第二章 驼峰调车场的基础设备

驼峰信号自动控制

电气学院张永贤第二章驼峰调车场的基础设备第一节信号基础设备一、信号设备及平面布置P11图2-1为驼峰调车场头部信号平面布置图(二条推送线，二条溜放线）。

驼峰调车场头部的主要信号设备有：信号机、转辙机、轨道电路、调速工具、信号楼、动力室、按钮柱及限界检查器、机车信号设备。驼峰调车场头部的信号机，分为三类：驼峰信号机：驼峰主体信号机或峰顶信号机。线束调车信号机其它调车信号机

1、驼峰信号机T1和T2：用于指挥调车机车进行推送解体作业。采用四灯（绿黄红白）八显示。是推送进路的终端，溜放进路的始端。绿色稳定灯光：准许机车车辆按规定速度向驼峰推进。绿色闪光灯光：准许机车车辆加速向驼峰推进。黄色闪光灯光：准许机车车辆减速向驼峰推进。红色闪光灯光：指示机车车辆自驼峰后退。月白色闪光灯光：指示机车车辆去禁溜线取送车月白色稳定灯光：指示机车到峰下。红色稳定灯光：不准许机车车辆越过该信号机。黄色稳定灯光：准许机车车辆向驼峰预先向推进，但不能越过该信号机。绿：定速绿闪：加速黄闪：减速白闪：去禁溜线白：到峰下红：禁止越过

红闪：后退黄：预推驼峰信号机的防护范围？溜放信号（绿、绿闪、黄闪）允许溜放，但不允许机车越过。溜放信号防护推送进路和溜放进路。后退信号防护的进路终端可至到达场股道。取送车信号防护范围包括推送线、迂回线或禁溜线。2、驼峰辅助信号机:由于驼峰信号机的防护范围可以延长至到达场股道，为使调车司机能够连续观察到信号，设有驼峰辅助信号机，一般为到达场的出站信号机。3、线束调车信号机：指挥机车在峰下线路间进行转线调车作业。D18D20D34D36D38D40D42D44D46D484、峰上调车信号机：指挥调车在峰上进行调车作业。

D2D4D6D8D10D12D14D16D22D24D26D28

D30D32D50D525、线路表示器：每一线束只设一架上峰方向线束调车信号机，当有二台及二台以上调车在峰下作业时，为区别指挥那一台调车向上峰方向作业，在调车线上设置线路表示器（单灯单显）。B1~B246、转辙机及轨道电路分路道岔要求动作迅速，选用ZD7速动转辙机或电空转辙机。轨道电路：峰下分路道岔区段采用双区段轨道电路。7、车辆减速器与限界检查器在距峰顶80~100m处，设限界检查器XJQ1、XJQ2，用以检查超下限车辆，以免撞坏减速器。8、驼峰信号楼

二、联锁概念为保证行、调车安全，信号、道岔、进路及其它一些设备之间保持一定的相互制约的关系，即联锁关系。（一）驼峰信号机联锁条件驼峰信号机防护线路的平、纵断面结构与平面车站不同，有其自身的特点。比如溜放信号开放：不检查溜放进路上分路道岔的位置不锁闭分路道岔不检查进路空闲1、驼峰信号机与敌对信号机联锁。2、溜放信号与推送进路上的道岔和溜放进路上的顺向道岔联锁。溜放进路上的分路道岔，仅设区段联锁。3、溜放信号还受一些“因素”制约。超下限界、减速器动力源压力等，灯丝断丝，设备故障时，应自动关闭信号，关闭后不能自动开放。4、同时只能给出一种显示。5、信号因故关闭后，不能自动重复开放。（二）线束调车信号联锁条件线束调车信号机设于每一线束头部，用于指挥调车在峰下进行转线或整理作业。信号开放时要检查：敌对信号在关闭状态。进路上道岔处于密贴状态。不检查轨道区段空闲。信号关闭，进路一次解锁。采用手柄集中控制，信号人工开放和关闭。（三）其他调车信号联锁条件

