铁路信号设备知识整理资料

2023年12月7日发(作者：假如我是班主任)

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铁路信号设备知识整理

第一章 色灯信号机

一、透镜式色灯信号机结构

透镜：由凸透镜经过一定的工艺制成棱梯型的光学镜片

1．透镜组：内透镜和外透镜

（1）内透镜：由有色（红、绿、黄、蓝、白之一）外梯镜片（滤光器）组成，选用颜色是由显示要求的其中一种颜色。

（2）外透镜：由无色的内梯透镜组成

将内外透镜由一镜框组装为光学系统安装在位于光源的正前方外透镜直径大于内透镜。

（3）信号显示的形成：电光源发出的光经过内外透镜两次折射形成平行的光束射向规定的方向的前方。

(4) 透镜式色灯信号机的型号

A—矮型；G—高柱；F—复示、发车；

U—黄色；B—月白色；A—蓝色；H—红色；L—绿色。

2．安装方式：高柱矮型及其区别。

（1）高柱信号机

在机柱旁装有一些信号变压器箱，内装有信号变压器（将220V变为12V）主副灯丝转换继电器，每个灯位需要一套。现在改由信号点灯单元代替信号变压器和灯丝转换继电器。

①进站、正线出站、接车进路、通过、接近、预告信号机必须采用高柱信号机。

②设置在岔线入口处、牵出线上的调车信号机应采用高柱信号机。

③进站复示信号机应采用高柱信号机

（2）矮型信号机

双灯机构装在靠近铁路线路一侧（原因：机车车辆限界）三灯机构远离线路一侧。机构安装在水泥基础上，将信号点灯单元安装在信号机构后箱盖内侧，信号机旁不需要信号变压器箱。

矮型信号机应用于显示距离要求不远的信号机上。

一般情况下到发线出站、发车进路及调车信号机采用矮型信号机。

二、组合式色灯信号机

1.如何提高显示距离

（1）信号机构上来考虑

提高对比度：①信号机构的内外侧涂上黑色的亚光油漆。

②在机构的前檐装有一个遮檐，以防外界光线干扰。 ③在高柱信号机机构前方装有一椭圆形的背板，矮型信号机不装背板。

（2）光学系统考虑：①灯泡尽量做成点光源（发光点越小越好）透镜的直径越大越好。

②透镜采用棱梯型（为了消除球面像差）。

2.如何解决列车曲线及近距离运行显示

利用组合式色灯信号机可有效解决近距离显示的问题。组合式信号机每个机构只有一个灯室，使用时根据信号显示要求分别组装成二显示、三显示及单显示机构，故称为组合式。灯室间无窜光的可能。如果不加入偏光镜，光源为1500，加入之后光距离成为5-1000的连续信号显示

