第一节 信号联锁知识
一、联锁功能
联锁的目的是防护进路，主要工作为进路建立和进路解锁，下面就进路的建立和解锁分别描述：（包括侧面防护元素的选择、保护区段的确定）
（一）进路的组成及相关的选择原则
进路根据防护的安全等级可以分成安全进路和非安全进路，安全进路是指路径上有道岔并且要运行旅客列车的进路，非安全进路则指其他一切进路。
进路一般由三部分组成，分别为主进路、保护区段和侧面防护，其中侧面防护又可以分成两种：主进路的侧面防护和保护区段的侧面防护。
主进路是指进路上从始端信号机至终端信号机通过的路径，包括道岔、信号机、区段等要素。在地铁信号系统中信号机的开放不检查全部区段，只检查一部分区段，这些被检查的区段叫做监控区段，保证列车通过这些区段后能自动将运行模式转为SM模式（ATP监督人工驾驶模式）或ATO自动驾驶模式。列车之间的追踪保护就由ATP--自动列车保护系统来防护了，由ATP保证列车前后之间的距离，防止出现列车追尾现象。
保护区段是指终端信号机后方的一至两个区段，这是为了避免列车由于某种原因不能在信号机前方停车而冲出信号机导致危及列车安全的事故的发生。
侧面防护是指为了避免其他列车从侧面进入进路，与列车发生侧向冲突。防护主进路的侧面防护叫主进路的侧面防护，防护保护区段的侧面防护叫保护区段的侧面防护。下面分别说明。
1．监控区段的选择原则 主要有以下两个：
（1）无岔进路，通常在始端信号机后方选择一定数量的轨道区段，这个数量的轨道区段长度，足够使列车驶入该进路时，其驾驶模式能从RM模式转换到SM模式或ATO模式（通常选择两段轨道电路）。
（2）有岔进路，通常在始端信号机后方轨道区段开始一直到最后一个道岔区段再加一个轨道区段，并且如果该轨道区段不能摆下一列车，则需要增加其后的一个轨道区段作为监控区段。
2．保护区段选择原则及相关概念。
根据保护区段设置的时机，可以分为不延时保护区段和延时保护区段。当一条进路中可以运行一列以上的列车时，才具有延时保护区段的概念。排列进路时，并不同时排列保护区段，只有当列车接近终端信号机、占用某个特定的区段时，才排列保护区段，这种不在排列进路时排列的保护区段就叫延时保护区段。该特定的区段被成为保护区段的接近区段。
通常，用终端信号机后方的第一个轨道区段做为该条进路的保护区段。但也有以下两种情况例外：
（1）如果ATP的保护区段定义于终端信号机的前方时，能提高终端信号机后方区段的灵活性且又不阻碍终端信号机前方区段的运营，则此终端信号机只有ATP保护区段而无联锁保护区段，即不设置保护区段。
（2）如果终端信号机之后的轨道电路长度短于计算的ATP保护区段，则有多个轨道电路作为保护区段。
3．侧面防护的相关概念。 侧面防护要素和要求：
（1）能提供侧面防护的元素主要有以下三种： --道岔。 --信号机。 --超限区段
（2）如果使用道岔，则该道岔将被锁闭在进路侧面防护要求的保护位置上。
（3）如果使用信号机，并非锁闭该架信号机，而是检查该架信号机的红灯灯丝是否正常。
（4）提供侧面防护的信号机同时可以办理同本条进路无敌对关系的进路。
侧面防护共有两级。第一级包括侧面防护必须的元素，即每一个防护点的所有防护元素。第一级中的每个道岔元素可以定义多个第二级要素与之对应。如果条件具备，第一级要素将被用于侧面防护。如果不可能，（例如，道岔已由另一条进路的侧面防护锁闭于相反的方向），而此时第二级侧面防护条件具备，那么，第二级要素将被用于侧面防护（如果二级要素有的话）。如果第二级侧面防护条件不具备（或者并不存在），进路防护信号机将不开放。而在这种情况下，进路已经设置且被锁闭，防护信号机将达到引导信号的监督层。如果二级侧面防护条件具备，防护信号机将会自动开放。
（5）超限区段检查：当防护点没有相应的道岔提供防护，并且存在轨道区段侵限问题。则要根据提供侧面防护的道岔的方向，检查轨道电路的占用。
（二）进路建立的实现原则
进路建立是指进路开始办理、到防护该进路的信号机开放这一阶段，主要分为以下几个操作步骤：
－进路元素的可行性检查； －进路元素的征用； －进路监督及开放信号； 1．进路元素的可行性检查：
进路元素的可行性检查由联锁计算机完成。该计算机首先检查所选进路的始端、终端信号机构成的进路是否为设计的进路。然后检查所选进路中的元素，检查内容包括：
（1）进路中的道岔没有被其它进路或人工锁闭在相反的位置上； （2）进路中的道岔或轨道区段没有被封锁禁止排列进路； （3）进路中的信号机没有被反方向进路征用； （4）道岔或监控区轨道电路没有被进路征用。
（5）进路上的其他区段没有被其他反方向的进路征用。