包括推送线、迂回线、禁溜线及与邻接场的分界调车信号机。联锁内容与平面车站的联锁内容相同。

三、继电联锁电路的工作原理（一）驼峰信号机信号联锁电路1、控制和表示方式

在信号楼的控制台上，每架驼峰信号机设个七二位自复式按钮。“定速”按钮LA：用来开放定速信号（绿灯）“加速”按钮LSA：开放加速信号（绿闪）“减速”按钮USA：开放减速信号（黄闪）“后退”按钮HTA：开放后退信号（红闪）“禁溜线”按钮BSA：去禁溜线信号（白闪）。“调车”按纽DA：开放调车信号（月白灯）“停止”按钮HA：关闭驼峰信号（红灯）2、T1开放溜放信号时，需要照查的联锁条件：（1）推送线上的道岔位置正确(2DBJ，4DBJ)，溜放线上的顺向道岔位置正确(16DBJ,12FBJ)（2）敌对信号在关闭状态：D2KJ，T1DKJ12DBJ（半场溜放）：B1ZJ（D50关闭），D36XJ，D40XJ，D14XJ12FBJ（全场溜放）：B1ZJ（D50关闭），D36XJ，D40XJ，D14XJ，B24ZJ（D52关闭），

D48XJ，D44XJ，D16XJ。（3）防止重复开放信号：FCJ（4）推送进路锁闭：T1SJ

（5）其它安全作业条件：限界检查器在定位：XJJ减速器动力正常：BOJ灯丝完好：DJ

现场无意外情况：QXA在定位。12DBJ12DBJ16DBJ3、T1开放白闪时检查的条件（1）道岔位置正确：2FBJ或2DBJ、4FBJ（2）敌对信号在关闭状态：2FBJ：D6XJ、D24ZJ2DBJ、4FBJ：D10XJ、D22ZJ

事先未办理同向调车进路：D2KJ、T1DKJ（3）防止重复开放信号：FCJ（4）推送进路锁闭：T1SJ（5）其它安全作业条件：灯丝完好：DJ

现场无意外情况：QXA在定位。12DBJ4、T1开放后退信号时检查的条件（1）敌对信号在关闭状态：D2KJ、T1DKJ（2）从迂回线后退时（2FBJ），要检查4DGJ

。（3）到达场未向场间无岔区段调车：照查继电器ZCJ或总信号继电器ZXJ

。（4）照查2#和4#道岔位置。当道岔四开时，应立即关闭驼峰信号。（5）防止重复开放信号：FCJ（6）推送进路锁闭：T1SJ（7）其它安全作业条件：灯丝完好：DJ

现场无意外情况：QXA在定位。限界检查继电器电路防止重复继电器信号闪光继电器绿白继电器电路防止信号自动重复开放的原理

FCJ经自闭电路经常吸起，信号开放后，切断了FCJ的自闭电路。在FCJ缓放期间，LBJ吸起或XSJ、SZJ吸起，构成信号的自闭回路。故障时，信号继电器落下、SZJ和XSJ也落下或LBJ落下，信号故障关闭。故障恢复后，若不按下HA办理关闭信号，FCJ就不会吸起，从而信号不会自动重复开放。闪光继电器:为驼峰信号机提供闪光电源。闪光照查继电器：监督SNJ是否正常脉动。闪光继电器和闪光照查继电器电路红白和黄绿继电器电路，用来闭锁2#和4#道岔信号继电器接点串联双断控制主副灯丝转换装置R的作用

