泡點燈，也能作為色燈信號機用。

遮槽用螺釘裝在機構箱體上的玻璃卡圈上。

懸掛裝置將背板總成固定在信號機水泥機柱上。懸掛裝置采用現有的上部托架、下部托架等設備，并經特殊的噴涂表面處理，以增強其抗銹蝕能力。

(2)矮型機構。矮型機構分為二燈位矮型機構(XSLA2型)和三燈位矮型機構(XSLA3型)兩種，其安裝方法與透鏡式信號機構相同，即廠家已按二燈位(或三燈位)組裝成一個整體。

5 經濟效益、社會效益預測

直接經濟效益

5.1.1 節約檢、維修及人工費用

根據鄭州鐵路局“鄭鐵價函（2009）774號”發布的鐵路專用線電務信號設備維修價格標準（即每架每年維修材料504元，定員0.2人），每架信號機構檢、維修費為9011.69元/年，擬更換LED新型信號機構，10年免維護無維修計算：

1架×9011.69元/年×10年=9.01萬元

按現有色燈信號機67架計算，則為67架×9011.69元/年×10年=603.78萬元

5.1.2 節能降耗

原直絲燈泡25W，擬更換LED發光二極管，比直絲燈泡節電50%-70%，即每個LED燈節省耗電15W，按10年計算：

1個×15W×24h×365天×10年×0.651元/kwh

=1314kwh×0.651元/kwh

=855.41元

按現有色燈信號機67架合計156個LED燈頭計算，則為166個×855.41元/個=14.2萬元

5.1.3 總節約費用及年均節約費用

按免維護及節省耗電計算，10年內折合總節約費用：603.78+14.2=617.98萬元

年均節約費用：617.98萬元/10年=61.8萬元

6 結語

鐵路色燈信號機采用LED技術，具有節能、可視性好、免調整、免維護、長壽命等優點，發展前景良好。