进路元素的检查顺序为：从终端信号机开始，一个元素接一个元素地检查到始端信号机。
2．进路元素的征用
进路元素的征用是指元素被该进路选用以后，在这些元素解锁之前，一般情况下，其它任何进路将不能使用。
如果进路有效，进路元素通过了可行性检查，将对这些元素进行征用，即：
－进路中所有处于与进路要求位置相反位置上的道岔必须进行转换，并且把所有道岔锁闭在进路要求的位置上。
－进路中的所有轨道区段和信号机被解锁之前，其它进路不能征用。
－要求提供侧面防护。
－要求提供保护区段或延时保护区段 3．进路排列
信号系统正常运行时，可利用自排功能排列进路。 （1）自排进路自动排列的条件为： 1）ATS模式或RTU模式能正常运行；
2）进路始端信号机的自排功能已经打开； 3）该列车的目的地码正确； 4）前序进路已排列； 5）列车占用接近区段； 6）进路的排列条件已满足；
7）自排进路监控区段逻辑空闲（若进路的监控区段有红光带或粉红光带故障，则自排进路不能自动排列）。
（2）自排进路的特点：
1）有以下两种方法设置自排进路：通过ATS系统，按时刻表自动排列进路及在必要时由RTU（远程控制终端设备）通过司机在列车上输入目的地码，排列进路；
2）具有自排功能的信号机可以办理与正常运营方向相同的或其它方向的进路；
3）自排进路是根据目的地码来自动排列所需的进路。若本次列车的目的地码不正确，则进路不能排列或排了一条与本意不一样的进路；
4）使用自排功能排列折返进路的前序进路时，进路保护区段的道岔将被征用在折返方向的位置上，但使用追踪功能排列折返进路的前序进路时，进路保护区段的道岔只能征用在折返方向的相反位置上，所以，使用自排功能排列折返进路的效率比追踪进路高；
5）符合了自排进路排列的条件，自排进路将根据列车自动调整功能的时机自动排列。 为了满足基本运营需要，联锁系统还设置了追踪进路功能。当ATS系统故障导致自排功能失效时，可使用追踪进路功能排列进路。
（3）追踪进路自动排列的条件为：
1）进路始端信号机的追踪功能已经打开； 2）前序进路已排列； 3）列车占用接近区段； 4）进路的排列条件已满足。
注意：列车已占用接近区段，前序进路才排列则追踪进路不能排列；当进路的排列条件暂时不满足时，信号机基础将出现粉红色闪烁，当进路的排列条件满足时，追踪进路将在30秒后自动排列。
（4）追踪进路的特点：
1）追踪进路的方向通常是正常运营的方向（即，上行线往上行方向运行，下行线往下行方向运行）；
2）追踪进路可设置始点站、终点站的折返进路（如，广州东站S1611——S1615进路和X1601——FX1604进路。）；
3）具有追踪功能的信号机只能排列唯一进路；
4）符合了追踪进路排列的条件，追踪进路将延时0—30秒内自动排列。 （三）进路解锁。
进路解锁是指从列车驶入信号机后方（驶入进路），到出清进路中全部轨道区段这一阶段，或者指操作人员解除已建进路的阶段。进路解锁主要分：取消进路，列车解锁及区段强行解锁。其中，取消进路可分为立即取消和延时取消解锁；列车解锁分为正常列车解
锁和折返解锁。下面我们简单描述进路解锁的过程。
1．取消进路。
取消进路是指进路建立后，因人为需要而取消该进路时的一种解锁方式。一旦进行取消进路的操作，进路始端信号机立即自动关闭，并且根据列车的运行情况又分为立即取消进路和延时取消进路两种，在以下条件下，进路延时取消，该延时由系统自动完成：
接近区段占用，并且在列车占用接近区段期间，进路信号机开放过通过信号或引导信号。
进路将取消至进路中最后一列车所处的区段，剩余的进路部分由列车通过进行正常解锁。
取消进路的条件是被取消的进路的所有轨道区段被进路锁闭且进路的第一轨道区段必须逻辑空闲。
2．正常解锁。
正常解锁也被成为列车通过解锁或者逐段解锁。
正常解锁是指列车通过了进路中的轨道区段后，使进路自动解锁。检查区段是否空闲，以及列车是否通过了该区段的基本技术手段是轨道电路。但仅用一段轨道电路 的动作，不能确切反映车辆通过了该区段，而必须采用多段轨道电路的顺序动作来反 映列车的实际运动情况。在采用分段解锁方式时，原则上采取三段轨道电路的动作状态并配以时间参数作为解锁的条件。
三段轨道电路的解锁原则如下：
1）前一轨道区段(Ⅰ)及本轨道区段(Ⅱ)必须被同时占用过 (Ⅰ↓Ⅱ↓) 。 2）前一轨道区段(Ⅰ)出清且本轨道区段(Ⅱ)继续被占用 (Ⅰ↑Ⅱ↓) 。 3）本轨道区段(Ⅱ)出清且后一轨道区段占用(Ⅱ↑Ⅲ↓)。 4）前一轨道电路(Ⅰ)已解锁。
当上述条件均满足时，本轨道区段（Ⅱ）将会自动解锁，本轨道区段一旦解锁立即解锁提供侧面防护的元件。
