铁路信号设备技术文件

1、l 15合1盘式大功率LED铁路信号机构l 90合1点阵式小功率LED铁路信号机构l 铁路信号机通用电源电子变换器l XL.CT系列LED发光盘l 其它盘式大功率铁路LED信号光源l 点式LED铁路信号光源技术文件 国家重点实验室常州半导体照明应用技术研究院 中国 常州目 录1、 第一章：企业简介.2 2、第二章：技术规格说明.4 3、第三章：检测参数表.15 4、第四章：.LED铁路信号机构及点灯单元安装.175、第五章：技术说明补充.22 特别说明：本单位生产的盘式大、小功率LED铁路信号光源符合铁路行车：“导向-安全”的原则。产品按铁路标准要求严格检测后出厂 第一章 企业简介： 常州半导

2、体照明应用技术研究院铁路电务器材部、半导体照明联合创新国家重点实验室（常州基地），地处常州国家创新科技园区半导体照明产业园，地处常州大学城、科教城。常州半导体照明应用技术研究院为了适应铁路市场的需要独立组建的一个集科研、生产、销售实体部门，总占地面积近2000平方米，自成立以来从事各类LED照明、LED铁路信号灯、铁路机械产品配件、扩音设备等产品设计制造的专业化企业。作为一家集研发、生产、销售铁路电务器材生产型企业，我们不仅致力于国内铁路市场产品的开发，而且积极研发铁路设备新技术，产品广泛应用于国铁、地方铁路、大型企业自营铁路、城市轨道交通、地铁线上，同时出口到外蒙、俄罗斯、非洲等国家和地区，

3、在产品上市七年多当中不断总结，汲取众家LED铁路信号光源技术，结合铁路信号控制和铁路对信号光源特殊要求不断改进不断创新取得了长足的发展。研究院拥有职工50多人，其中有原铁路光学专家、电务专家和高级技术人员占40%，本科以上占80%，是一个通过CE、ISO9001、ISO14001、GB/T18001等行业认证的企业。研究院管理采取逐级负责的制度，在研究院领导的领导下共设营销生产部、技术质检部、供应部、人力资源管理部、财务部、组织机构方框图所示： 金加工间测试车间总装车间生产车间技术部品质部生产、销售 技术质量财务部采购部人力资源部市场部制造部主管院长产品库存器件测试产品老化产品检验市场销售原材

4、料库成品库半成品库 研究院位于常州市武进区国家高新区科教城，与著名的陶都-江苏宜兴市紧邻，距离原铁道部滆湖疗养院约10公里。 第二章 技术规格说明书一：产品图片（铁路线上现场使用实景）：产品使用在国铁成都局达州电务段河市坝车站现场图片（九合一大功率LED铁路信号灯光源组装在SMC机构改装使用实景图片）二：产品技术优势：1：不改变铁路原有的白炽灯信号灯点灯电路、供电电压及点灯输出电压和原有的信号机兼容。信号机发光强度不受安装距离和电网电压波动的影响。方便信号维修人员的使用和改装；2：采用先进的具有AC/DC、DC/DC、MCU、PFC、SPD、EMC、RSL等电路形式，点灯系统在高压AC160V

5、-AC270V直供（取消灯丝变压器）或者AC9.5V-AC20V（满载电压、低压，使用原BX1-34灯丝变压器或者原点灯单元、也就是不改变原有点灯电路）宽电压范围内正常工作。电源电子变换器可完全替代现有效率较低的铁路信号工频变压器，并且实际施工中的连线方式不受安装距离的影响；3：报警采用继电器跌落式报警方式，确保在任何故障情况下能可靠报警，报警方式和现有的信号机相同，配合灯丝报警系统可实现报警到架或报警到位。报警检测手段完善，包括空载关闭（开路）报警、30%损坏报警、短路报警；50%损坏报警时关闭LED驱动电路并自锁，控制电路工作电流11mA，使室内灯丝继电器可靠落下等技术功能； 电流检测报警

6、电路4：信号灯工作时，线路电流小，长距离(25km以内)传输时不受供电电压和安装距离的影响，适合大长区间使用。空载电流小，能在线缆条件差的条件下工作，适合现场条件；5：专用的门限控制和感应消除电路，发光盘即使在较强的感应条件下不会亮灯，门限电压设定在160±5V（根据不同区域，门槛电压可设定）；6：采用宽电压AC160V-270V(铁路工频变压器输出AC9.5V-AC20V)输入，直流恒压输出（DC14.5V±0.3V），高频LED恒流驱动，LED显示无频闪现象。LED采用国际知名品牌，寿命长，亮度高、发光强度稳定、穿透力强、节能等优点，可实现零维修。7：直接与现场使用的原

