第二章驼峰调车场的基础设备

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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。,D18 D20 D34 D36 D38 D40,D42 D44 D46 D48,4、,峰上调车信号机：,指挥调车在峰上进行调车作业。,D2 D4 D6 D8 D10 D12,D14 D16 D22 D24 D26 D28,D30 D32 D50 D52,5、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）,。,B1B24,6、,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80100,m,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(2,DBJ,， 4,DBJ,)，,溜放线上的顺向道岔位置正确(16,DBJ, 1,2,FBJ,),（2）敌对信号在关闭状态：,D,2,KJ,， T,1,DKJ,1,2,DBJ,（,半场溜放）：,B,1,ZJ,（D50,关闭），,D36XJ,，,D40XJ,，D14XJ,1,2,FBJ,（,全,场溜放）,：,B,1,ZJ,（D50,关闭），,D36XJ,，,D40XJ,，D14XJ，,B,24,ZJ （D52,关闭），,D48XJ,， D44XJ,， D16XJ,。,（3）,防止重复开放信号：,FCJ,（4）,推送进路锁闭：,T,1,SJ,（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。,12,DBJ,12,DBJ,16,DBJ,3、,T1,开放白闪时检查的条件,（1）道岔位置正确：2,FBJ,或2,DBJ 、4FBJ ,（2）,敌对信号在关闭状态：,2,FBJ,： D,6,XJ 、D,24,ZJ ,2,DBJ 、4FBJ ： D,10,XJ 、D,22,ZJ ,事先未办理同向调车进路：,D,2,KJ,、 T,1,DKJ ,（3）,防止重复开放信号：,FCJ,（4）,推送进路锁闭：,T,1,SJ ,（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。,12,DBJ,4、,T1,开放后退信号时检查的条件,（1）敌对信号在关闭状态：,D,2,KJ,、 T,1,DKJ ,（2）从迂回线后退时（,2FBJ ），,要检查4,DGJ,。,（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：,T,1,SJ ,（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19,KLJ24KLJ,的励磁电路和,B19B24,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,1,JL,和二进路继电器2,JL,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,=,V,max,(t,继,+,t,转,+0.2),V,max,-,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, 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。, 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,0.5,。,（,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,0.06,，即用,0.06,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,0.5,。,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，1,DQJ,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,1,DQJ,吸起后，2,DQJ,随之转极，2,DQJ,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2,DQJ,的复示继电器。用2,DQJ,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-, 2,DQJ,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，,故障道岔内没有进路命令，即,BHJ,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,-, 2,DQJ,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,f,1,的超高频电磁波，当遇到运动的车辆时反射回的频率变成,f,2,。,当车辆迎着天线作趋近运动时，,f,2,f,1,，,反之，,f,2,=5），,然后在采样点处短路电路，读取采样点长度和电压值，用拟合的方法求取求取系数。,满线电压：,0.014v,满线,ADC:20,空线电压：,1.717v,空线,ADC,：,2881,电压,-,长度值关系式,L=,f(V,),空闲长度,/m,电压,/v,0,0.014,50,0.114,100,0.230,150,0.350,200,0.460,250,0.579,300,0.691,350,0.804,400,0.920,450,1.040,空闲长度,/m,电压,/v,500,1.150,550,1.260,600,1.370,650,1.485,700,1.580,750,1.670,800,1.717,clc,clear,L=0:50:800;,V=0.014 0.114 0.230 0.350 0.460 0.579 0.691 0.804 0.920 1.04 1.150 1.260 1.370 1.485 1.580 1.670 1.717 ;,plot(L,V,r,+),K=polyfit(V,L,4),K1=polyfit(L,V,4);,L1=0:1:800;,V1=polyval(K1,L1);,hold on,plot(L1,V1,b);,plot(L1(1,end),V(1,end),:k);,grid,hold off,%axis(-1 11 8 41);,xlabel(L/m,);,ylabel(V/v,);,legend(V,-L,L=,f(V,)=,Ka+Kb,*,V+Kc,*V2+Ke*V4,2),K,ans =,66.5092884432741,-178.62512595626,143.886679421341,403.629478334663,-1.70886379446223,