信号继电器接点串并联双断控制主副灯丝转换装置R的作用

（二）线束调车信号机控制电路

采用三位自复式按钮，按下按钮，检查敌对信处于关闭状态后，信号开放。拉出按钮，关闭信号。

当IV线束的上峰信号机D48开放时，开通进路继电器19KLJ~24KLJ的励磁电路和B19~B24的点灯电路

（三）其他调车信号机控制电路这类调车信号控制电路是在大站电气集中联锁的执行组的电路的基础上，经局部修改而成的，主要区别是不设选择组，排列进路时，需逐个扳动进路上的道岔。电路包括六条电路网络和一些零散电路。六条执行网络线是：执一网络线：终端继电器ZJ网络执二网络线：信号检查继电器XJJ网络执三网络线：区段检查继电器QJJ网络执四网络线：信号继电器XJ网络执五、六网络线：一进路继电器1JL和二进路继电器2JL网络四、驼峰轨道电路驼峰轨道电路的作用驼峰轨道电路指的是溜放进路上的轨道电路，除了检测轨道区段有无车辆占用外，还参与车辆位置跟综，进路命令的传递、执行和取消。驼峰轨道电路的划分原则（1）尽可能缩短轨道电路区段的长度

以减少溜放车组之间的距离，提高解体作业的效率，每个分路道岔均应单独划为一个区段，但区段长度不得小于车辆的内轴距。（2）分路道岔前设保护区段

由于溜放进路上的道岔只设区段锁闭，第一对绝缘节距道岔尖轨要设置保护区段。保护区段长度保证车组进入转辙机刚启动的道岔轨道电路区段，至车组第一轮对到达尖轨时，转辙机已转换完毕，道岔处于密贴位置。分路道岔前设保护区段L保>=Vmax(t继+t转+0.2)Vmax----车组通过道岔时的最大速度t继----继电器动作时间t转----转辙机动作时间0.2----安全系数驼峰轨道电路的特殊技术要求1.车辆占用轨道电路区段的应变速度快，分路灵敏度高。2.对瞬间失去分路效应的车辆应作防护。应变速度快：为提高解体效率，驼峰轨道电路区段较短，要求车辆分路轨道电路时，轨道继电器落下时间要短。分路灵敏度高：轨面上常有从车辆上散落的物质，辗压成导电不良的薄层，使分路效应变坏，为此采用分路灵敏度高的轨道电路。瞬间失去分路防护：驼峰轨道电路区段较短，溜放时进入的车轴少，轻车在溜放过程中容易发生跳动，轨道电路在瞬间失去分路，道岔可能会立即转换为下一车组排列进路，造成危险。驼峰双区段轨道电路工作原理1.轨道电路结构在道岔前增加一对绝缘节，将轨道电路分为DG1和DG两个区段，无车占用时，DGJ1和DGJ都励磁吸起，FDGJ1是DGJ1的反复示继电器，车组进入DG1区段时，DGJ1落下，FDGJ1吸起，DGJ落下。2.轨道电路特点分析（1）应变速度快①利用整流器的非线性，当有车辆分路时，二极管正向电压降低，正向电阻急剧增加，加速轨道继电器失磁落下。②轨道继电器DGJ1线圈并联使用，使继电器线圈的总电感减少，时间常数降低，加速继电器的释放。（2）分路灵敏度高

轨道继电器JWXC-2.3返还系数高，JWXC-2.3轨道电路分路灵敏度为0.5Ω。（3）瞬间失去分路防护

当车组进入DG1区段时，DGJ1

FDGJ1

DGJ，当轻车在DG1区段上跳动时，由于FDGJ1缓放，DGJ仍保持落下状态。

当车组出清DG1进入DG区段，FDGJ1尚需经过一段时间后才能落下（缓放时间0.5s）。在此期间，车组已压上尖轨，即使车组再跳动，也不致造成四开的危险驼峰轨道电路小结作用划分原则特殊技术要求：应变速度快，分路灵敏度高，对瞬间失去分路防护。驼峰双区段轨道电路工作原理分路灵敏度分路灵敏度:用一电阻在某一点对轨道电路分路，恰好能使轨道继电器线圈中的电流减少到落下值。