7、铸铁、铝合金、SMC复合信号机构兼容，不改变原供电点电路，只需取消原机构灯丝转换继电器和滤色玻璃，更换外部菲涅尔透镜为LED信号机防护玻璃即可，操作简单，九合一大功率LED信号灯驱动电路图示三：技术规格及产品说明：1：系统设备的机械结构、设计规范和设备制造工艺符合TB/T3242-2010LED铁路通信信号机构通用技术条件)等标准。2：信号灯点灯单元的印制线路板均有电路名称及所有元器件标志，所有电子元器件均符合安全规范标准。LED光源控制电路、LED驱动电路芯片、主要器件采用国外知名制造商（TI、LTC、ON、IR等）生产，使用条件符合铁路安全标准。3：图纸、资料所使用的文字符号及标志均使用中

8、文符号且完全一致；4：周围无引起爆炸的有害气体等；5：振动频率10-200Hz，加速度幅值20m/S2；6：环境要求：设备在下列环境条件下可靠工作：类 别室 内环 境 温 度-50°C- +75°C相 对 湿 度不大于95%（25°C）大 气 压 力不低于70Kpa(海拔高度不超过5000m）7：信号灯原理：大功率LED信号灯的光源部分是在直径132mm圆形的铝基板上按一定的规律分布了15颗或者9颗1W LED，点阵式90颗小功率LED信号灯在直径140mm的圆盘上也按一定规律分布了90颗小功率直插LED，点亮后犹如一个发光的圆盘。发光盘的基本电路方框图所示： 单

9、一大功率LED驱动电路示意图点阵式小功率LED信号灯，采用国际知名公司的LED管芯，并设计了专门的恒流驱动、检测和控制电路，采用多个LED串联和多串并联结构，具有电流监控、故障报警等技术性能。见图：铁路信号灯电源电子变换器及其连接图如下：由于LED均采用独立的恒流驱动，即使有30%发生开路、短路故障，也不会影响信号的整体性能和室内信号机械室灯丝继电器工作状态，当LED损坏50%时，LED信号光源控制部分将切断LED工作状态，线路电流小于11mA，使室内灯丝继电器可靠落下报警。LED工作在高频状态下无频闪现象。当信号灯处于灭灯状态情况下，即使外部有160±5V以下干扰电压不会点亮光源，

10、只有信号开放时，线路电压大于AC160V以上才能点亮光源。电路采用电磁兼容（EMC）设计，具有较强的抗电磁干扰能力和抗浪涌（SPD）能力，完全达到GB/T17262-1998标准中A级防护要求，其原理如下方框图：四：XL.CT系列G/A型信号灯光源使用说明：(一) 简介常州半导体照明应用技术研究院铁路电务器材部生产的铁路信号设备相关产品包括：十五合一、九合一大功率LED铁路信号灯、90合1盘式小功率LED铁路信号灯、通用型铁路信号机电源电子变换器和LED发光盘、三合一大功率铁路信号表示器、LED道口栏木标志灯等；铝合金信号机构、铸铁信号机构、复合材料SMC信号机构、铸铁和复合材料SMC箱盒等等

11、。十五合一、九合一大功率LED信号光源和小功率LED信号灯分别采用15颗1W和9颗1WLED、90颗小功率制成的铁路信号灯的新光源，用以取代传统的白炽灯、卤素灯双丝信号灯泡和透镜组，从而彻底消除灯丝断丝和调距这一多发性的信号故障。经铁路部门6年多的现场使用，深受铁路管理部门和使用部门的好评。 9合1大功率LED信号光源在2010年8月产品所有技术指标均高质量通过铁道部产品质量监督检验中心通信信号检测，15合1中功率LED铁路信号光源2016年4月送检。其中，电源电子变换器是国内迄今为止首个也是唯一通过检测，并推广应用的产品；2014年产品通过欧盟CE质量检测和认证。同时也通过了ISO9001质

