车站联锁设备

1、第二节 车站联锁设备 一、概述 车站联锁设备是保证车站内列车和调车作业的安全，以及提高车站通过能力的一种信号设备。 在车站上，为列车进站、出站所准备的通路，称为 列车进路 ，凡是为各种调车作业准备的通路，则称为 调车进路 ，一般每一个列车、调车进路的始端都应设立一架信号机进行防护，以保证作业时的安全。 列车的进、出站和站内的调车工作通常是根据防护每一进路信号机的显示状态进行的，而被防护的进路又是靠操纵道岔来排列，因此，在有关信号机和道岔之间，以及信号机和信号机之间应建立起一种互相制约的关系，才能保证车站的安全，我们把信号、道岔、进路之间的这种相互制约关系叫做 联锁 。为完成这种联锁关系而安装的

2、技术设备叫联锁设备。 联锁的基本内容包括：防止建立会导致机车车辆相冲突的进路；必须使列车或调车车列经过的所有道岔均锁闭在与进路开通方向相符合的位置；必须使信号机的显示与所建立的进路相符。 联锁设备应满足下列几项要求： 1 、当开放某一进路时，必须先将进路上的所有道岔扳到正确位置后，防护这一进路的信号机才能开放。 2 、当防护某一进路的信号机开放以后，这一进路上的全部道岔应被锁闭，不能再扳动。 3 、当某一进路的信号机开放以后，与之 敌对进路 （两条或两条以上的进路，有一部分相互重叠或交叉，有可能发生列车或机车车辆冲突的进路）的信号机应全部关闭，不能开放。 4 、主体信号机开放前，预告信号机不能

3、开放；在正线出站信号机开放前，进站信号机不能正线通过信号。 车站联锁设备组成框图 值班员可以通过控制台上的各种按钮控制现场设备（信号机、道岔等），并通过控制台上的表示盘来监视现场设备的工作状态。 车站联锁设备应能及时、迅速的排列进路并实现信号机和道岔之间的相互制约关系，同时还应能迅速及时地使进路解锁。因为只有加速建立和解锁进路的过程才能提高车站的通过能力。 联锁基础设备包括信号机、轨道电路、转辙机、继电器等。 信号机用以防护进路，指示列车和调车车列的运行条件。轨道电路用来监督线路上是否有车占用，以及线路是否完整。转辙机根据需要转换道岔并予以锁闭，它们是联锁的室外三项基础设备。继电器用来构成联锁

4、逻辑关系，完成严密的联锁关系，控制信号机和转辙机的动作。室外设备和继电器等室内设备由电缆线路相连结。 联锁设备分为集中联锁（继电联锁和计算机联锁）和非集中联锁（臂板电锁器联锁和色灯电锁器联锁）。编组站、区段站和电源可靠的其他车站，有条件的均应采用集中联锁。在新建铁路线上条件不具备时，可采用非集中联锁。 联锁图表：车站联锁设备间联锁关系的说明，采用图和表的形式来表示。它由信号平面布置图和联锁表两部分组成。联锁图表说明车站信号设备之间的联锁关系，显示了进路、道岔、信号机以及轨道电路区段之间的基本联锁内容。电路设计是根据联锁图表的要求严密进行的，联锁试验和竣工验收时也以联锁图表作为检查工程质量的重要

5、依据。因此，联锁图表必须认真编制，避免任何差错和遗漏。 二、非集中联锁 （一）臂板电锁器联锁 1 、设备概况 2 、臂板电锁器联锁的远离及办理手续 3 、臂板电锁器联锁的主要优缺点 （二）色灯电锁器联锁 三、继电联锁 继电联锁是在信号楼或车站值班员室集中控制信号机和道岔的联锁设备。在继电联锁设备中实现联锁的原件是继电器，由于联锁设备采用色灯信号机和电动转辙机，操作人员只需在控制台上按压按钮就能办理或解锁进路，而且采用了逐段解锁方式，从而缩短了进路建立和解锁时间，提高了车站通过能力。 （）继电联锁的主要设备 1 、继电器 继电器是一种电磁开关，它是铁路信号设备中使用极多的一种电气元件，也是电气集

6、中联锁设备中的主要元件。它用于接通或断开电路，以构成自动控制和远程控制电路。通过继电器可以控制道岔的转换、信号机的开放和关闭以及进路的锁闭与解锁等。 继电器的分类： （ 1 ）按动作原理分类，继电器可分为电磁继电器和感应继电器两大类。 电磁继电器是利用电流通过线圈产生磁场来动作的继电器。该类继电器应用最为广泛。 感应继电器是利用电流通过线圈产生的交变磁场与其翼板中的另一交变磁场所感应的电流相互作用，使翼板转动而动作的继电器。 （ 2 ）按动作电流分类，继电器可分力直流继电器和交流继电器。 直流继电器是由直流电源供电的继电器，又可分为无极、偏极和有极继电器。 交流继电器是由交流电源供电的继电器。