进路的解锁是从进路始端（进路第一区段）开始，逐一向后解锁的，一直到进路的终点即最后一个区段。
对于进路的第一个轨道区段只需要检查前两个条件，条件3和4不需要检查。
如果在这条进路没有全部解锁，后续列车就需要通过该条进路，这时进路可以重新排列。一旦进路排列好，前行列车就不能再逐段解锁这条进路，因为对前行列车而言，逐段解锁的条件已经不具备了，也就是说条件4已被破坏--前一轨道区段没有解锁，后续轨道区段就不能解锁。
也就是说，除非排列一新进路，否则该进路仅在线上的最后一列车过后才会逐段解锁。 3．中途返回解锁（折返解锁）
中途返回解锁是对折返进路中没有被列车全部正常通过的区段的一种自动解锁方式。在此种情况下，列车总是在牵出后又返回，根据正常解锁的定义，折返轨将不能解锁，而需采用一种特殊解锁方式自动解锁。该种特殊的自动解锁方式称折返解锁。其目的在于：当折返进路排列后，列车沿折返进路返回，如果折返轨道出清，则牵出进路的剩余区段将自动解锁。
4．故障解锁（强行解锁）。
正常情况下，进路应随着列车驶过进路而自动逐段解锁，但由于某种故障，如轨道电路不能正常工作，区段可能不能正常解锁。因此，需要人为强行使该区段解锁，称此种人为方式为故障解锁或强行解锁。当对区段进行强行解锁时，立即关闭信号机，并根据列车的运行情况，采取延时解锁或立即解锁，只有在以下条件全部满足时才进行无延时解锁，
否则延时解锁：
进路空闲； 联锁连接正常；
接近区段空闲；或者接近区段占用，但在列车占用接近区段期间，进路信号机既没有开放过通过信号也没有开放过引导信号。
如果区段进行强行解锁操作，则进路和保护区段的征用都将被强行解锁。但是如果该区段同时又提供侧面防护，解锁后不能取消侧面防护的锁闭，也就是说，继续提供侧面防护。
二、人机界面 （一）LOW的组成
局域操作员工作站LOW是由一台主机，一台显示器，一台记录打印机，一个键盘，一只鼠标和一对音响组成。
（二）显示界面
显示器屏幕上由三个窗口组成，分别为基础窗口，主窗口和对话窗口，每个窗口的排列是固定的。
基础窗口 主窗口 对话窗口
（三）联锁命令
主要有以下命令类型：R：常规命令；K：安全相关命令；W：维修用命令。
1. 进路
表3-1
按钮缩写 自排全开 自排全关 追踪全开 追踪全关 关区信号 命 令 含 义 全部信号机处于自动排列进路状态 全部信号机处于人工排列进路状态 全部信号机处于联锁自动排列进路状态 全部信号机取消联锁自动排列进路状态 关闭联锁区全部信号机，并封锁 命令类型 R R R R R 现 象 所有信号机的编号变绿 “自排全开”变绿 所有信号机的编号变红 “自排全开”变红 备 注 所有有追踪功能的信号机的编号变黄 “追踪全开”变绿 所有有追踪功能的信号机的编号变红 “追踪全开”变红 所有信号机室外点红灯 头部变蓝色 交出控制 向OCC交出控制权 接收控制 从OCC接收控制权 强行站控 车站强行从OCC取得控制权
2. 轨道对话
R R K 车站标记绿闪 车站标记变绿 车站标记变绿 表3-2
按钮缩写 封锁区段 解封区段 强解区段 轨区逻空 轨区设限 轨区消限 列车换向 终止站停 命 令 含 义 禁止通过该区段排列进路 允许通过该区段排列进路 解锁进路中的该区段 把区段设为逻辑空闲 设置轨道区段的限速 取消轨道区段的限速 指示ATP/ATO进行列车驾驶端的切换 取消运营停车点 命令类型 R K K K K K 现 象 轨道表示中间段变为蓝色或蓝闪 兰色或蓝闪消失 绿色/淡绿色闪光经30秒后消失或立即消失 由粉红变为黄色 出现红色限速值 限速值消失 备注 ATP/ ATO K 停车点由红变绿 3. 道岔对话
表3-3 按钮缩写 命令含义 命令现象 类型 R K R K R K K K K K K 道岔标记变为红色 道岔标记变为白色 岔后一侧由黄色变为深黑； 岔后一侧由深黑变为黄色； 备注 单独锁定 锁定单个道岔，阻止转换 取消锁定 转换道岔 强行转岔 取消对单个道岔的锁定，道岔可以转换 转换道岔 轨道区段占用时强行转换道岔 岔后一侧由粉红色/红色变为深黑； 岔后一侧由深黑变为粉红色/红色； 出现部分蓝色 蓝色消失 绿色/淡绿色闪光经30秒后消失或立即消失 由粉红色变为黄色 出现红色限速值 限速值消失 岔后长闪变为稳定光 封锁道岔 禁止通过道岔排列进路 解封道岔 允许通过道岔排列进路 强解道岔 解锁进路中的道岔 岔区逻空 把道岔区段设置为逻辑空闲 岔区设限 对道岔区段设置限速 岔区消限 取消对道岔区段的限速 挤岔恢复 取消挤岔逻辑标记
4. 信号机对话