三、LED色灯信号机

LED色灯信号机的优点：

（1）可靠性高

发光盘由上百只LED和数十条支路组成，个别LED或支路故障不会影响信号正常显示。

（2）寿命长

LED寿命可达10万小时，是信号灯泡的100倍，有利于实现免维修。

（3）节省能源

信号灯泡功率为25W，发光盘功率不足信号灯泡的1/2，铁路信号机数量庞大，点亮时间长，LED节能效果显著。

（4）聚焦稳定

发光盘焦距在设计和生产中已经确定，并能够始终保持良好的聚焦状态，不需现场调整。

（5）无冲击电流

LED信号机没有点灯过程中冷丝状态的冲击电流，有利于延长供电装置使用寿命。

四、信号显示颜色的选择及其含义

1.信号灯的颜色作用

基本色：红、黄、绿

辅助色：蓝、月白、紫色（道岔表示器用）

铁路信号光源为白帜灯产生的白色光。

红灯为停车信号。

黄灯作为注意或减速信号。

绿灯按规定速度运行的信号。

蓝灯作为调车禁止信号使用。

月白作为调车容许信号使用。

紫色作为道岔表示器表示道岔直向开通的灯光。

2.信号灯的显示形式

停车信号：昼间——红色方牌，夜间——柱上红色灯光

减速信号：昼间——黄色圆牌，夜间——柱上黄色灯光

减速防护终端信号：昼间——绿色圆牌，夜间——柱上绿色灯光

3.信号显示距离

（1）进站、通过、遮断、防护信号机，不得少于 1 000 m。

（2）高柱出站、高柱进路信号机，不得小于 800 m。 （3）出站、进路、预告、驼峰信号机，不得少于 400 m。

（4）调车、矮型出站、矮型进路、复示信号机，容许和引导信号以及各种表示器，均不得少于 200 m。

（5）因地形、地物影响信号显示的地方，进站、通过、预告、遮断、防护信号机的显示距离，在最坏条件下不得小于 200 m。

4.通过信号机的显示及含义

5.信号表示器的设置

(1)进路表示器：设在出站以及发车进路兼出站信号机上，指示发车进路开通的方向。

(2)发车表示器：反映列车出发时，车站值班员是否向运转车长发出了发车信号，或运转车长是否向司机发出了发车信号（月白灯）。

(3)线路表示器：调车场的编发线上，用于设有线群出站信号机的地方，补充说明哪条线路发车。

(4)调车表示器：指挥调车人员进行调车

第二章 转辙机

一、转辙机的作用

1、转换道岔的位置，根据需要转换至定位或反位；

2、道岔转至所需位置而且密贴后，实现锁闭，防止外力转换道岔；

3、正确地反映道岔的实际位置，道岔的尖轨密贴于基本轨后，给出相应的表示。

4、道岔被挤或因故处于“四开”位置时，及时给出报警及表示。

二、对转辙机的基本要求

1、作为转换装置，应具有足够大的拉力，以带动尖轨作直线往返运动；当尖轨受阻不能运动到底时，应随时通过操纵使尖轨回复原位。

2、作为锁闭装置，当尖轨和基本轨不密贴时，不应进行锁闭；一旦锁闭，应保证不致因车通过道岔时的震动而错误解锁。

3、作为监督装置，应能正确了反映道岔的状态。

4、道岔被挤后，在未修复前不应再使道岔转换。

三、ZD6系列电动转辙机

1、组成：

电机、减速器、自动开闭器、移位接触器、摩擦联结器、主轴、动作杆、表示杆、外壳。

2、主要部件作用

（1）电机：动力源，采用直流串激电动机。

①直流电动机的正转和反转可通过改变激磁绕组(定子绕组)中或电枢(转子绕组)中的电流方向来实现。

② 电气参数：额定电压160V；额定电流2．0A；摩擦电流2．3～2．9A；短时工作输出功率≥220VA；单定子工作电阻 (2.85±0.1 4)×2Ω：刷间总电阻4.9Ω±0.245 Ω。

(2)减速器：将转速降下来，使转辙机能够输出较大转矩的力。

星传动式减速器

(3)传动装置

①启动片

启动片是介于减速器和主轴间的传动媒介。

启动片除了起连接主轴的作用外，还对自动开闭器起控制作用。

②主轴

主要由主轴、主轴套、轴承、止挡栓等组装而成。

主轴带动锁闭齿轮，通过与齿条块配合完成转换和锁闭道岔。 (4)转换锁闭装置

① 转换锁闭装置由锁闭齿轮和齿条块、动作杆组成。

② 用来把旋转运动改变为直线运动以带动道岔尖轨位移，并最后完成内部锁闭。

③ 电动转辙机每转换一次，锁闭齿轮与齿条块要完成解锁、转换、锁闭三个过程。

(5)自动开闭器

① 自动开闭器用来及时、正确反映道岔尖轨的位置，并完成控制电动机和挤岔表示的功能。在解锁过程中，由自动开闭器接点断开原表示电路，接通准备反转的动作电路；锁闭后，由自动开闭器接点自动断开电动机动作电路，接通表示电路。

② 自动开闭器由4排静接点、2排动接点、2个速动爪、2个检查柱及速动片等组成。静接点、动接点、速动爪、检查柱对称地分别装于主轴的两侧，但又是一个整体。

(6)表示杆

① 电动转辙机的表示杆与道岔的表示连接杆相连随道岔动作，用来检查尖轨是否密贴，以及在定位还是在反位。

② 表示杆由前表示杆、后表示杆及两个检查块组成。

(7)摩擦联结器：保护电动机和吸收转动惯量的联结装置。

摩擦联结器的摩擦力要调整适当，过紧会失去摩擦联结作用，损坏电动机和机件；过松不能正常带动道岔转换。摩擦联结器的松紧用调整螺母调整弹簧压力来实现。调整的标准是，额定摩擦电流应为额定动作电流的1.3-1.5倍。

(8)挤切装置

挤切装置包括挤切销和移位接触器，用来进行挤岔保护，并给出挤岔表示。

两个挤切销(主销和副销)把动作杆与齿条块连成一体。 第

第

4

排静接点

动接点

定位锁闭，第1、3排接点闭合

3．安装

（1）安装装置：基础角钢、尖端杆、密贴调整杆、连接杆

（2）安装方式：正装和反装

①站在电动机侧看，动作杆向右伸，即为正装；动作杆向左伸，即为反装。

②按定位分为四种情况：正装拉入定位、正装伸出定位、反装拉入定位、反装伸出定位。

③正装拉入和反装伸出为定位时，自动开闭器第1、3排接点接通。

④正装伸出和反装拉入定位时，自动开闭器第2、4排接点接通。

五、ZD6-A型转辙机

1、组成：ZD6-A型电动转辙机主要由电动机、减速器、摩擦联结器、主轴、动作杆、表示杆、移位接触器、外壳等组成。

2、主要部件作用：

（1）减速器：用来降低转速以获得足够的转矩,并且完成传动。由第一级齿轮和第二级行星传动式减速器组成。两级间以输入轴联系,减速器由输出轴和主轴联系。

（2）启动片：起动片是介于减速器和主轴间的传动媒介。它联结输出轴与主轴，利用其正、反两面互相垂直成“十”字形的沟槽，在旋转时自动补偿两轴不同心的误差。它还与速动片相配合，在解锁、锁闭过程中控制自动开闭器的动作。

六、ZD7-A型电动转辙机

ZD7-A型电动转辙机是ZD7型电动转辙机的改进产品,它们是ZD6系列的快动转辙机，供驼峰调车场分路道岔用。

ZD7-A型电动转辙机结构与ZD7型相同，它们与ZD6-A型转辙机结构的主要区别在于取消了减速齿轮，电机轴直接与行星减速器的输入轴用键相连接，这样减速比为41，而ZD6型为3.815×41=156.4，就保证了快动要求。

它取消了挤切销，改用连接销。取消了移位接触器，为不可挤型。

七、S700K型电动转辙机

S700K型电动转辙机适用于尖轨或可动心轨处采用外锁闭的道岔

1

排静接点 1、主要特点:

（1）采用交流三相电动机，不仅从根本上解决了原直流电动转辙机必须设置整流子而引起的故障率高、使用寿命短、维修量大的不足，而且减少了控制导线截面，延长了控制距离，单芯电缆控制距离可达2.5km。