7、 ， （ 3 ）按动作时间分类，继电器可分为正常动作继电器和缓动继电器。 （ 4 ）按工作可靠程度分类，分为安全型继电器和非安全型继电器。 安全型继电器是依靠其自身结构即能满足安全条件的继电器。非安全型继电器是必须监督其接点在电路中的工作状态，以保证安全条件的继电器。断电时，以弹力保证继电器落下，故又称弹力式继电器。 最简单的一种继电器叫直流无极继电器，如下图所示。 直流无极继电器 图中，当电流通过线圈时，铁芯吸动衔铁，带动中簧片断开后接点而与前接点闭合；当电源切断后，铁芯失磁，衔铁因此自行释放，使中簧片断开前接点并和后接点闭合。 继电器的前、后按点及中簧片都接有引线片，当引线片用导线连接在一

8、个外部电路时，由于继电器的衔铁被吸动或复原，就可以达到控制这个外部电路的目的。这就是 直流无极继电器工作的基本原理 。 2 、电动转辙机 道岔尖轨转换位置是由转辙装置带动的。电动转辙机是以电动机带动的转辙装置，它可以实现正转或反转，从而使道岔具有两种不同的开通位置。（开通直股或侧股）。 采用电动转辙机的优点是道岔转换时间短、安全程度高，并且便于实现自动控制和远程控制。 （ 1 ）对转辙机的基本要求 a 、作为转换器，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。 b 、作为锁闭器，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

9、因车通过道岔时的震动而错误解锁。 c 、作为监督器，应能正确反映道岔的状态。 d 、道岔被挤后，在未修复前不应再使道岔转换。 （ 2 ）转辙机的分类 a 、按动作能源和传动方式分类，转辙机可分为电动转辙机、电动液压转辙机和电空转辙机。 电动转辙机由电动机提供动力，采用机械传动的方式。 电动液压转辙机简称电液转辙机，由电动机提供动力，采用液力传动方式。 电空转辙机由压缩空气作为动力，由电磁换向阀控制。 b 、按供电电源种类分类，转辙机可分为直流转辙机和交流转辙机。 直流转辙机采用直流电动机，工作电源是直流电。如目前大量使用的 ZD6 型电动转辙机就是直流转辙机，由直流 220V 供电；电空转辙机

10、的电磁阀由 24V 直流电供电。 交流转辙机采用交流三相电源或单相电源供电，电动机为三相异步电动机或单相异步电动机。目前推广的提这道岔用的转辙机即采用三相异步电动机。 c 、按动作速度分类，转辙机可分为普通转辙机（转换道岔时间 3.8s 以上）和快动转辙机（转换道岔时 0.8s 以下，用于调车场分路道岔）。 d 、按锁闭方式分类，转辙机按道岔锁闭方式可分为内锁闭转辙机和外锁闭转辙机。 内锁闭转辙机依靠转辙机内的锁闭装置锁闭道岔。 ZD6 型等大多数转辙机均采用内锁闭方式。其锁闭可靠程度较差。 外锁闭转辙机依靠转辙机外的锁闭装置锁闭道岔，将尖轨直接锁于基本轨。提速道岔均采用外锁闭方式，锁闭可靠程

11、度相对高一些。 3 、轨道电路 轨道电路是利用铁路的两条钢轨作为导线，所构成的电气回路。它可以反映线路和道岔区段是否有车占用，钢轨是否完整，监督线路占用情况，以及将列车运行与信号显示联系起来。 采用直流电源的轨道电路叫做直流轨道电路。如下图所示。 直流轨道电路示意图 在直线段上，直流轨道电路主要由分界绝缘节、轨道电源、限流电阻、轨道继电器等组成。 分界绝缘节安装在轨道电路分界处，以保证相邻轨道电路间互不影响。 当轨道电路区段空闲时，电流从轨道电路电源正极经过钢轨进入轨道继电器，再经另一股钢轨回到古古负极。这时因轨道继电器衔铁吸起，使其后接点断开前接点闭合。信号机的电路就通过前接点闭合绿灯电路，

