區間UM71 信號機電路改進

何天明

（國家能源集團朔黃鐵路發展有限責任公司原平分公司，山西忻州 034100）

0 引言

朔黃線區間UM71 采用三顯示電氣化自動閉塞設備，設備自2004 年上道至今已使用17 年，已嚴重老化到了大修周期，隨時可能出現故障。區間信號機近三年來滅燈故障頻發，嚴重影響鐵路運輸的效率和安全。

近年來管內兩萬噸列車的增量開行，大大提高了公司的運輸能力，而信號突變故障嚴重威脅著列車的運行安全。原平分公司管內沿線長大橋隧共計206 座，小曲線半徑大于350 m 的高達373 條，地理條件的不足給列車的運行和操控帶來了很多困難。列車運行過程中信號機突然滅燈，更是為列車的運行操控增加了難度，列車運行中信號機突然滅燈，很可能導致列車緊急制動，造成列車錯位、脫鉤、斷鉤、顛覆等重大事故的發生。

1 問題分析

朔黃鐵路沿線區間通過信號機采用黃、綠、紅三色顯示，當區間通過信號機任意一燈位滅燈時，只能實現信號機架與架之間的燈光轉移，其轉移規律為本架信號機綠燈滅燈后，后一架信號機改點黃燈，本架信號機黃燈滅燈后，后一架信號機改點黃燈，本架信號機紅燈滅燈后，后一架信號機改點紅燈；當本架信號機的綠、黃、紅燈任意一燈位滅燈時，本架信號機則直接為滅燈狀態，不能實現本架的綠轉黃、黃轉紅的降級顯示。此時列車只能停車等待電務人員故障處理完閉，設備恢復，信號顯示正常后方能繼續運行。由于區間信號機處于距離信號樓較遠的深山里，汽車到達時間較長，車輛無法直接到達的故障信號機處，電務人員需要徒步1 km 或更遠的距離才能進行故障處理，用時長造成故障延時，導致運輸不暢。

區間信號機燈泡斷絲、電纜斷線、繼電器接點接觸不良、1DJ繼電器故障等故障，都是造成信號機滅燈的直接原因。由于區間信號機所有形式的滅燈故障，在控制臺顯示的故障現象完全一致，電務人員無法直接通過現象判斷是室內設備故障還是室外設備故障，需要通過分線盤測試電壓判斷區分室內外故障，或者根據現場經驗直接對室內燈絲繼電器、室外燈泡、點燈單元進行更換，用時長造成故障延時，導致運輸堵塞。

2 改進方案

2.1 增設綠轉黃繼電器（LZUJ）

針對上述情況，提出對區間通過信號機點燈電路做部分設計修改，以實現本架信號機間的燈光轉移，降低區間信號機滅燈對運輸帶來的干擾。出于安全和節省成本的考慮，此次設計只實現綠燈滅燈時轉點黃燈的功能，黃燈、紅燈滅燈時依然保持原有的本架信號機滅燈狀態，修改電路后涉及發送器編碼電路，需修改本區段發送器編碼電路綠轉黃后改發黃碼電路，后方一個區段涉及修改發送器編碼電路中綠碼改發綠、黃碼。

為實現區間信號機綠燈滅燈時本架信號機轉點黃燈，需在區間信號機點燈電路組合中增設兩臺JWXC-1700 型繼電器、一臺JWXC-1700 型繼電器用于實現信號機綠燈滅燈后轉點黃燈功能，命名為綠轉黃繼電器LZUJ，使用前四組接點，即在綠燈與黃燈電路間接入綠轉黃繼電器前兩組接點，使其具備綠轉黃功能。其原理是，當綠燈滅燈時，1DJ 繼電器落下，使LZUJ 繼電器吸起，通過第四組接點使綠轉黃復式繼電吸起，第三組接點用于使自身繼電器保持自閉，第一、第二組接點用于接通室外黃燈電路，使1DJ 繼電器再次勵磁吸起點亮黃燈，完成本架信號機綠燈滅燈后轉點黃燈，其原理見圖1a），綠轉黃繼電器，LZUJ 繼電器勵磁電路為KZ→1DJ41-43→LZUJ1-4→CA→KF；自閉電路為KZ→LZUJ31-32→LZUJ1-4→CA→KF。轉點黃燈后，列車可根據黃燈指示及接收到的黃碼繼續運行；當綠燈故障處理完畢后，出于安全考慮，需人為確認轉回綠燈的時機，因此LZUJ 繼電器落下時機由人為控制，在LZUJ 繼電器自閉電路中增設一個帶鉛封自復式切斷電路按鈕，平時處于接通狀態。另一臺JWXC-1700 型用于發送器編碼電路，命名為綠轉黃復式繼電器LZUJF，勵磁電路通過綠轉黃繼電器第四組接點勵磁吸起，其原理見圖1b），綠轉黃復式繼電器勵磁電路為KZ→LZUJ41-42→LZUJF1-4→KF。

