鐵路電動脫軌器信號燈控制器改進

蒙興

摘要：簡要介紹了鐵路電動脫軌器設備用途，簡要描述了鐵路電動脫軌器現場使用存在的問題，并提出了設備改進方案。

關鍵詞：鐵路電動脫軌器設備;信號燈控制器;改進

鐵路電動脫軌器是安裝于鐵路列檢作業場進行安全防護的專用設備，當作業人員在車列底部進行技術檢查作業時，外部列車車輛誤入作業線路可能會造成技術檢查人員人身傷害，此時電動脫軌器會將誤入列車車輛強行脫軌停止，以此來保證技術檢查人員的人身安全。而信號燈控制器正是電動脫軌器設備的關鍵部分，是電動脫軌器系統標識信號的控制器。目前，列檢作業場均實現了電氣化，電磁環境正是信號燈控制器需要考慮、處理、克服的主要因素。信號燈控制器功能實現不是主要難度，關鍵是信號燈控制器在復雜電磁環境下如何保障系統的穩定性、可靠性。針對電脫設備使用環境電磁干擾等各種干擾源復雜、信號控制器故障頻發的情況，本人與設備生產單位共同提出改進方案。

一、目前在用信號燈控制器存在問題

1.在用信號燈控制器電源模塊存在的問題：在用信號燈控制器采用外置開關電源提供電源供應，考慮到現場的前端電源特性為DC160V，在開關電源的選型上進行了定制，輸入DC160V，輸出DC12V/1.5A，DC24V/2A型號。輸出DC12V/1.5A為攝像機及紅外補光燈提供電源供應，輸出DC24V/2A為信號燈控制器提供電源供應，兩組輸出相互隔離，具有完整的過壓、欠壓、過流保護電路。開關電源前端也加入了EMI、ESD防護措施，以消除現場牽引方式造成的電氣噪聲、靜電感應、電力供應的諧波電流，對電涌、電壓變化、電力線諧波和電快速瞬變脈沖具有較強的抗擾能力。但現場的電磁環境極其復雜，在抗雷擊、電位升方面的抗干擾能力有限，開關電源對電源供應波動適應范圍有限，系統存在不同故障現象。

2.在用信號燈控制器LED燈檢模塊存在的問題：在用信號燈控制器LED燈檢模塊采用電阻檢測LED燈電流，電路簡單，未考慮信號隔離處理且檢測電路與處理電路共地，抗干擾能力有限。

3.在用信號燈控制器輸出單元存在的問題：在用信號燈控制器輸出控制電路采用光電器件、三極管輸出控制LED燈，負載能力不足，輸出部分無短路保護器件，易發生信號燈不亮、損壞現象。

結論：經過分析得出，在用信號控制器電源模塊、LED燈檢模塊、輸出單元三個方面的抗干擾能力不足。

二、設備改進方案

對在用信號控制器進行改進，從電源模塊、LED燈檢模塊、輸出單元三個方面進行改進，采用SOC編程思想，對輸入信號及模塊功能處理進行重新設計，采用數字濾波技術，對輸入信號進行數字濾波，保證檢測信號的準確性，對輸入的干擾信號進行抑制，消除因外部環境干擾造成的設備故障。

經改進后的新信號控制器有如下特性：

1.檢測到上脫到位信號，輸出紅燈;檢測到下脫到位信號，輸出白燈。

2.檢測到沒有上脫到位信號及下脫到位信號，則輸出白燈、紅燈同時閃爍，擠脫故障信號指示燈亮，直至檢測到上脫到位信號或下脫到位信號，結束閃燈狀態、擠脫故障信號指示燈滅。

3.檢測到申請輸入信號，則閃爍相應LED燈及動作報警繼電器（上脫到位狀態閃爍紅燈，下脫到位狀態閃爍白燈），報警繼電器動作與燈閃爍同步;直至檢測到無申請信號，結束閃燈狀態及繼電器報警狀態。

4.在正常上脫到位、下脫到位狀態下，周期性檢測LED燈電流，如果LED燈電流超出設定上限或下限值，則繼電器動作輸出燈報警信號（繼電器動作，報警輸出端輸出160VDC），LED燈故障指示燈亮。反之，繼電器回復初始狀態，LED燈故障指示燈滅。

5.電源指示，控制器上電，電源指示燈亮。

三、改進的燈檢模塊原理圖

改進的信號燈控制器燈檢模塊原理圖如下。

改進后的鐵路電動脫軌器信號燈控制器經現場使用效果良好，極大降低了信號燈控制系統的故障，并進行了推廣應用。

參考文獻：

[1]中國鐵路總公司.《鐵路貨車專用檢修設備檢修維護管理規則》.中國鐵道出版社.2015.

（作者單位：中國鐵路濟南局集團有限公司濟南西車輛段）