（2）采用直径32mm的滚珠丝杠作为驱动装置，延长了转辙机的使用寿命。

（3）采用具有簧式挤脱装置的保持联结器，并选用不可挤型零件，从根本上解决了由挤切销劳损造成的惯性故障。

（4）采用多片干式可调摩擦联结器，经工厂调整加封，使用中无需调整。

2、分类

S700K型电动转辙机的机身是通用的，经配件组装，可组成不同种类。

根据安装方式不同，每一种类又分为左装、右装两种。

左装(面对尖轨或心轨，转辙机安装在线路左侧)的转辙机型号用字母A加上奇数表示，如A13、A15。

右装(面对尖轨或心轨，转辙机安装在线路右侧)的转辙机型号用字母A加上偶数表示，如A14、A16等。

不同种类的S700K型电动转辙机不能通用。

3、装置

（1）动力传动机构

主要由三相交流电动机、齿轮组、摩擦联结器、滚珠丝杠、保持联结器、动作杆等组成。

（2）检测和锁闭机构

主要由检测杆、叉形接头、速动开关组、锁闭块和锁舌、指示标等部分组成。

4、组成及功能

（1）齿轮组：减速

由手摇把齿轮、电机齿轮、中间齿轮、摩擦联结器齿轮组成。

（2）摩擦联结器

三对主被动摩擦片之间安装有若干个弹簧，依靠弹力实现主被动摩擦片的软连结，吸收电机的转动惯量。

（3）检测杆

二者之间没有任何机械表示，一根检测密贴尖轨，另一侧检测斥离尖轨。

当道岔到位后，转辙机的锁闭块落入相应检测杆的缺口中，控制速动开关组接点转换，自动切断电动机的动作电路和接通表示电路。锁舌弹出，阻挡保持联接器的移动，实现转辙机的内部锁闭。

八、ZYJ7型电动液压转辙机

1、ZYJ7型电液转辙机结构

ZYJ7型电液转辙机由主机和SH6型转换锁闭器两部分组成，分别用于第一牵引点和第二牵引点。

主机主要由电动机、油泵、油缸、启动油缸、接点系统、锁闭杆、动作杆等部分组成。

SH6型转换锁闭器（亦称副机）主要由油缸、挤脱接点、表示杆、动作杆组成。

主机与副机共用一套动力系统，两者间用油管相连。

2、用途范围

ZY(J)7系列电动液压转辙机及其配套的安装装置与外锁闭装置，能转换、锁闭国内现有各种规格、型号的内、外锁闭道岔，并能正确反映尖轨及可动心轨辙叉的位置和状态。 九、电空转辙机（ZK4型）

1、工作原理：

空压机将空气压缩成高压气体储存在贮气罐内，再由专设的供气管道输送到ZK4中；由电气去控制电磁阀门，来控制气体在ZK4中的进气和排气，驱动道岔转换。

由于初次建设成本大，维护工作量也大，主要用于驼峰编组站溜放进路中的道岔转换。2、最大特点：

转换速度快（0.6s）。

十、外锁闭装置

1、道岔的锁闭方式

道岔的锁闭是把尖轨或可动心轨等可动部分固定在某个开通位置，当列车通过时不受外力作用而改变。

道岔按其锁闭方式可分为内锁闭和外锁闭。

（1）内锁闭

转辙机内部进行锁闭，由动作杆经外部杆件对道岔实现位置固定。

ZD6型转辙机就是由其内部的锁闭齿轮的圆弧面和齿条块的削尖齿实现锁闭的。 实质上，内锁闭方式锁闭道岔是对道岔可动部分进行间接锁闭。

（2）分动外锁闭

当道岔由转辙机带动转换到某个特定位置后，通过本身所依附的锁闭装置，直接把尖轨与基本轨或心轨与翼轨密贴夹紧并固定，称为道岔的外锁闭。即道岔的锁闭主要不是依靠转辙机内部的锁闭装置，而是依靠转辙机外部的锁闭装置实现的。

由于外锁闭道岔的两根尖轨之间没有连接杆，在道岔转换过程中，两根尖轨是分别动作的，所以又称分动外锁闭道岔。

十一、钩式外锁闭装置

外锁闭装置先后出现了燕尾式和钩式两种。其中燕尾式外锁闭装置在结构受力和安装调整方面不适合我国铁路道岔的实际情况，故障率高，于是又研制成钩式外锁闭装置。

钩式外锁闭装置的锁闭方式为垂直锁闭。锁闭力通过锁闭铁、锁闭框直接传给基本轨。锁闭铁和锁闭框基本不承受弯矩，锁闭更加可靠。

1.分动尖轨用钩型外锁闭装置

（1）组成：锁闭杆、锁闭框、锁闭铁、锁钩、锁轴、尖轨连接铁 。

（2）通过锁钩与锁闭铁作用，直接将尖轨与基本轨锁闭在一起。

（3）尖轨用钩式外锁闭装置动作原理

当转辙机动作杆带动锁闭杆移动，密贴尖轨处的锁钩缺口随之入槽并移动，当动作到另一侧尖轨与基本轨密贴时，锁钩沿锁闭杆斜面向上爬起，锁钩升至锁闭杆凸块顶面时，锁钩同时被锁闭铁和锁闭杆卡住不能落下，实现了锁闭。本侧锁钩的缺口下在锁闭杆的凸起处不能移动，保持尖轨与基本轨的开口基本不变。其解锁、转换、锁闭过程如下图所示。（设左侧原处于密贴状态）

①道岔解锁过程

开始转换前，左侧处于密贴锁闭状态（如上图a）。转辙机动作杆带动锁闭杆运动，左侧尖轨（原密贴尖轨）的锁钩缺口与锁闭杆凸块接触，锁闭量逐渐减小，但该尖轨不动。而锁闭杆凸块带动右侧尖轨（原斥离尖轨）的锁钩运动，道岔开程逐渐减小，（如上图b）。运动至60mm时，锁闭杆左端凸块移动至锁钩块口内，两根尖轨处于解锁状态，（如上图c）。