12、量体系认证。其中15合1信号光源将于2016年6月送铁路信号出口产品SGS专业认证。(二) LED信号灯显著特点：1：可靠性高发光盘是由半导体发光管组成，在使用中即使有1/3LED发生短路、开路损坏也不会影响正常显示，提高了信号显示的可靠性。2：寿命长传统双丝灯泡的主丝寿命为1000小时，副丝为200小时，而LED发光寿命理论寿命为100000小时，是灯泡的100倍。使用LED信号灯后免除了经常更换灯泡的麻烦，且有利于实现免维护。3：节能传统的信号灯耗电约25W，而LED信号光源耗电量小于9W（高柱）和7W（矮型），耗散功率几乎是白炽灯泡的三分之一。4：安全由于信号灯泡的使用寿命只有1000小

13、时左右，必须频繁更换，对列车的行车安全和信号灯维护人员的安全构成很大的威胁。而LED信号光源使用寿命长（大于50000小时），工作稳定，基本上免于维护，从而节省了人力、物力等。5：聚焦稳定LED发光盘的聚焦状态在产品设计、生产中已经确定，现场不需要调整，给安装与使用带来很大的方便，并能始终保持良好的聚焦状态。6：光度性好LED信号灯透镜采用独特的组合式设计，出光光圈饱满，出光角度水平和垂直角度2°10、小于6°,当发光盘上的LED损坏三分之一后，出光角度保持不变，完全符合铁路部门的相关标准要求。发光盘及其透镜除有轴向主光束外，还有多余的付光束，有利于增强主光束散角之外以及近

14、光显示效果。透镜材料选择进口高品质的PMMA材料，透光性能大于92%、耐高低温环境下工作、抗脆性好、使用寿命长等特点。7：无冲击电流LED信号灯点灯时没有灯泡信号灯冷丝状态的冲击电流，有利于延长供电装置的使用寿命，并减少对环境的电磁污染。8：报警当本产品的LED损坏30%时，内部控制电路启动负载电路，满足信号机械室灯丝继电器可靠工作需要。当LED损坏50%时，信号光源控制电路关断光源电源，并使信号机械室灯丝继电器可靠落下（励磁电流小于11mA）报警。（本产品采用原线路跌落式继电控制模式）。 部分大功率、小功率LED系列铁路信号产品 (三) LED发光盘的分类和命名1：LED信号灯的型号由汉字拼

15、音、英文字母和数字组成，示例如下： XLA.CT15-H 第1位字母表示： X，信号机构 第2字母表示： L，LED光源 第3字母表示： 类型:G表示高柱；A表示矮型；B表示复示;Y表示 引导;R表示容许;Z表示遮断 第4、5位字母表示： 生产单位缩写 第6位数字表示： 设计顺序号（升级换代序号）第7位字母表示: 颜色：H红色、U黄色、L绿色、A蓝色、B白色、 Z紫色2：高柱发光盘为适用于高柱透镜色灯信号机构内，取代直丝信号灯泡和透镜组的发光盘。3：矮型发光盘为适用于矮型透镜色灯信号机构内，取代直丝信号灯泡和透镜组的发光盘。(四) 技术指标及正常工作条件1：工作电压：AC160V-AC270V

16、或AC9.5V-AC18V 50Hz. 工作电流：AC220V，110mA-140mA（站内）、120mA-160mA（区间） AC14V， 2A±0.15A。2：耐 压：端子对机构外壳±3000V 50Hz弦波有效值1分钟。3：绝缘电阻：正常绝缘电阻300;潮湿绝缘电阻5。4：与铁路现有的微机联锁电路兼容。当点灯单元损坏30%时(大功率LED铁路信号灯损坏3颗或6颗，小功率LED铁路信号灯损坏3路），光源内部报警继电器一组触点落下，形成闭合报警回路。另一组继电器触点接通备用旁路电流电路，使信号灯工作电流维持在120mA以上，确保信号机械室室内继电器要可靠地工作；当光源损坏

17、50%时（大功率LED铁路信号灯损坏5颗或者9颗，小功率LED铁路信号灯损坏5路），光源内部切断信号光源维持室内继电器工作的旁路电路电流和光源LED驱动电路电源，使室内灯丝继电器落下。线路电流<11mA。5：环境温度：-50°C +80°C。6：相对湿度：不大于95%（+25°C）。7：发光盘的光度性能符合TB/T2353-1993的规定。8：发光盘的灯光颜色符合TB/T2081-1989的规定。9：光源的抗电磁干扰、浪涌抗扰度、静电、射频电磁场、射频场感应、电快速脉冲群、抗雷击等测试符合GB/T17626等的规定。10：产品执行标准：TB/T3242-20