表3-4 按钮缩写 命 令 含 义 命令现象 备注 类型 开放引导 关单信号 封锁信号 开放信号 解封信号 自排单开 自排单关 跟踪单开 跟踪单关
5. 进路对话
表3-5
按钮缩写 命令含义 命令类型 现 象 道岔/轨道表示变为绿色 保护区段变为淡绿 道岔转换位置 有关道岔的标号出现方框 信号机全绿 备注 开放引导信号 设置信号机为关闭状态 封锁在关闭状态下的信号机 设置信号机为开放状态 取消对关闭状态下的信号机的封锁 设置单架信号机处于自动排列进路状态 设置单架信号机处于人工排列进路状态 单架信号机由联锁自动排列进路 单架信号机取消由联锁自动排列进路 K R R K K R R R R 信号机机身变为黄色 信号机机身变蓝，头部变为红色 信号机头部闪蓝色 信号机机身和头部亮绿灯 信号机头部蓝色消失 信号机标记变绿 “自排全开”变绿 信号机标记变红 信号机标记变黄 “追踪全开”变绿 信号机标记变红 排列进路 排列进路 R 取消进路 取消进路 R 立即或信号机底座经30秒闪后有以下显示： 信号机机身变为红色 道岔/轨道表示变为黄色 保护区段变为黄色
6. 车站对话
表3-6
按钮缩写 关站信号 三、联锁设备（以一号线为例介绍） （一）系统的结构
从几家供货商提供的联锁设备看，普遍将设备分成五层，分别为表示层、逻辑层、执行表示层、设备驱动层以及现场设备层。SIEMENS的SICAS微机联锁系统结构如下图。
命令含义 关闭车站所有信号机并锁闭 命令类型 R 现 象 头部变蓝色 本站所有信号机室外点红灯 备注
图3-1 联锁系统结构图
（二）联锁主机的结构及维护
SICAS微机联锁系统3取2故障安全系统原理：
通道 1 输入 通道 2 输入 通道 3 输入 数据交换 检 查 程 序 同 步 检 同 步 数据交换 检 同 步 数据交换 比较器 比较器 查 程 序 比较器 查 程 序 处理器 比较器 处理器 比较器 处理器 比较器 输出 输出 输出 图3-2 （3取2系统工作原理图）
系统至少由三个各自独立的，相同的，对命令同步工作的计算机（通道1、通道2和通道3）组成。过程数据由三个通道输入，比较和同时进行处理。只有当两个或三个通道的处理结果相同时，结果才能输出。如果其中一个通道故障，另外两个通道会继续工作。独立于数据流的在线计算机功能检测可确保偶然故障的及时检出。这一检查在一定的周期内完成一次，一旦检出了第一个故障，相关的通道会被切除。电子联锁计算机将按2取2系统方式继续工作。只有当又一个通道故障时，系统才停止工作。
主要功能有： -通道同步；
-两个通道的程序和工作现场数据的连续比较； -输入和输出数据的比较； -计算机硬件的周期测试。
（三）室外主要设备
1．信号机。车辆段和各联锁站（带有道岔的车站）安装有地面信号机。 2．转辙机。
在车辆段和联锁站内的每组道岔处，都要设置一台转辙机，用以转换道岔，机械锁闭道岔并反映道岔的实际位置。在广州地铁正线区域，对道岔的位置定义为左位和右位，其具体分辨方法为：人站立岔尖前方，面对岔尖，道岔开通左边方向即列车开往左边称之为左位，道岔开通右边位置称之为右位。
3．轨道电路。
轨道电路是利用铁路线路的钢轨作为导体，并与其它相关设备一起组成的，能自动检查其间有无车辆轮对的电路系统。
第二节 信号机
信号机是用于指挥列车运行的信号设备，信号机显示为开放信号时允许列车通过进路，信号机显示为关闭信号时禁止列车进入进路。开放信号是指室外信号机点亮绿灯（黄灯或白灯），关闭信号是指室外信号机点亮红灯（蓝灯）。
一、信号机显示颜色的含义
地铁信号机显示采用的颜色主要有：红色、绿色、黄色、蓝色和白色等，根据不同的颜色显示可以表示不同的行车信息，用于指挥列车的运行。
红色——代表停车信号，列车必须在信号机前停车。
绿色——代表列车可以通过信号机，且进路中的所有道岔开通直股（只用于正线显示，车辆段一般不设绿色显示）。
黄色——代表列车可以通过信号机，且进路中的道岔至小有一组开通弯股（用于正线显示），用于车辆段显示时，只代表列车可以通过信号机，不含道岔开通情况。
蓝色——代表禁止调车信号（用于车辆段显示），列车必须在信号机前停车。
白色——代表允许调车信号（只用于车辆段），列车可以通过信号机进行调车作业。 另外，还有一种组合显示，红色＋黄色的显示，代表引导信号，列车可以按照25KM/H的速度通过信号机。
但如果信号系统为移动闭塞系统时，可以使用蓝色显示或灭灯信号来代表自动列车信号，此时，自动列车可以凭机车信号通过显示为蓝色或灭灯的信号机，而非自动列车必须在此显示的信号机前停车。
二、信号机显示的距离要求
信号机的显示均应使其达到最远，即使是在曲线上的信号机，也应使接近的列车尽量不间断地看到显示，信号机的显示距离应满足以下要求：