②道岔转换过程

锁闭杆继续运动，带动两侧锁钩运动，从而带动两根尖轨继续活动，（如上图d）。当锁闭杆动作160mm时，锁闭杆凸块与右侧锁钩的缺口脱离，并抬起锁钩的燕尾部，使其沿锁闭铁的斜面上升，该锁钩后部锁闭（如上图e）。

③道岔锁闭过程

虽然右侧尖轨已密贴，但锁闭杆继续运动，带动左侧锁钩及左侧尖轨继续移动。当锁闭杆动作220mm时，右侧尖轨由于锁钩及锁闭框的作用，使该锁钩固定在不变的位置，有足够的锁闭量，实现了锁闭。这时左侧锁钩的缺口与锁闭杆的凸块相咬合，由于转辙机具有内锁作用，使锁钩处于不动位置，有足够有开程，对斥离轨也实现了锁闭， （如上图f）。

2.可动心轨用钩式外锁闭装置

（1）可动心轨用钩式外锁闭装置的结构：由锁闭杆、锁钩、锁闭框及锁闭铁组成，但锁闭杆的尺寸、锁钩的外形与尖轨所用完全不同。锁闭框安装在翼轨补强板上，直接与翼轨相连，心轨的凸缘插在锁钩的楔形槽内，心轨在槽内可前后伸缩，通过锁闭杆的横向运动牵引心轨转换并锁闭。

（2）可动心轨用钩式外锁闭装置的动作原理：

可动心轨用钩式外锁闭装置的工作过程也分为解锁、转换及锁闭三个阶段，如下图左侧的实物图所示，可动心轨原密贴于左侧翼轨。锁闭杆向右运动，锁钩转动解锁。锁闭杆向左继续运动，锁闭杆带动锁钩，进而带动心轨转换至右侧翼轨。心轨与翼轨密贴后，锁闭杆继续运动，直到锁钩转动锁闭。

第三章 轨道电路

第一节 轨道电路概述

一、轨道电路的基本原理

轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，两端加以机械绝缘（或电器绝缘），接上送电和受电设备构成的电路。最简单的轨道电路所示。轨道电路由钢轨、轨道绝缘、轨端接续线、引接线、送电设备及受电设备等主要元件组成。

送电端

轨端接续线 受电端

钢轨线引接线

限流器（RX）

E

轨道电源

轨道继电器GJ

二、轨道电路的作用

1.监督列车的作用。

2.传递行车信息。

三、轨道电路的分类

（1）按工作电源分：直流和交流。

直流：驼峰JWXC-2.3型直流闭路式轨道电路

交流：JZXC-480型交流轨道电路、25Hz相敏轨道电路等。

（2）按工作方式分：开路式和闭路式。

（3）按分割方式分：有绝缘和无绝缘。

有绝缘：站内轨道电路，四信息、八信息移频轨道电路等。

无绝缘：UM71移频轨道电路、ZPW-2000A移频轨道电路等。

（4）按使用处所分：区间和站内。

区间：移频轨道电路

站内：JZXC-480型交流轨道电路、25Hz相敏轨道电路等。

（5）按电气牵引区段牵引电流的通过路径分为单轨条轨道电路和双轨条轨道电路。

四、技术要求

1.满足“故障－安全”原则。

2.在最不利条件下，受电端的接收设备在调整状态时应可靠工作，分路状态时应可靠不工作。其入口电流应满足机车信号要求。

3.在最不利条件下，用标准分路线在轨道电路内任何一处轨面可靠分路时，均能使接收设备可靠不工作。

4.各种制式的轨道电路，在规定的技术性能范围内均应实现一次调整。

(1)当轨道电路空闲且设备良好时，轨道电路继电器衔铁应可靠吸起。

钢轨绝缘 (2)轨道电路在任何一点被列车占用时，即使只有一个轮对进入轨道电路，轨道继电器应立即释放衔铁。

(3)当轨道电路不完整时，断轨、断线或绝缘破损时，轨道继电器应立即释放衔铁，关闭信号。

(4)对某些轨道电路，还应实现由轨道向机车传递信息的要求。

五、轨道电路的应用

轨道电路主要用于区间和站内。

区间的轨道电路通常是与自动闭塞制式相一致的轨道电路，按照自动闭塞通过信号机的设置划分闭塞分区，每个闭塞分区就有其轨道电路。

在半自动闭塞区段，区间一般不设轨道电路，只有在进站信号机的外方设有接近区段的轨道电路，以通知列车的接近以及构成接近锁闭。在半自动闭塞区段，为了监督区间是否空闲，也装设长轨道电路。位于区间的道口，其接近区段必须装设轨道电路。

站内轨道电路应用更为广泛。对于电器集中联锁来说，列车进路和调车进路都必须安装轨道电路。

六、站内轨道电路的划分和命名

1、站内轨道电路的划分：

轨道电路之间采用钢轨绝缘把两个轨道电路隔离成互不干扰的独立的电路单元。每个轨道电路单元称为轨道电路区段。轨道电路要划分为许多区段，以保证轨道电路可靠工作，排列平行进路的需要和便于车站作业。

2、轨道电路划分的原则是：

信号机的内外方应划分为不同的区段。

凡是能平行运行的进路，应用钢轨绝缘将它们隔开，形成不同的轨道电路区段。

在一个轨道电路区段内，单动道岔最多不超过3组，复式交分道岔不得超过2组。否则，道岔组数过多，轨道电路难以调整。

有时为了提高咽喉使用效率，把轨道电路区段适当划短，使道岔能及时解锁，立即排列别的进路。

3、轨道电路区段的命名：

（1）道岔区段轨道电路是根据道岔编号来命名。轨道电路区段中只包含一组道岔的，用其所包含的道岔编号来命名，如1DG、3DG。包含两组道岔编号连缀来命名，如7-9DG、13-19DG。若包含三组道岔，则以两端的道岔编号连缀来命名，如11-27DG，包含了11、23、27号三组道岔。