我国现行标准分路灵敏度为0.06Ω，即用0.06Ω电阻在任何地方分路时，轨道电路的接收设备都应停止工作。由于驼峰分路道岔区段的轨道电路长度很短等原因，规定标准分路灵敏度为0.5Ω。2、驼峰高灵敏度轨道电路可以解决高阻轮对的分路不良问题，提高轨道电路的分路灵敏度。五、驼峰转辙机及其控制电路（一）转辙机溜放线路上对转辙机有快动的要求。一般使用以压缩空气为动力，由电空阀等控制的电空转辙机。1、道岔静态锁闭2、道岔解锁、转换3、自动开闭器转换表示4、锁闭。（二）转辙机控制的运营技术要求（1）在锁闭状态下或被车占用时，道岔不能转换。（2）道岔转换完毕，应立即切断动作电源和启动电路。（3）转换过程中，车辆未进入道岔区段，可以中途改变道岔的转换方向。（4）表示应与道岔实际位置一致，挤岔时有声光报警。（5）车辆进入道岔已启动的道岔轨道区段，道岔应能继续转换到密贴位置。分路道岔的特殊要求：（1）在规定的时间内，道岔应故未能转换到密贴位置，在车辆进入该道岔轨道区段前，应能自动转换到原来位置，并报警。（2）启动电路接通，因故转辙机的机械闭锁装置未解锁，若此时，车辆进入该道岔轨道区段，立即切断转辙机的电源和启动电路。（3）道岔接双重控制，即手动和自动控制。（三）控制电路工作原理采用多极控制电路。第一级控制：启动继电器电路，1DQJ用于接受控制命令、检查轨道区段空闲和有关的联锁条件。并由它监督电动机是否工作正常。定位反位自动

1DQJ吸起后，2DQJ随之转极，2DQJ的转极，改变了电枢电流的方向。第二级控制是由设设置在现场的转极继电器ZJ实现的。它实际上是2DQJ的复示继电器。用2DQJ和ZJ的极性接点接通电机的动作电路。第三级控制是电机电路，在电机动作电路中，接有电动转辙机的自动开闭器接点，以便在道岔转换完后，自动切断电机动作电路。定位--反位1DQJ--2DQJ转极-ZJ转极--

转撤机转换-反位反位--定位自动集中控制电路原理

有控制命令时，保护继电器BHJ，记忆继电器J的前接点控制道岔转向反位，J的后接点控制道岔转向定位。红色:定反蓝色:反定道岔表示及报警电路道岔恢复继电器DHJ电路的作用是满足分路道岔下面的技术条件：在规定的时间内，道岔因故未能转换到密贴位置，在车辆未进入该道岔所在的轨道区段之前，道岔应能自动转换到原来的位置。（1）道岔恢复继电器的励磁电路当满足下面条件时，①故障道岔内没有进路命令，即BHJ②故障已排除，按下道岔恢复按钮DHA。励磁电路接通，DHJ吸起。（2）道岔恢复继电器的自闭电路由DBJ或FBJ构成自闭电路，同时使并于线圈两端的电容C充电。道岔正常转换过程中暂无表示时，DHJ依靠电容C放电维持吸起，直到道岔转换完毕，DBJ或FBJ重新吸起，DHJ的自闭电路重新构成。可见道岔正常转换过程中，DHJ不落下。若在规定的时间内未能转换到密贴位置时，电容C放电电流将不能维持其吸起，DHJ失磁落下，使道岔自动转回原位。电路中可变电阻R的作用是调整规定时间。辅助继电器FJ完成特殊技术要求2:启动电路接通，因故转辙机的机械闭锁装置未解锁，若此时，车辆进入该道岔轨道区段，立即切断转辙机的电源和启动电路。

在轨道区段无车占用和处于机械锁闭装置解锁状态时，保持在吸起状态。有车进入后：若道岔在转换过程，FJ，转换完毕后FJ，切断电机的动作电路。

DHJ-2DQJ转极-ZJ转极--转撤机转换驼峰调车场头部不同位置的道岔，锁闭条件也不同。1、除了溜放线上的对向道岔外，由道岔区段的锁闭继电器SJ锁闭。六、道岔的锁闭条件2、推送线上的道岔，除了检查区段锁闭继电器条件外，还受推送（XJ）和预先推送条件（YSJ）的锁闭。3、溜放线上交叉渡线的道岔设计成单动。溜放进路上的对向道岔10#和14#，除SJ条件（调车进路和区段锁闭外），还接有轨道继电器DGJ条件（溜放进路的区段锁闭）。4、溜放线上的其它分路道岔设区段锁闭（DGJ）与线束调车信号机的条件，当开放线束调车信号时，要锁闭有关道岔。第二节调速设备