12、使信号机着绿灯，如上图（ a ）所示。 当轨道电路区段有车占用时，由于轮对的电阻很低，轨道电路被短路，轨道继电器衔铁被释放，用它的后接点闭合信号机的红灯电路，信号机点亮红灯，表示轨道有车占用，如上图（ b ）所示。钢轨折断时的情况与有车占用时相同。可以看出采用这种轨道电路，当轨道电路的任一部分发生故障时，均能导致轨道继电器失磁落下，使信号机点亮红灯，从而保证了安全。 道岔区段的轨道电路如下图所示。 道岔区段轨道电路 当道岔区段无车时，轨道继电器（ GJ ）有电励磁，以其前接点闭合道岔操纵机构电路，道岔可以转换；当直股或弯股有车时，轨道电路被短路，轨道继电器失磁，衔铁释放，切断了道岔操纵机构的电

13、路，道岔也就不能转换位置了。 目前铁路现场普遍采用的是交流轨道电路，其工作原理和直流轨道电路相同，只是送电端的轨道继电器可采用交流继电器或带整流器的直流无极继电器。 近年来，随着高速铁路线路不断增加，为了适应高速铁路的需要，各国研制了无绝缘轨道电路。 （ 1 ）无绝缘轨道电路构成基本原理 下图是无绝缘轨道电路系统构成框图。它的工作原理是，发送端的发送器发出的移频信号经过电缆通道传送到匹配变压器及调谐单元（由电感和电容串联谐振电路构成），从轨道电路的送电端传送到接收端的调谐单元（构成同发送端），再经过接收端的匹配变压器，电缆通道将信号输入到接收器。接收器对移频信号进行限幅、放大及解调后，使轨道继

14、电器吸起，以轨道继电器的吸起和落下来检测轨道的空闲和占用。 无绝缘轨道电路系统构成 （ 2 ）电气分隔接头的基本原理 无绝缘轨道电路要求相邻轨道电路采用不同载频。电气分隔接头的主要作用是对相邻轨道电路的频率起电气隔离作用。下图是电气分隔接头的简单示意图。 电气分隔接头示意图 图中 L 2 、 C 2 为谐振频率为 F 2 的串联谐振回路，因此，相当于对 F 2 频率信号跨接一根短路线，因此 F 2 频率不能向左侧传输。 L l 、 C l 、 C 0 是三元件二端网络。对 F 2 频率信号而言呈容性阻抗，故 F 2 频率信号可以向右侧传输。同理，由于 L l C l 对 F 1 频率信号谐振，

15、相当跨接一个短路线，终止了 F l 频率信号向右传输，但 L 2 C 2 对 F l 呈现容性阻抗，它与钢轨电感构成并联谐振，因而对 F 2 呈现高阻抗，故可以接收左侧输入的 F l 信号， F 1 信号可向左侧传输，这样电气分隔接头对相邻两轨道电路的信号传输起到了电气绝缘的作用。 无绝缘轨道电路是一种新技术。它免除了钢轨切割问题，提高了线路质量，也免除了绝缘节的故障问题，降低了钢轨故障率，而且在电气化区段不需设置变压器。 4 、控制台 控制台设在车站值班员室内，它的正面装有照明盘，盘面上有全站股道平面图及各种进路按钮、道岔按钮和其它按钮等。需要办理进路时，按压控制台的模拟站场图上进路的始端按

16、钮和终站按钮，就能将进路中有关道岔转换到规定的位置，且防护该进路的信号机也自动开放。 控制台上的主要表示器是光带和表示灯。它们的用途是正确反映室外监控对象的状态及线路运用情况；表示操作手续是否完成；并反映继电器电路的工作状态，若发生故障可及时发现故障发生地点。 （二）继电联锁的基本原理 下图说明了利用继电器、轨道电路、电动转辙机（ M ），实现道岔（ 9 号）、进路和调车信号机（ D 4 ）之间的电气联锁的基本原理。 继电联锁基本原理 在图中， 9 号道岔以开通牵出线 7 道为定位，调车信号机 D 4 由信号继电器（ XJ ）控制， Xj l 、 XJ 2 、 XJ 3 分别为 XJ 的三组接

17、点，连接在三个不同的电路中。平时， XJ 中无电流通过，以它的第二组接点 XJ 2 断开月白灯电路，闭合蓝灯电路， D 4 在关闭状态。车站值班员按压信号按钮（ XA ）时能否使 D 4 开放，取决于 9 号道岔的定位表示继电器（ DBJ ）和道岔区段轨道表示继电器（ DGJ ）的前接点是否闭合。当道岔在定位而且尖轨密贴时 DBJ 吸起，在道岔区段无车占用时 DGJ 亦为吸起状态，即只有当道岔的位置正确，道岔区段上无车这两个条件同时具备，按压信号按钮时信号继电器 XJ 才能吸起，调车信号机 D 4 可以开放。 信号机 D 4 开放后， 9 号道岔的动作电路则因 XJ 励磁吸起而被切断（通过 X