（2）无岔区段命名

对于股道，以股道号命名，如ⅠG、ⅡG。进站信号机内方及双线单方向运行的发车口的无岔区段，根据所衔接的股道编号加A（下行咽喉）及B（上行咽喉）来表示。如： ⅠAG

差置调车信号机之间的无岔区段，以两端相邻的道岔编号写成分数形式来表示。如附图1中D5、D15间的1/19WG，D4、D6间的2/20 WG。牵出线、机待线、机车出入库线、专用线等调车信号机外方的接近区段，用调车信号机编号后加G来表示，如图3-4中的D5G。

第二节 工频交流连续式轨道电路

工频交流连续式轨道电路采用工频50HZ交流电源，以JZXC-480型继电器为轨道继电器，故又称JZXC-480型轨道电路。这种轨道电路实质上是交直流轨道电路，电源是交流电，钢 轨中传输的是交流电，而轨道继电器是整流继电器。与交流轨道电路相比，无需调整相位角。

工频交流连续式轨道电器因结构简单，是目前我国铁路站内轨道电路运用最为广泛的制式。但是该轨道电路存在许多缺点，如道床电阻变化适应范围小，极限传输长度短，分路灵敏度低，防雷性能差，形成雨天“红光带”和分路不良等影响行车的情况。所以，必须逐渐用相敏轨道电路等制式所代替。

一、工频交流轨道电路的组成

JZXC-480型轨道电路是非电化区段使用的一种非电码化安全型交流连续式轨道电路，这种轨道电路构成简单，电路采用干线供电方式，由信号楼引出一对或两对电缆向各轨道区段送电端轨道变压器BG5供电，由受电端1：20的BZ4升压变压器升压后送到室内JZXC-480型继电器。JZXC-480型轨道电路一送一受只有送端串有可调电阻，一送多受时各受电端都加一只电阻，送受端电阻均为2.2/220W型。

二、工频交流轨道电路工作原理

1.当轨道电路完整，且无车占用时，交流电源由送电端经钢轨传输到受电端，轨道继电器吸起，表示本轨道电路空闲。此时轨道继电器的交流端电压应在10．5-16V之间，即高于轨道继电器工作值9 ．2V的15%，有此安全系数，以保证轨道继电器可靠励磁。

2.当车占用轨道电路时，轨道电路被车辆轮对分路，使轨道继电器端电压低于其工作值，轨道继电器落下，表示本轨道电路被占用。分路时，轨道继电器的交流残压值不得大于2 ．7V，即轨道继电器释放值4 ．6V的60%，以低于释放值40%的安全系数保证轨道继电器可靠释放。

三、工频交流轨道电路各部件及其作用

1、轨道变压器：用于轨道电路供电，可通过改变变压器Ⅱ次侧的端子连接，获得不同的输出电压。

2、中继变压器：用于轨道电路受电端，BZ4与JZXC-480型轨道继电器配合使用，可使钢轨阻抗与轨道变压器相匹配。

3、变阻器：当轨道电路被车辆轮对分路后，用于承载送电端电流，保护设备不损坏。

4、钢轨绝缘：安装在轨道电路分界处，以保证相邻轨道电路间的可靠的电气绝缘，使它们互不影响。

5、钢轨引接线：用于轨道电路送受端变压器箱或电缆盒与钢轨的连接。

6、钢轨接续线：用于连接两钢轨轨端，降低接触电阻。

四、轨道电路的极性交叉

1．极性交叉

有钢轨绝缘的轨道电路，为了实现对钢轨绝缘破损的防护，要保持绝缘节两侧的轨面电压具有不同的极性或相反的相位，这就是轨道电路的极性交叉。

极性相反

相位相反

2．极性交叉的作用

轨道电路如果不按“极性交叉”的要求来配置极性，当相邻两区段中有一个区段为轮对所占用时，则在绝缘破损的情况下，经破损处，电流在两个区段形成的回路（见下图），占用区段虽然处于分路状态，但受端的轨道继电器就会在串电流的作用下有可能保持在吸起状态，这是不安全的。

对于区间移频轨道电路，采用频率防护的方法，即相邻区段采用不同的频率。

3.道岔的极性交叉

道岔的极性交叉分为直股切割和弯股切割

五、钢轨绝缘的设置

１．道岔区段警冲标内方的钢轨绝缘

２．两钢轨绝缘应设于同一坐标处

３．两相邻死区段间隔

４．信号机处的钢轨绝缘

第三节 25HZ相敏轨道电路

一、25HZ相敏轨道电路概述

25HZ相敏轨道电路是电力牵引区段较为常用的一种轨道电路，它也可用于非电化区段，是应用较为广泛的一种轨道电路制式。由于25HZ相敏轨道电路采用低频传输，终端设备采用相位鉴别方式，且频率限为25HZ，因此具有相对传输损耗小，执行设备灵敏度高，抗干扰能力强等优点，缺点是设备故障点多，工作电源需两种（局部110V及轨道220V）。

二、25Hz相敏轨道电路设备构成

送电端扼流变压器(BE25)、送电端电源变压器(BG25)、送电端限流电阻(RX)、熔断器(RD1 、RD2)、受端扼流变压器、受电端中继变压器(BG25)、RD3熔断器、防雷补偿器(FB)、防护盒(HF)、轨道继电器（GJR）、25HZ电源屏。