圖1 綠轉黃繼電器原理

2.2 信號機點燈電路

原區間信號機點燈電路如圖2 所示，其綠燈點燈電路為：XJZ220→GLBI1→GLBII1→RD11-2→SFJF31-32→1DJ1-2→GJF111-12→1DJ21-22→GJF211-12→LXDZ1。

圖2 原信號機點燈電路

XJF220→GLBI2→GLBII2→RD21-2→SFJF41-42→GJF121-22→1DJ31-32→GJF221-22→LXDZ2。

圖3 為修改后區間信號機點燈電路，其綠燈點燈電路為：

圖3 新型區間信號機點燈電路

XJZ220→GLBI1→GLBII1→RD11-2→SFJF31-32→1DJ1-2→GJF111-12→1DJ21-22→GJF211-12→LZUJ11-13→LXDZ1。

XJF220 →GLBI2→GLBII2 →RD21 -2→SFJF41-42→GJF121-22 →1DJ31 -32 →GJF221-22→LZUJ21-23→LXDZ2。

當區間信號機綠燈滅燈時，其后方信號機按照原區間信號機燈光轉移規律進行轉移，而本架信號機燈光轉移為綠燈轉黃燈，轉移電路為：

XJZ220→GLBI1→GLBII1→RD11-2→SFJF31-32→1DJ1-2→GJF111-12→1DJ21-22→GJF211-12→LZUJ11-12→UXDZ1。

XJF220→GLBI2→GLBII2→RD21-2→SFJF41-42→GJF121-22→1DJ31-32→GJF221-22→LZUJ21-22→UXDZ2。

2.3 發送器編碼電路

區間信號機點燈電路實現綠轉黃功能后，同時需對區間發送器編碼電路做設計修改。設計修改為本區段G1 發送器編碼電路中U 碼與LU 碼間增加LZUJF 繼電器第一組接點，G2 發送器編碼電路中U 碼與LU 碼間增加LZUJF 繼電器第二組接點，均為前接點接原發送器編碼電路GJF3 后接點，中接點接原發送器編碼電路GJF3 前接點，后接點接原發送器編碼電路GJF3 中接點；后方第一個區段G1 發送器編碼電路中LU 碼與L 碼間增加LZUJF 繼電器第四組接點，G2 發送器編碼電路中LU 碼與L 碼間增加LZUJF 繼電器第五組接點，其前接點接原發送器編碼電路GJF3 后接點，中接點接原發送器編碼電路GJF3 后接點，后接點接原發送器編碼電路L 碼。

當本區段和后方第一個區段任意一個區段有3 個小區段或者均有3 個小區段及以上時，即每個區段都有G3 或者G4 區段時，LZUJF 繼電器第三組接點用于本區段G3 發送器編碼電路，第六組接點用于本區段G4 發送器編碼電路，同樣按照G1、G2發送器編碼電路配線連接方式進行連接；LZUJF 繼電器第七組接點、第八組接點則用于后方一個區段的G3、G4 發送器編碼電路；現場可根據實際情況進行調整，當2 個區段均只有G1、G2時，可調整為只使用一臺JWXC-1700 型繼電器，即只增設一臺LZUJ 繼電器，前三組接點使用方法及位置不變，LZUJF 繼電器使用的第一、第二、第四、第五組接點相對應的調整為使用LZUJ繼電器第四、第五、第六、第七組接點，變更后使用方法和作用與LZUJF 繼電器方法作用一致，這樣既可節約成本也節省安裝工時。正方向接車進站信號機前方第一個區段（C1G、A1G）發送器編碼電路則不涉及修改。信號機點綠燈時，原發送器編碼電路（圖4）為：

圖4 原發送器編碼電路

C→SFJF21-22→1DJF31-32→GJF251-52→GJF351-52→GJF311-12→F17（L）。

區間信號機設計修改后點綠燈時，發送器編碼電路（圖5）為：

圖5 修改后發送器編碼電路

C→SFJF21-22→1DJF31-32→GJF251-52→GJF351-52→LZUJF11-13→GJF311-12→LZUJF41-43→F17（L）。

區間信號機設計修改后，綠燈滅燈轉點黃燈時，發送器編碼電路為：

C→SFJF21-22→1DJF31-32→GJF251-52→GJF351-52→LZUJF11-12→F12（U1）。

3 改進效果

（1）杜絕了列車（特別是兩萬噸列車）運行至信號機前方，由于信號滅燈緊急停車可能造成的列車錯位、脫鉤、斷鉤、顛覆等重大事故的發生，直接減少相關的經濟損失。

（2）杜絕了區間信號機綠燈滅燈時，列車停車等待電務人員處理故障造成的運輸不暢，運輸堵塞。

（3）有效緩沖了電務人員故障處理時間不充足，降低了作業人員急于處理故障容易忽略部分安全卡控的風險。

4 結束語

鐵路信號是鐵路運輸系統的眼睛，保護、保養好我們的眼睛，需要持之以恒地堅持良好的習慣，而加強重載鐵路信號設備的協調研究，不僅對重載鐵路運輸有很強的指導意義，而且其研究成果在優化鐵路信號系統、提升鐵路運輸能力方面有良好的作用。