驼峰的解体能力，很大程度上由平均推送速度和平均溜放速度决定。

在驼峰头部咽喉区设置间隔调速工具：保证道岔来得及转换。在调车线上目的调速工具：保证安全连挂。一、钳夹式车辆减速器主要有两类：外力式和重力式外力式车辆减速器动力为压缩空气，它的制动夹板像“钳子”一样夹持车轮而产后制动力。钳夹式车辆减速器TJK3-B50型车辆减速器二、非钳夹式调速工具二、非钳夹式调速工具（一）减速顶：又称油气减速单元。安装在钢轨的内侧或外侧。每个减速顶有可调的临界速度。低于临界速度的车辆通过其上时，基本没有减速作用。超过临界速度的车辆通过时，吸收车辆动能，使车辆减速。在调车线上按一定间隔安装减速顶，能对溜放车辆进行连续的速度控制。减速顶（二）缆索牵引加速小车一种在调车线上连续对溜放车辆进行调速的加速工具。制动缓解表示装置安装在制动钳上与制动轨状态一致,减速器动作状态真实有效。第三节测试设备

计轴、测阻、测重、测速、测长一、

车轮传感器简称踏板，用于检知车辆到达、计轴、判断车辆运行方向、取代传统轨道电路的作用等。踏板技术从机械的、光电的、无源永磁发展到有源电子的。目前使用最多的是电磁踏板。电磁踏板分为无源电磁踏板和有源电磁踏板。踏板通常安装在钢轨的一侧。（一）无源电磁踏板在一块永久磁铁外绕制一个绕组构成。车轮通过时，磁路磁阻的变化导致磁通的变化，产生感应电动势，其大小与车速有关。结构简单，不需电源，维修工作量小，工作可靠。但低速时感应电压小，造成丢轴事故。（二）有源电磁踏板变耦合式和变衰耗式两类1、变耦合式在一次测加上激励电源，二次侧差动连接的两绕组感生电动势正好互相抵消，输出为零。当有车轮经过时，破坏了磁路平衡，两绕组感生电动势不再相等，有信号输出。（二）有源电磁踏板2、变衰耗式

振荡器产生交变电流，在其周围产生交变电磁场。当踏板上有车辆通过时，该交变磁场在车轮中产生涡流使其发热，振荡器的能量被消耗而停振，故没有信号输出。二、测阻设备通过测量车辆加速度的方法实现测阻。由列车牵引计算得车辆运行阻力W与运动加速度a成正比。直线测阻区段的总阻力包括基本阻力，风阻力，和坡度的当量阻力i

假设测阻区段上，车辆作匀加速运动。测阻踏板安装如图：三、测重设备两片相互垂直的应变片紧贴于金属圆片上，粘贴的角度与钢轨纵轴线成45度角。圆片装在特制的钢套筒内，套筒安装于钢轨轨腰的孔中。车轮压在其上时，剪切应力使应变片电阻值变化，通过对此变化的测量求取车辆重量。