三、25HZ轨道电路原理

由25HZ电源屏分别供出25HZ轨道电源和局部电源 。轨道电源由室内供出，通过电缆供向室外，经送电端变压器、送电端限流电阻、送电端扼流变压器、钢轨线路、受电端扼流变压器、受电端中继变压器、电缆线路送回室内，经过室内防雷硒堆、防护合给二元二位继电器的轨道线圈供电。局部线圈的25HZ电源由室内供出，当轨道线圈和局部线圈所得电流满足规定的相位和频率要求时，二元二位继电器吸起，轨道电路处于工作壮态。

四、各主要部件作用

1、二元二位继电器

作用：反映轨道区段的占用和出清。

原理：它是一种交流感应式继电器。当该继电器通过规定的交流频率电流， 局部线圈电压超前轨道线圈90o时吸起。该继电器具有可靠的频率和相位选择性，对轨端绝缘破损和外界牵引电流及其它频率干扰能可靠的防护。

2、防护盒

作用：减少25HZ信号在传输中的衰耗和相移；减少50HZ干扰电压。

原理：L/C串联谐振电路，谐振频率50HZ。当轨道线圈加50HZ的电压时， L 、C电路串联谐振，相当于15Ω电阻，起着减少轨道线圈干扰电压的作用，对25HZ信号电流，L、 C电路相当于一个16uf的电容，由于电容的特性，L、C电路减少了轨道电路传输衰耗和相移的作用。

3、扼流变压器

作用：构通牵引电流，同时配合送电端供电变压器，受电端匹配变压器和二元二位继电器等设备，构成25HZ相敏轨道电路系统。

原理：变比1：3。当两根钢轨的牵引电流分别由牵引线圈两端流入，由中接点流出时。因为上下两线圈匝数相同，而线圈中电流方向相反，则信号线圈中不产生50HZ感应电流。对25HZ信号电流来说，从一个方向流经牵引线圈，与信号线圈共同形成变压器。

4、送端限流电阻

作用：防止车辆在送端轨面上分路时，分路电流过大烧毁轨道变压器；提高分路灵敏度。

阻值使用规定：

1、道岔区段送端有扼流时为4.4 Ω ，不带扼流时为1.6 Ω

2、无岔区段送端有扼流时为4.4 Ω ，不带扼流时为0.9 Ω

5、10A熔断器

作用：50Hz干扰电流过大时，防止损坏信号器材。

6、变压器

送受电端使用同一类型，用于送端时作为供电变压器，根据轨道电路的类型、长度、调整电压。用于终端时作为中继变压器，为使轨道继电器高阻抗与轨道的低阻抗相匹配，变比固定。

五、电气特性

调整状态时，轨道继电器轨道线圈上的有效电压应不小于15V。

用0.06欧姆标准分路电阻线在轨道电路送、受电端任一处轨面分路时，轨道继电器端电压应不大于7.4V。

六、25HZ轨道电路种类

按轨道电路送电端、受电端是否设有扼流变压器可分为两种情况：送电端、受电端均设扼流变压器和送电端、受电端均不设扼流变压器

第八节 轨道电路的参数及计算

一、轨道电路的一次参数

轨道电路是通过钢轨传输电流的,钢轨铺设在轨枕上,轨枕置于道碴中,所以轨道电路是具有低绝缘电阻的电气回路。

钢轨阻抗Z(钢轨电阻R和钢轨电抗ωL的向量和)和漏泄导纳Y(漏泄电导G和漏泄容抗1/ωC的向量和)是轨道电路固有的电气参数。

轨道电路的一次参数是Z、Y、R、L、G、C的总称。

二、轨道电路的二次参数

轨道电路的二次参数包括特性阻抗Zc与传输常数γ,它们是一次参数——钢轨阻抗Z和道碴电阻rd的函数,所以称为二次参数。

轨道电路的钢轨阻抗和道碴电阻是均匀分布的,属于均匀分布参数传输线,可以用分布参数传输线的基本方程来反映轨道电路送、受电端的电压、电流的关系

第九节 轨道电路的基本工作状态

一、轨道电路的基本工作状态

1、调整状态：轨道电路完整空闲，接收设备正常工作时的状态。 最不利条件：发送电压最低、钢轨阻抗最大、道床电阻最小，同时轨道电路长度为极限长度。

2、分路状态：当轨道电路区段有车占用时，接收设备应被分路而停止工作的状态。

轨道电路是低电阻电路，所以有车占用时，只能看成是两钢轨间跨接了一个分路电阻，故称分路状态。最不利条件：发送电压最高、钢轨阻抗最小、道床电阻最大，列车分路电阻最大。

3、断轨状态

钢轨虽折断，但轨道电路仍可通过大地沟通回路，接收设备还会有一定值的电流流过。为了确保安全，断轨时接收设备（轨道继电器）应不能工作。

二、轨道电路分路的几个术语

1、列车分路电阻：列车占用轨道电路时，列车轮对跨接在轨道电路的两根钢轨上构成轨道分路，这个分路的轮轴电阻就是列车分路电阻，它是由车轮和轮轴本身的电阻和轮缘与钢轨头部表面的接触电阻组成，由于轮缘与钢轨头部表面的接触电阻很小，因此车轮和车轴形成的电阻比接触电阻小很多，可以忽略不计。

