[实用新型]矿井铁路闭塞信号控制装置

说明书

矿井铁路闭塞信号控制装置属于铁路信号自动化设备，本装置适用于使用架线式电机车的矿井铁路。

在用铁路运输的大中型矿井，当线路较长或岔道较多，机车数量较多时，为预防列车撞车事故，需设置区段闭塞信号。由于矿井铁路的环境条件恶劣，线路质量较差，地面大铁路现用的信号设备不宜用于矿井铁路，需有矿井铁道专用的信号设备。

目前国内矿井铁路信号设备产品尚不完善。现有的架线式电机车到达信号发送器和闭塞信号控制箱电路中完全使用继电器，继电器的工作电源直接取自铁路架空电源线，其直流电压在250V以上，采用绕组工作电压为220V的继电器，还需要加降压电阻。由于高压继电器的绕组导线很细，又没有密封型产品，这种非密封的高压继电器长期在矿井高湿环境中使用，绕组导线很容易霉断，故障率高。同时，由于矿井供电电源电压波动较大，架空线和铁轨上的线路压降也较大，信号设备沿架空线和铁轨取电源，各处电压差别很大，继电器的降压电阻必须按各处的电压实际情况选择和调整，不仅安装和维护不便，继电器也很难可靠地工作。此外，这种设备拾取机车到达信号的方式是依靠电机车的导电弓短接架空线和设置在架空线近旁的辅助导线，由辅助导线将高压电流引入信号发送器，使信号发送器内的继电器吸合，再由该继电器的触点使控制信号灯的继电器动作，继电器的动作速度较慢，要求辅助导线具有相当的长度，使机车导电弓短接架空线和辅助导线有足够的时间，以保证两个继电器能相继动作，现有产品的辅助导线已长约1米左右，仍时而发生继电器未能可靠动作，丢失信号，使信号灯错误显示的情况。

本实用新型的目的是设计一种能克服上述缺陷，性能稳定可靠的架线式电机车铁路闭塞信号控制装置，包括机车到达信号发送器和信号灯控制器两个部分。

首先，本装置使用了开关稳压电源，将取自架空线和地线间的高压直流电变换为稳定的低压直流电，作为信号发送器和控制器的电源，由于开关电源对输入电压波动适应性强、稳压性能好，不仅克服了架空线上电压波动的影响，而且为发送器和控制器采用电子电路提供了条件，也便于选用绕组导线较粗、耐潮湿、可靠性高的低压继电器。一般的半导体元器件和低压继电器的工作在5V至48V范围中，功耗比较小，故开关稳压电源的输出电压可在5V至48V范围中选定，输出功率在30W以内。这样的小功率开关电源采用单端输出形式，其振荡、稳压和保护电路可用分立元器件组成，也可以采用开关电源专用集成电路。为缩小电源装置的体积，开关电源的工作频率可在10KHz至250KHz范围内选取。在架空线电压较高或电压波动太大的情况下，为提高开关电源的可靠性，还可以在开关电源前加一个前置高压稳压器，限制开关电源的输入电压。例如对于275V级的架空线系统，恶劣条件下电压差异范围可达180V至400V，这时，前置稳压器将输出电压限制在300V以下，将有利于开关电源可靠地工作。对于550V电压的架空线系统，电压最高时可接近800V，前置稳压器将输出电压限制在600V以下，也有利于开关电源的设计和制造。因本装置电源的输出功率较小，故前置稳压器采用一般的串联式线性稳压电路。

本装置的信号发送器拾取电机车到达信号仍使用辅助导线，为避免丢失信号，信号发送器电路采用触发速度较快的电子触发器，因触发电路使用低压电源供电，其中的电子器件耐压较低，输入的触发信号电压不能太高，因此，由辅助导线引入的高电压信号加到发送器的输入电路，输入电路先经电阻对高压信号降压，再由稳压二极管箝位到电源电压附近。此外，由于电子触发电路灵敏度高，易受干扰误触发，而架空线式电机车运行中导电弓与架空线不断产生火花和电弧，高频干扰强，所以信号输入电路中还加了用电感、电阻和电容组成低通滤波器，阻止干扰脉冲信号进入。

信号发送器中的触发电路由单稳态电路构成，它可以使用分立元器件，也可以使用集成电路。为了保证不丢失信号，并能抗干扰，其触发翻转速度要适当快，翻转时间不大于10ms即可。单稳态电路的输出信号要有一定的保持时间，使控制电路能可靠动作，延时长短依控制电路的结构而定，如果控制电路中使用动作速度快的电子电路，则延时可短，0.1ms以上即可，如果控制电使用继电器，则延时须人于继电器的吸合和释放时间，需20ms以上。