（一）正线上各类信号机的显示距离原则上不得小于300m。 （二）车辆段各类信号机的显示距离原则上不得小于200m。
（三）不满足显示距离要求的小半径曲线区段的信号机应使其达到最远显示距离。 （四）最小显示距离计算方法：从最大行车速度开始减速直到列车停下所行驶的距离再加上约50米的人和系统反应时间内列车行驶距离，计算中使用的加速度为-1米/秒2。
三、信号机的设置原则
目前地铁使用的信号机一般为固定的色灯信号机，对于固定的色灯信号机在地铁正线上的设置主要遵循以下原则：
（一）在每一站台的正常运行方向都应设置出站信号机。 （二）在道岔前都应设置道岔防护信号机。 （三）在防淹门前都应设置防淹门防护信号机。 （四）在线路的尽头都应设置尽头信号机。
（五）对于反向进路，始终端信号机之间的距离尽量控制在两个区间以内。
（六）信号机应设在列车运行方向的右侧，特殊情况可设于列车运行方向的左侧或其他位置。
（七）一般采用三灯位四显示信号机，只在尽头型线路采用两灯位两显示信号机。 四、信号机的分类
信号机从用途上分，在正线上可以分为出站信号机、道岔防护信号机、防淹门防护信号机和尽头信号机四种，在车辆段可以分为列车信号机、调车信号机两种。
信号机从结构上分，可以分为两灯位结构、三灯位结构和四灯位结构信号机三种。其中，在正线上基本是采用三灯位结构的信号机，只在尽头型线路采用两灯位结构的信号机，
但在移动闭塞系统也有采用四灯位结构的。而在车辆段，列车信号机采用三灯位结构的信号机，调车信号机采用两灯位结构的信号机。
信号机从光源来分，可以分为白炽灯透镜式色灯信号机与LED色灯信号机两种。目前地铁使用的信号机基本为固定的色灯信号机，下面将针对这两种固定色灯信号机进行详细的讲解。
五、白炽灯透镜式色灯信号机
白炽灯透镜式色灯信号机有两灯位、三灯位和四灯位机构三种，主要由灯泡（采用直丝双灯丝铁路信号灯泡）、灯座（定焦盘式灯座，调好焦后换灯无需再调）、点灯单元（带灯丝报警及切换）、透镜组、遮檐（防止阳光等光线直射时产生错误的幻影显示）、背板（黑色，背景暗，衬托信号灯光亮度，改善瞭望条件）等组成。
六、LED色灯信号机
LED色灯信号机有两灯位、三灯位机构和四灯位三种，主要由点灯变压器、超高亮度发光二极管矩阵（发光盘）、光学透镜、固定框架等组成。
LED色灯信号机的点灯变压器和发光盘
图3－3(LED色灯信号机的点灯变压器和发光盘)
LED色灯信号机点灯变压器和发光盘的工作原理如图3－3所示，因LED发光管是低能耗的高效发光器件，在满足相关光学指标的前提下，LED信号光源的功率不足25W双灯丝灯泡的1/4，仅6W左右，如果直接采用交流220V向点灯变压器和发光盘供电，则会造成点灯回路中的电流过小而无法满足JZXC-H18等型号灯丝继电器工作的要求，所以，供电电路一般会采用低压供电方式，即将信号点灯电源输出由交流220V降低为交流110V向点灯变压器和发光盘供电。
（二）LED色灯信号机的主要特点
1．寿命长。发光二极管理论寿命超过100000h，是信号灯泡的100倍，可免除经常更换灯泡的麻烦，且有利于实现免维修，降低运营成本。
2．可靠性高。发光盘是用上百只发光二极管和数十条支路并联工作的，在使用中即使个别发光二极管或支路发生故障也不会影响信号的正常显示，提高了信号显示的可靠性。
3．节省能源。单灯LED光源功率小于8W，不到传统25 w信号灯泡的三分之一。
4．聚焦稳定。发光盘的聚焦状态在产品设计与生产中已经确定，并能始终保持良好的聚焦状态，现场安装与使用不再需凋整。
5．显示效果好。发光盘除有轴向主光束外，还有多条副光束，有利于增强主光束散角之外以及近光显示效果。
6．无冲击电流，有利于延长供电装置的使用寿命。点灯时没有类似传统25 w信号灯泡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。
七、西门子信号机系统
广州地铁2号线的信号机系统是由德国西门子信号控制系统（室内）与国产信号机（室外）相结合的。采用行车值班员在LOW上操作排列进路命令或相应信号机打开了自排（或追踪）功能，经过联锁计算机判断该信号机是否可以开放信号，把开放信号命令通过光纤发给现场接口柜（DSTT）内的相应信号机对应的STEKOP板，在STEKOP板内通过光模转换，把SICAS的光信号转为模拟信号传给信号机驱动模块（DESIMO）进行相应的灯位转换，DESIMO再将灯位转换命令通过分线架传到信号机内的点灯单元驱动灯位转换。