2、分路效应：由于列车分路使轨道电路接收设备中电流减小，并处于不工作状态，称为有分路效应。分路效应在很大程度上决定了轨道电路的质量。

3、分路灵敏度：

①分路灵敏度：当轨道电路被列车车轮或其它导体分路，恰好使轨道电路继电器线圈电流减少到落下值时的列车分路电阻值（或导体的电阻值）就是该轨道电路的分路灵敏度。

②极限分路灵敏度：在轨道电路上各点的分路灵敏度不同，对于某一具体轨道电路来说，它的分路灵敏度应该以最小的分路灵敏度为准，称为极限分路灵敏度。

③标准分路灵敏度：我国现行规定标准分路灵敏度为0.06欧母，是和国际上规定的分路灵敏度是一致的。任何轨道电路在分路状最不利的条件下，用0.06欧母电阻进行分路时，轨道继电器应释放衔铁（连续式轨道电路）或不吸起（脉冲式）。否则不能保证分路状态的可靠工作。

第十一节 轨道电路的调整

一、轨道电路的调整

轨道电路的调整要求在选择好限流电阻阻值和电源电压后，不论道床如何变化，各种参数如何波动，轨道电路都要能稳定可靠地工作，而不需要经常去调整，这就是一次调整法。

影响轨道电路的主要因素是道床电阻。轨道继电器的端电压随道床变化的关系，用表格的形式列出来，就称为调整表，用曲线描绘出来就称为调整曲线。

调整轨道电路，固定送电端限流电阻值对可靠分路和防止送电端分路时设备过载有利；固定中继变压器和受端电阻，也有利于可靠分路和抗干扰。但对于一送多受区段，可对受电端电阻进行调整。

二、调整表和调整曲线

调整表和调整曲线是依据轨道的转移阻抗公式，求得不同的道床电阻值时的终端电流表值，再根据终端电流值和轨道继电器的端电压的特征，用计算机编制出调整表和调整曲线。《信号维修规则》列出了各种轨道电路的调整表、调整曲线，作为现场日常维修的依据，而不必进行反复的计算。

轨道电路调整，是在固定送电端限流电阻和受电端的情况下，按照调整表或调整曲线对送电端轨道变压器送电电压进行调整通过轨道变压器端子的不同连接，以满足轨道电路对调整状态和分路状态的要求。

第四章 继电器

一．安全型继电器的特点：

所谓安全型继电器是指它的结构必须符合故障～安全原则(发生安全侧故障的可能性远远大于发生危险侧故障的可能性；对铁路信号而言，处于禁止运行状态的故障有利于行车安全，称为安全侧故障；处于允许运行状态的故障可能危及行车安全，称为危险侧故障)。 前接点代表危险侧信息，后接点代表安全侧信息

为了达到故障一安全要求,安全型继电器在结构上有以下特点：

① 前接点采用熔点高、不会因熔化而使前接点粘连的导电性能良好的材料.

② 增加衔铁重量,采用“重力恒定”原理在线圈断电时强制将前接点断开.

③ 采用剩磁极小的铁磁材料构成磁路系统,并在衔铁与极靴之间设有一定厚度的非磁性止片,当衔铁吸起时仍有一定的气隙以防剩磁吸力将衔铁吸住.

④衔铁不致因机械故障而卡在吸起状态。

继电特性：回差特点：吸起值>释放值 返还系数:工作值>吸起值(返还系数远小于1)

二、无极、偏极、有极、整流型继电器的结构特点和电气特性

1、无极（jwx）：

（1）结构：电磁系统（线圈、铁心、轭铁、衔铁）、接点系统（拉杆、动静接点组）

（2）动作原理：电→磁→力→动作拉杆

（3） F吸引力＞F重力为吸起状态。 F吸引力＜F重力为落下状态。

（4）无极特性 无论什么极性，只要达到它的规定电压（电流）值，继电器就励磁吸起。

2、偏极继电器JPXC-1000

(1)特点

鉴别电流的极性，在方形极靴前装有L形永久磁钢。只有线圈中的电源极性1+、4-，继电器才励磁，反方向不励磁，无电时落下。如果永久磁铁失磁，继电器无论通过什么方向的电流都不能使继电器吸起。

(2)电气特性:

具有鉴别电流极性的功能 反极性不吸起是有条件的，即反向加200 V电压，衔铁不能吸起，以保证其工作的可靠性。

3、有极继电器JYJXC

特点:

（1）磁系统中增加了永久磁钢。

（2）在线圈中通以规定极性的电流时，继电器吸起，断电后仍保持在吸起位置；通以反方向电流时，继电器打落，断电后保持在打落位置。

（3）具有定位和反位两种稳定状态。

1）在磁路结构中有永久磁铁或起永久磁铁作用的局部线圈。

2）衔铁动作是受两种独立的磁系统控制：控制磁通；极化磁通。

3）灵敏度较高。 4）动作时间较快。

4、JZX整流式继电器

整流继电器JZXC-480与无极型基本一致，仅在接点组上安装了二极管组成的半波或全波整流电路。

5.时间特性

（1）电磁继电器的电磁系统是具有铁心的大电感，在接通电源或切断电源时，由于电磁感应的 作用，在铁心中产生涡流，在线圈中产生感应电流。这些电流产生的磁通对铁心中原来磁通的变化起了一定程度的影响。即原磁通增大时反对增大，减小时反对减小，使原磁通变化缓慢。因此，电磁继电器或多或少地都有一些缓动的时间特性。

（2）利用继电器控制的各种电路中，由于完成的作用不同，对继电器的时间特性要求也不一样，有些要求继电器动作快，有些要求慢一点，如果满足不了时间特性的要求，整个控制电路就不能正常工作。因此，我们不但要了解继电器本身固有的时间特性，而且还要按照不同的电路要求，人为的改变其时间特性。使它满足各种控制电路的要求。