18、J 3 ），于是 9 号道岔被锁闭在定位，不能转动。这样做是符合“当防护某一进路的信号机开放后，进路上的所有道岔不得扳动”的联锁要求的。当调车车列进入这一道岔区段时 DGJ 失磁落下，切断了 XJ 的电路，因而调车信号机 D 4 便自动关闭（注：一般情况下，是在调车车列全部进入调车信号机内方后，才自动关闭信号）。但是还应注意，这时 9 号道岔仍处于锁闭状态（因这时电动转辙机 M 的动作电路仍被 DGJ 2 所切断）。只有当调车车列全部驶离道岔区段轨道电路， DGJ 恢复吸起状态后， 9 号道岔才能解除锁闭状态。 （三）继电联锁办理手续 继电联锁办理进路和解锁进路手续操作迅速简便。 1 、办理进

19、路 （ 1 ）接发车进路。当办理接发车进路或调车进路时，只需先按压进路的始端按钮后按压终端按钮，就能将与进路有关的道岔转换到符合进路要求的位置，防护该进路的信号机也根据这种操作而自动开放。 （ 2 ）办理引导接车。当需要办理引导接车时，车站值班员在检查了有关道岔的实际位置后，可进行单独操纵，使它们转换到所要求的位置。然后切断电源，防止中途转换而造成事故，接着就可以开放引导信号，盘面上的复示器亮白灯。 2 、进路解锁 （ 1 ）正常解锁。当列车或调车车列驶过进路中的道岔区段后，进路中的道岔和经由该道岔的敌对进路就应自动解锁，称为正常解锁。 （ 2 ）取消进路 在进路已经排好以后，若需要取消进路时

20、，如果这时列车或调车车列还没有到达信号机的接近区段时，只要拨出始端按钮，信号机即自动关闭，进路也随之解锁；如果这时列车或调车车列已经接近，拔出始端按钮后信号机即自动关闭，但进路还不能立即解锁，要达到规定的延续时间才能自动解锁，以防列车或调车车列来不及停车而发生事故。 在进路还没有排好以前，比如当按下始端按钮后，需要取消时，只要按下取消进路按钮，就可以停止排列进路。 另外根据不同需要还有非常解锁（人工解锁）进路故障解锁等。 从上面介绍的进路控制过程，反映了信号、道岔和进路的关系及动作顺序。车站联锁系统就是以技术手段实现进路控制过程的，而且当系统在何部分发生故障时，都不会使信号机错误开放和道岔错误

21、解锁。 （四）继电联锁的主要优缺点 1 、由于采用了轨道电路，严格实现进路控制过程的要求，具有较完善的安全功能，基本上能防止因违章或操作失误而造成危及行车安全的后果。 2 、采用色灯信号机和电动转辙机，操作人员仅需在控制台上按压按钮就能办理或取消进路，而且采用了逐段解锁方式时，还可大大缩短进路的建立和解锁时间，提高了车站咽喉的通过能力。 3 、进路的排列和解锁都是自动进行的，从而改善了和行车有关人员的劳动条件。 但是，继电联锁的设备费用比较高，并要求车站上有可靠的交流电源。 四、驼峰信号设备 在技术站，特别是大编组站，调车驼峰是它们的主要设备。为了加速车列的解体和编组作业，提高作业的安全和效率

22、，驼峰上采用了必要的信号设备。 驼峰信号设备一般有驼峰信号机、道岔自动集中，车组溜放速度的调节与控制设备、各种操纵系统和通信联络设备等。 在大编组站上通常都设有专门的驼峰信号楼，用以设置控制台、继电器室和电源室、车辆减速器的动力室等。驼峰值班员就在楼内通过操纵系统指挥全场的调车作业。 （一）驼峰信号机 驼峰主体信号机应是四个灯位的高柱色灯信号机（黄、绿、红、月白），一般设在峰顶每一推送线运行方向的左侧（下图中 T l 、 T 2 ），用以向调车作业人员发出有关指示。 驼峰信号及其设置 当调车场与到达场横列布置时，牵出线上设置驼峰复示信号机，当调车场与到达场纵列布置时，到达场到发线上应设驼峰辅助信号机，其显示距离不能满足推峰作业要求时，根据需要可再装设驼峰复示信号机。 驼峰辅助信号机或驼峰复示信号机，在推送进路建立后，应复示驼峰信号机的各种显示。 （二）调车信号机 为了指示调车机车在推送线、迂回线以及峰下线路之间进行作业，还要设置一些峰上凋车信号机（如上图中的 D 2 、 D 4 、 D 6 、 D 8 等）；为了指示机车在峰下各股道间进行调车作业和指示机车上峰，在峰下各个线束的分路道岔之前都设有峰下调车信号机（如上图中的 D 18 、 D 20 、 D 34 、