(一) 信号机接口模块（DESIMO） DESIMO上各显示灯信息
SO+ ：控制连接通道channel 0正极 SO- ：控制连接通道channel 0负极 IO0+ ：channel 0正极 IO- ：channel 负极 IO1+ ：channel 1正极 NA- ：检查转换负极 NA+ ：检查转换正极
S1- ：控制连接通道channel 1负极 S1+ ：控制连接通道channel 1正极
图3－4 DESIMO外观图
(二) STEKOP部分
信号机灯位显示在STEKOP上采用双通道显示，channel 1和channel 2 两个通道显示是一致的，每三个LED表示为一个信号机，如K1-3和M1-3为第一架信号机，K4-6和M4-6
为第二架信号机。K10和M10表示第一架信号机灯位显示，其中M10表示第一架信号机主丝状态，M10灭则表示第一架信号机主丝故障，K11和M11表示第二架信号机灯位显示，其中M11表示第二架信号机主丝状态，M11灭则表示第二架信号机主丝故障。下面是开放不同灯位在STEKOP上一个通道上的显示。 K M K M K M 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 6 6 6 7 7 7 8 8 8 9 9 9 10 10 10 11 11 11 12 12 12 红灯 黄灯 绿灯
图 3-5 开放不同灯位在STEKOP上一个通道上的显示
下面是STEKOP的外观及各显示灯信息图
K M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 引导
图3－6 STEKOP的外观及各显示灯信息图
八、信号机的主要维修技能
信号机的维修技能主要有以下内容： 1．结构外观检查。
2．检修各部位螺栓、螺丝，注油。 3．透镜清扫、检查。
4．机构、箱盒内部清扫、检查。 5．电器部分检查。 6．电气测试。
7．防水、防潮和防尘措施检查。 8．测量并调整灯光显示距离。 9. 灯丝报警功能测试。 10．机构、箱盒整治检查。 11．设备除锈、油饰。
12．配线、引入线、接地线检查。 13．设备整治。 14．更换配线。 15. 重做配线端子。
16．测电缆线间绝缘电阻。
第三节 轨道空闲检测设备
一、轨道空闲检测设备的基本概念
轨道空闲检测设备一般有轨道电路设备和计轴设备两种，用以监测区段是否被列车占用，并输出信号给其他信号设备使用。以下对相关基础知识进行介绍：
（一）一般类型轨道电路简介
轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，两端加以机械绝缘（或电气绝缘），接上送电和受电设备构成的电路。最简单的轨道电路如图3-7所示。
轨道绝缘节 轨端接续线 钢轨线路 GJ (送电设备) 轨道继电器(受电设备) 图3－7 轨道电路原理图
轨道电路的送电设备在送电端，一般由轨道电源和限流电阻组成。限流电阻的作用是保护电源不致因过负荷而损坏，同时保证列车占用轨道电路时，轨道继电器可靠落下。接收设备在受电端，一般采用继电器，称为轨道继电器，由它来接收轨道电路的信号电流。
送电和受电设备一般在轨旁，轨道继电器设在室内。送、受电设备由引接线直接接向钢轨或通过电缆过轨后由引接线接向钢轨。
钢轨是轨道电路的导体，为减小钢轨接头的接触电阻，增设了轨端接续线。钢轨绝缘是为分隔相邻轨道电路而装设的。两绝缘节之间的钢轨线路，称为轨道电路的长度。
当轨道电路内钢轨完整，且没有列车占用时，轨道继电器吸起，表示轨道电路空闲；轨道电路被列车占用时，它被列车轮对分路，轮对电阻远小于轨道继电器线圈电阻，流经轨道继电器的电流大大减小，轨道继电器落下，表示轨道电路被占用。轨道电路分类很多，按工作方式可以分为非安全的开路式和安全的闭路式轨道电路；按电源可分为直流和交流轨道电路；按分割方式可分为有绝缘和无绝缘轨道电路；按有无道岔分类可分为有岔轨道区段和无岔轨道区段；按钢轨传输方式可分为单轨条轨道电路和双轨条轨道电路，按适用区域可分为电气化区段轨道电路和非电气化区段轨道电路；按照所传递信号又可分为模拟轨道电路和数字轨道电路。
由于轨道电路直接关系到行车安全和行车效率，因此要求： 1
2．轨道电路在任何一点备列车占用时，轨道继电器应立即释放衔铁。 3．对某些轨道电路，还应实现由轨道向列车传递信息的要求。 （二）轨道空闲检测设备的工作状态
轨道电路的工作状态一般可归纳为以下三种，轨道电路在这三种状态下工作，主要会受三个变量参数影响：轨道电路的道碴电阻，钢轨阻抗、电源电压。