6、安全型继电器的电气特性

安全型继电器的电气特性通过电气参数来反映。

(1)额定值——继电器在运用状态时的电压值或电流值；

(2)吸起值——使继电器动作（动接点与前接点接触）所需 要的最小电流或电压值；

(3)工作值——使继电器动作，前接点全部闭合，并满足规定的接点压力所需的最小电流或电压值；

(4)释放值——继电器从规定值降低到前接点断开时的电压或电流值；

(5)转极值——有极继电器的动接点由定位转换到反位或由反位转换到 定位所需要的电压或电流值；

(6)过负载值——继电器允许接入的最大电压或电流值（一般为工作值 的四倍），接入过负载值后，线圈不受损伤，电气特性 亦不变化；

(7)吸起时间——从继电器线圈接通规定的电压或电流时起至全部前接点闭合的时间；

(8)释放时间——切断供以规定的电压或电流的电源时起至全部动接点与后接点闭合的时间；

(9)安全系数——额定值与工作值之比；

(10)返还系数——释放值与工作值之比称为返还系数。

三、改变继电器时间的参数方法

1.改变继电器结构

（1）改变衔铁与铁心磁吸间止片（δ0）的厚度，以改变继电器的落下时间，止片增厚，落下时间减小，止片减薄，落下时间增大。

（2）磁路系统选用电阻率较高的铁磁性材料，使涡流影响减小从而缩短继电器的动作时间。

（3）在保证工作安匝的前提下增大线圈导线的线径，以此来提高电流的储备系数，使额定电流提高，加速电流的增长速度使其减小吸起时间。

（4）在铁心上套铜套（铜环）使继电器达到缓动（缓吸和缓放）。

2.改变电路

（1）提高继电器的端电压使继电器快吸

（2）在继电器线圈电路中串联一个灯泡使继电器快吸

（3）与继电器线圈串联rc并联电路使继电器快吸

（4）并联电阻或二极管使继电器缓放

（5）并联 rC 串联电路使继电器缓放

四、继电器的定位规定（原则）

1、继电器的定位状态应与设备的定位状态一致，信号布置图中所反映的设备状态约定为设备的定位状态。 例如：一般信号机以关闭为定位状态，道岔以开通定位为定位状态，轨道电路以空闲为定位状态。

2、根据故障-安全原则，继电器的落下状态必须与设备的安全侧相一致。信号继电器的落下应与信号关闭相一致，轨道继电器的落下应与轨道电路占用相一致。如：信号继电器落下---信号机的关闭，轨道继电器的落下----轨道电路被占用。在电路中，凡是以吸起为定位状态的继电器， 其接点和线圈均以“↑”符号表示，凡是以落下为定位状态的继电器，其接点和线圈以“↓”表示。

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3、继电器的符号，对于线圈必须注明其定位状态箭头和线圈端子号。对于其接点只须标出其接点组号，而不必详细标明动、前、后接点号。但必须标出箭头方向。

五、继电器动作规律以及继电器线圈的图形符号

继电器吸起----（动）中接点与前接点闭合，与后接点断开。

继电器落下----（动）中接点与前接点断开，与后接点闭合。

六、继电器接点电路的几种基本形式

1、按工作特点来分的继电器接点电路

（1）单拍电路：是指它所组成的电路在完成一定的控制目的时，与组成该电路的各元件的动作顺序无关，

（2）多拍电路：是指该电路中的各元件必须按照一定的先后动作顺序才能达到既定的控制目的。

非周期多拍电路与周期性多拍电路。

2、按有无记忆作用来分的继电器接点电路

（1）无自闭电路

（2）有自闭电路： 凡是有自身前接点参与保持该继电器吸起的，称为自闭电路

3、按连接形式分的继电器接点电路

继电器接点电路按连接形式来分，可分为串联、并联、串并联和桥形等几种基本电路。

七、继电器电路分析方法 1、动作程序法（时序） 用来表示继电器动作过程，着重反映继电器电路时序因果关系， 并不严格表达逻辑功能。 “↑”表示继电器的吸起；“↓”表示继电器落下；“→”表示促使继电器吸起、落下；“|”表示逻辑“与”

2、时间图解法 时间图解法能清楚的表示出各继电器的工作情况、互相关系和时间特性，能准确反映整个电路动作过程。

3、接通径路法（接通公式法或跑电路法，经常使用） 仅仅表达的是继电电路的导通路径，而不能反映电路的逻辑功能。 电源正极经继电器接点、线圈及其他器件（按钮接点、二极管等）流向电源负极的回路。

八、继电器电路的安全措施

常见的故障有：熔断器熔断、断线、脱焊、螺丝松脱、线圈烧坏、接点接触不良、线路混入电源等。

电路开路（断线故障）：使继电器错误落下，或不能吸起

电路短路（短路故障）：使继电器错误吸起，或不能落下

1、断线防护电路

2、混线防护电路

（1）、位置法：将继电器和电源分别设在可能混线位置的两侧。

（2）、极性法：室外电路混入电源而采取的措施

（3）、双断法：在电路的去线和回线上都接入同样的控制接点。

（4）、独立电源法：电源隔离法，设立专用变压器。

九、直流电磁式无极继电器吸起值为什么比释放值大？

（1）继电器吸起状态与释放状态时工作气隙大小不同。

（2）铁磁材料的磁滞影响，电流相同时的磁通值Ф大小不同，电流增大时Ф小于下降时的Ф。无极继电器的释放值不仅小于吸起值，而且比吸起值小很多。

十、什么叫返还系数？选大好还是选小好？为什么？

返还系数——释放值与工作值之比称为返还系数。 返还系数越接近1越安全，必须要求继电器动作可靠，即通入继电器线圈的电流达到工作值时可靠吸起，小于释放值或者切断电源是必须可靠释放，对于铁路信号来说，无极继电器的释放值越高，返还系数越接近1，越安全。

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