车组重量作为走行阻力的辅助参数。（一）应变电阻测量（二）压磁传感器测重压磁重力传感器是一只特殊的变压器，铁心用冷轧硅钢片粘合构成。在变压器铁心上开四个与铁心中心对称的穿线孔，在对角线上的两个孔分别绕制激磁线圈和测量线圈。当车轮压在传感器上时，垂直方向导磁率下降，磁阻增加，磁力线发生形变，在二次线圈中感生出与压力成正比的电动势。四测速设备点式自动化调速对测速设备的要求:1、测速距离不小于调速位的长度2、能连续测量车辆在整个调速位的走行速度。3、测速精度4、稳定可靠5、现场安装满足铁路限界要求。测速方法：踏板测速：测量精度与设备数量有关，还与计时精度有关。调速位区段不便安装，未能推广应用。刻槽钢轨测速：在钢轨踏面上等距离地刻一系列槽，车辆通过时，车轮对槽的撞击产生的噪声频率与车速成正比。这种测速方法设备简单，但会损坏钢轨踏面，还会出现其它噪声干扰，未能推广应用。激光测速、超声波测速：易受天气影响。多普勒雷达测速：测速精度高，能连续测量瞬时速度，受工频干扰小，便于维护，得到广泛应用。（一）多普勒雷达测速原理

当声源和听觉器官有相对运动时，听觉器官感受到的声音频率会发生变化，这种现象称为多普勒效应。频率的变化量与相对运动的速度成正比。多普勒效应同样也存在于超高频电滋波的传播中，多普勒雷达就是利用多普勒效应测速的。

雷达天线向运动车辆发射频率为f1的超高频电磁波，当遇到运动的车辆时反射回的频率变成f2。

当车辆迎着天线作趋近运动时，f2>f1，反之，f2<f1定义：多普勒频率fd=|f1-f2|fd

车辆运动速度之间的关系如下：DR-50RADAR（二）雷达测速设备总体结构雷达测速设备由高频和低频两部分组成。隔离器：只允许微波功率沿箭头指向的方向传播，避免反射波对振荡器工作的干扰。三公分发生器产生一个频率为9375MHz的电磁波。定向耦合器：将振荡器输出的大部分电磁波向天线方向传播，将一小部分送至混频器，作为混频器的本振输入。环形器：收发合用天线时，完成收发隔离作用混频器：将f1和f2电磁波混频，输出差频fd多普勒信号(50Hz~500Hz)三公分发生器:产生一个频率为9375MHz的电磁波。微型隔离器：只允许微波功率沿箭头指向的方向传播，避免反射波对振荡器工作的干扰。定向耦合器：将振荡器输出的大部分电磁波向天线方向传播，将一小部分送至混频器，作为混频器的本振输入。环形器：收发合用天线时，完成收发隔离作用。混频器：将f1和f2电磁波混频，输出差频fd多普勒信号（50Hz~500Hz）。

8mm(35.1GHZ)多普勒测速雷达设备框图（三）雷达测速器工作原理（一）、高频部分微波电路工作原理是以电磁场理论和微波技术基础理论为基础。1、雷达天线将超高频电滋波能束向空间定向发射，并接收传向天线的超高频电磁波能束。2、体效应振荡器3、混频器4、环形器及隔离器5、定向耦合器6、衰耗器7、标准三公分矩形波导（二）低频部分多普勒信号频率范围为50~500Hz，幅值只有几十微伏。低频部分处理分为两步：多普勒信号的预处理（放大整形）频率测量五、测长设备测量调车线连续的空闲。A车辆：停留车辆B车辆：走行中的车辆C车辆：将进入股道的车辆L走：走长，模数转换经计算得出L停：停长，L走经鉴停后得出L计：计算长，L停减去已进入股道的走行中的车辆长度之和设溜放的车辆均为四轴车，则：

C车辆的打靶长度取L计较为合理，其物理意义是：以该长度计算的减速器出口速度是假设上一次鉴停后所进入的勾车均能连挂（一）、实现测长的途径短轨道电路测长，轨道踏板测长，轨道电路参数测长。1、短轨道电路测长将需要测长的线路划分成若干段长度相等的短轨道区段。统计最后停留车的所在区段左方的空闲轨道的区段数。2、踏板计轴器测长用轨道踏板，检测进入调车线的车轴数。

测量误差由车辆的“安全连挂率”决定，当出现“天窗”时，测量误差将增加。3、利用轨道电路参数测长轨道电路具有分布电路参数，其轨道的输入阻抗与轨道电路长度有关。利