1.调整状态：或称为正常工作状态，即在轨道电路空闲，设备完好的状态。此时，轨道继电器衔铁应当可靠地吸起。调整状态最不利条件为：接收设备获得电流最小、钢轨阻抗模值最大、道碴电阻最小、电源电压最低；
2.分路状态：即轨道电路在任一点被列车占有的状态。此时，轨道继电器衔铁应当可靠地落下。分路状态最不利条件为：道渣电阻最大（一般可视为无穷大）、钢轨阻抗模值最小、电源电压最高。
3.断轨状态：即轨道电路的钢轨在某处断开时的状态。此时，轨道继电器衔铁应当可靠地落下。断轨状态最不利条件为：接收设备获得电流最大、钢轨阻抗模值最小、电源电压最高，此外，断轨点的道碴电阻也会对其影响。
（三）轨道空闲检测设备的一些基本概念
死区段：有绝缘轨道电路的两组轨道绝缘，因故不能设在同一坐标点，而需要错开安装，这两组绝缘间的区段就是“死区段”，“死区段”的长度规定不大于2.5米。
超限绝缘：有绝缘轨道电路在道岔区段，因线路布置关系，轨道绝缘安装在警冲标内方小于3.5米处的位置称作“超限绝缘”。
列车分路电阻是指列车占用轨道电路时，轮对跨在两根钢轨上形成的电阻，就称为列车分路电阻。它由车轮和车轴本身的电阻以及轮缘与钢轨顶部的接触电阻组成。由于轮缘与钢轨的接触面很小，因此车轮和车轴本身的电阻比轮缘与钢轨的接触电阻小得多，可以忽略不计。所以列车分路电阻实际上就是轮缘与钢轨的接触电阻。列车分路电阻的大小与轨道 上分路的车轴数、车辆的载重情况、列车的运行状态、轮缘的装配质量和磨损程度、钢轨顶部的洁净程度等多方面因素有关。
分路效应是指列车分路使轨道电路接受设备中电流减少，并处于不工作状态，称为有分路效应。在分路状态最不利条件下，有列车分路时，要保证轨道继电器的端电压不大于它的可靠释放值或可靠不吸起值。分路效应很大程度上决定了轨道电路的质量。
分路灵敏度是指在轨道电路的钢轨线路上，用一个电阻在轨道的某一点，对轨道进行分路，此时恰好能够使轨道继电器线圈中的电流减少到可靠落下值，则这个分路电阻值就叫轨道电路在该点的分路灵敏度。轨道电路的分路灵敏度在各点是不一样的。分路灵敏度用电阻值Ω来表示。
极限分路灵敏度是指轨道电路各点的分路灵敏度中的最小值。
标准分路灵敏度是衡量轨道电路分路效益优劣的标准，在分路状态最不利的条件下，用阻值为标准分路灵敏度的电阻线在任何地点分路，轨道电路的接收设备都必须停止工作。我国规定一般轨道电路标准分路灵敏度为0.06Ω。
极性交叉：在有绝缘的轨道电路区段，为了防止相邻轨道电路间的绝缘节破损引起轨道继电器错误动作，要求绝缘的两侧轨面电压具有不同的极性或相反的相位，这就是轨道电路的“极性交叉”。
（四）计轴设备
计轴设备是一种通过检测和比较进入和离开计轴轨道区段的列车车轮轮轴数，来判断相应轨道区段的空闲/占用状态的设备。
计轴设备的最大优势在于它与轨道和道床状况的无关性，这使其不仅具备检查长大区间的能力，而且也解决了长期因道床潮湿和钢轨生锈影响铁路安全运行的困扰。广州地铁采用的计轴设备，有二、四号线的西门子AzS(M)350型和三号线的阿尔卡特AzL90M型。
二、轨道空闲检测设备的工作原理、基本组成及技术参数要求
由于不同类型的轨道空闲检测设备其工作原理、基本组成及技术参数等皆不尽相同，下面我们将以50HZ相敏轨道电路、FTGS-917型数字轨道电路和西门子的AzS(M)350型及阿尔卡特的AzL90M型为例分别讲述相敏轨道电路、数字轨道电路和计轴设备的工作原理、基本组成及技术参数要求。
（一）50HZ相敏轨道电路 1．设备组成及原理
50HZ二元二位相敏轨道电路电路设备组成及原理图如图3-8所示：
图3－8 50Hz相敏轨道电路组成及原理图
一般原理：向钢轨轨面上发送50HZ不小于2.5V～4.5V的电压，通过变压器（BZ-D 1：
O
70）提升电压到几十伏，由串联的电容C完成移相90,提供给轨道继电器RGJ。RGJ为有两
个独立线圈的继电器，如型号为：JRJC-42/275的继电器。其中1-2线圈（局部线圈）经常供给AC220V电源，3-4线圈（轨道线圈）接收来自轨道的50HZ信号。其中1-2线圈（局部线圈）和3-4线圈（轨道线圈）的阻抗角是相同的，均等于70度。要使继电器吸起必须提
OO
供滞后1-2线圈（局部线圈）AC220V电源，90 的足够电压，或160 （90＋70）的足够电流。该继电器吸起值不小于AC14V，落下值不大于AC7V。
注意：图中2.2Ω均为可调电阻（图中符号表示有错误），一般设置在大于1Ω以上，可以提高抗干扰能力。