18、10LED铁路信号机构通用技术条件、GB/T17626.51999、TB/T3073、IEC61000-4-5 、 透镜式色灯信号机构及信号表示器（TB/T 1413-2001）、铁路灯光信号颜色（TB/T2081-1989）等。11：配套使用本公司提供的信号灯报警到位信号采集和报警总机可完成LED信号光源工作状态监控。12：特殊供电电源工作的LED信号光源可定制。13：提供工作电压为交流AC25-42V，DC40-DC70V非标铁路LED信号光源（有大功率和小功率。需预先定制）。 铝合金机构和SMC机构外形图 ZB32C型智能监测报警、采集器配套二显接线示意 配套西安博瑞特点灯单元4线接线示

19、意图其中：15合1、9合1光源左边万可端子1、2接AC9.5-18V电源，4、5端子接光源内部继电器常闭端子，在光源正常工作状态下，4、5端子处于断开。5、6端子为光源内部继电器常开端子，在光源正常工作状态下闭合，5号端子为公共端。 配套西安博瑞特点灯单元3线接线示意图其中：9合1、15合1LED信号光源万可端子左边1、2接电源，将1或者2号端子与5号端子跨接（5号端子是光源内部继电器公共端），4或者6号端子与3线点灯单元连接即可。 九合一大功率LED铁路信号机构正在常温状态下通电试验中 XL.CT90 小功率LED铁路信号发光盘第三章：检测参数表（及与白炽灯、小功率LED信号灯参数对照表）A

20、C44±10%AC9.5V-20V7DC12V±1V合格AC11.5V-16VDC14.5±0.3V输出电压（V）合格34>50W输出功率P更能适应电压波动大的电气化铁路线上AC176-242V合格AC176V-242VAC160V-270V额定电压（输入）稳定性（在额定 电压、额 定负载下）负载为LED信号灯合格178<75mA（上同）2:工作电流（mA）负载为大功率LED110合格178<140mA（供电AC220V）1:工作电流(mA)50Hz合格50Hz50±3工作频率（Hz）负载电流AC14±10%合格AC9.5V-

21、16VDC14.5±0.3V灯工作电压（V）AC220V±15 %合格AC176-242AC160-270V工作电压范围(V)节能 40%合格40%88%功率因数%效率合格41白炽灯9输入功率（W）备 注小功率LED信号灯检测结果GB/TB标准本企业标准检测项目 自保护功能电压反向保护有合 格短路保护有合 格开路保护有合 格瞬间过压AV270V有合 格环境检测-50°C通电通过铁道部产品检测存贮合 格实际存贮>1000t +75°C通电150t合 格通过铁道部产品检测常温25度通电500t合 格通过铁道部产品检测盐雾测试合 格通过铁道部产品检测振动

22、测试10-200Hz合 格通过铁道部产品检测绝缘测试DC2000V合 格通过铁道部产品检测冲击测试gn=50合 格自测跌落测试合 格自测喷淋测试合 格通过铁道部产品检测 大功率铁路信号灯发光盘在调试中： 第四章：LED铁路信号机构及光源安装 九合一大功率LED铁路信号灯点灯光源（高压）一：XL.CT15系列点灯单元（外壳）图示 二：高柱与矮型发光盘的安装办法2.1：安装方法之一 用于本院提供铸铁和铝合金、SMC复合材料LED信号机构的安装2.1.1打开机构后箱门2.1.2确认欲安装的发光盘的灯光颜色与该灯位固定卡圈上的鉴别销的销位以及该灯位所规定的颜色应完全一致2.1.3将LED光源下方两个固

23、定孔与机构内的原白炽灯泡座螺丝固定孔相对应，分别用M6×20mm的螺丝旋紧。2.2：安装方法之二 用于将传统的铸铁和铝合金、SMC复合材料信号机构改装为LED信号机的安装。2.2.1拆下遮檐及透镜框上的菲涅尔透镜、滤色玻璃、白炽灯座（透镜和灯泡的灯座均不再使用）。2.2.2清洁透镜框孔的端面，将LED信号灯防护玻璃、密封垫与灯箱对准装入，并用三只M6×35mm的螺丝和M6×16的螺丝将玻璃边上的盘条紧固，然后将遮檐再装上。2.2.3打开机构后箱门，面向机构后箱门，从后箱门将发光盘位置摆正，将发光盘从后面装入机构内，对准透镜框原灯座固定孔，用两只M6×20

24、mm的螺丝紧固即可。三：接线与启用XL.CT(S)A(G)型LED信号光源，无论是高柱的低压接线还是矮型高压接线，不需要区分电源的正负和L(火)、N(零)线，只要将两根电源线正确地接在光源防护罩电源端子上（贴有不干胶接线标志）和所使用的电源电压是否相符即可，信号光源使用的是原灯丝信号灯变压器次级AC14V电压，或使用配套的电子变换器的DC14.5V电源。矮型信号灯也可直接将AC220V供电接入光源防护罩电源端子上即可（部分用户需要）。值得一提的是：切不可将电源接线端子与报警输出接线端子混淆。同时，也要区分开信号光源的颜色，本信号光源除了有鉴别销区分灯的颜色外，还在每种信号光源的防护罩上喷涂了相

25、应的颜色涂料，以供安装时区分。当接线无误后，即可投入正常使用。发光盘的拆卸高柱和矮型发光盘的拆卸，当需要将发光盘卸下时，打开机构的后箱门，先拆掉端子上的导线，再将发光盘下方固定的两只M6的螺丝旋掉，将发光盘从后面轻轻取下即可。 四：注意事项4.1 本产品LED信号光源取代原白炽灯灯泡和卤素灯泡，能适应原系统点灯电路。4.2 XL.CT系列(S)A(G)型发光盘的驱动电源为与其配套的发光盘专用信号点灯电源。该电源与LED信号控制线路合为一体，输出的是稳定的DC14.5V直流电压、3.5A电流，不仅性能稳定可靠，而且适用于电压波动很大的区段和原信号灯泡，使用方便，现场不需要调整。4.3 XL.CT

26、系列(S)A(G)型LED信号灯设计有EMC、EMI、SPD、PFC等电路。4.4 具有7级防护电路。4.5 XL.CT系列(S)A(G)型信号灯与多家公司的铝合金信号机构、铸铁信号机构、SMC符合材料机构配套。若由于老设备改造，其安装尺寸完全与传统的铸铁信号机构兼容。4.6 本产品自出厂之日起，保修二年，技术上终身服务。4.7 欲将XL.CT型信号灯安装在铸铁信号机构上，需同时配套选购LED信号灯防护玻璃、鉴别装置等组件。4.8 本产品在使用中，如一个点灯单元上出现1-颗LED处于灭灯状态，请与本单位联系但此点灯单元不影响正常使用。 第五章：技术说明补充1、 安

27、装方便：在原铁路白炽灯泡信号机构（铸铁、铸铝、SMC复合材料）上改造方便简单，只要将原163（矮型163，高柱212）菲涅尔透镜和139滤色玻璃、白炽灯泡座取消，更换上163（212）LED信号光源防护玻璃，将大功率LED信号光源安装在原白炽灯泡灯座的位置即可。不用调焦。2、 不改变原有的点灯电路，不需要改变原有的灯丝变压器或者点灯单元室内信号机械室供电模式。3、 大功率LED信号光源提供3种报警形式供铁路部门选择：a：直接取样信号光源工作电流，正常状态下工作电流>110mA-140mA，损坏30%大功率LED，工作电流会自动提升符合信号机械室灯丝继电器工作电流>100mA，满足灯丝继电器工作需要，使室内和室外工作同步；当损坏50%以上时，其工作电流远小于信号机械室灯丝继电器释放励磁电流<40mA，使室内信号机械室灯丝继电器可靠释放。a：配合西安博瑞特3线或四线LED专用点灯单元检测大功率LED信号光源开关量信号（完全兼容其他信号点灯单元。前提是点灯单元输出电压必须是AC11-16V即可。如果是其他工作电压需提前定制）；b：提供一组常开和常闭开关信号供用户选择其他报警形式。4、 光通量高、穿透力强、可视距离远，特别适用于目前雾霾严重的环境下。5、 节能效果明显。适用6502电路和微机联锁控制，大功率LED信号光源整体耗散功率小于9W左右，远小于白炽灯泡耗散功