广州地铁1号线仍采用50Hz相敏轨道电路，2、3号线均采用WJX50型微电子相敏轨道电路，WJX50型微电子相敏轨道电路接收器取代原480型轨道继电器，增加了接收信号的相位判别功能，解决原480型轨道继电器绝缘破损防护不可靠的问题，并提高了返还系数，有利于轨道电路调整，与原继电器的接收阻抗、接收灵敏度相同。
。WXJ50型微电子相敏轨道电路接收器具有可靠的绝缘破损防护，相邻的轨道电路可以送受相邻，要求相邻轨道电路的相位交叉绝对正确无误。原理图如下：
RD1R1RD1R1BG5-B节能器R2R2BZ-B7383WXJ1-50接收器5132426114GJZ220GJF220JZ110GDJJF110 图3-9 50Hz微电子相敏轨道电路原理图
2．技术参数要求
50HZ相敏轨道电路接收阻抗和接收灵敏度与原480型轨道继电器完全一致，另加局部电源110V/50HZ。工作电源均为直流24V。
50HZ相敏轨道电路接收器具有可靠的绝缘破损防护能力。
50HZ相敏轨道电路接收器轨道输入信号与局部电源的理想相位为0°，最大允许偏差为±80°。接收器的返还系数大于90％，应变时间小于0.5S，设备电源采用直流24V±15%,最后执行继电器为JWXC1-1700安全型继电器。
在轨道电路分路不利处所的轨面上，使用0.15Ω标准分路电阻线分路时，轨道继电器的交流端电压不大于7.5V，继电器应可靠落下。
（二）西门子FTGS-917型轨道电路 FTGS型轨道电路是德国西门子公司开发的音频无绝缘数字轨道电路，使用电气绝缘节来划分区段。FTGS轨道电路分两种型号：1、FTGS-46型，使用4种频率（4.75KHz、5.25KHz、5.75KHz、6.25KHz）；2、FTGS-917型，使用8种频率（9.5KHz, 10.5KHz, 11.5KHz, 12.5KHz, 13.5KHz, 14.5KHz, 15.5KHz, 16.5KHz）。
广州地铁1、2号线使用的是FTGS-917型轨道电路。
FTGS轨道电路除了正常检测列车的占用和空闲外，还将轨旁ATC设备产生的报文信息传给车载ATP/ATO设备。
为了防止相邻区段之间串频，除了使用了不同中心频率外，还使用了不同位模式进行区分。FTGS-917型轨道电路采用15种不同的位模式(2.2、2.3、2.4、2.5、2.6；3.2、3.3、3.4、3.5；4.2、4.3、4.4；5.2、5.3；6.2)，相邻区段使用不同的位模式。对于某一轨道区段来说，只有收到与本区段相同的频率与位模式的信息才被响应。FTGS-917型轨道电路的空闲检测过程可分为三步：
幅值计算：检测接收回来的电压值；
调制检验：检测接收回来的电压的中心频率是否正确。 编码检验：检测接收回来的电压所带的位模式是否正确。
首先，接收器对幅值进行计算，当接收器计算到接收到的轨道电压幅值足够高，并且调制器鉴别到发送的编码调制是正确的时，接收器发送一个“轨道空闲”信号，这时轨道继电器吸起表示“轨道区段空闲”。当车辆进入某区段时，由于车辆轮对的分路作用，造成该区段短路，使接收端的接收电压减小，轨道继电器达不到相应的响应值而落下，进而发出一个“轨道占用”信号。
1．基本结构组成及原理
轨道电路的配置分为标准型一送一受、中间馈电一送两受和道岔区段一送两受三种，其前两种配置的设备结构框图如下图：
（1）FTGS标准型轨道电路的基本结构组成及原理
轨道 S棒 调谐单元 调谐单元 转换单元 室外 转换单元 轨旁轨旁电缆 室内 防雷单元 自联锁电源 接收调整电阻 方向转换板 电源 220V~/12V,5V方向切换器 匹配电阻 滤波器 放大滤波板 调整滤波器响应 电平 接收1板 接收器1.1 解调器1 解调板 放大器 接收器2.1 吸起延时电 路和继电器 至联锁 接收2板 继电器板 至联锁 调制器 选择频率 位模发生 式发器 生器 发送板 从/至LZB 接收器1.11 接收器2.11 吸起延时电 路和继电器 报文 轨道占用信号 解调器1.1 切换至LZB报文 报文转换板 解调板 图3－10 FTGS标准型轨道电路的基本结构组成框图
如图3-10所示，在轨道电路空闲时，由室内发送器发送带有一定频率和位模式的交流音频信号至室外轨旁发送端设备再馈送至S棒经由钢轨至接收端S棒再由室外接收端设备馈回室内接收器，形成一个闭合的信息回路。在这个过程中，如何避免干扰，保证信息按照正确的方向传送、接收很重要。FTGS-917数字轨道电路系统在解决这个问题时，首先利
用了S棒和轨旁设备在信息回路中形成了一个谐振电路，使得对回路外方（相邻区段）相当于高阻状态，迫使信号电流按照预定的方向传输；其次，相邻区段采用不同的频率和位模式信号，避免串频干扰。此外，S棒还有平衡钢轨中的牵引回流的作用，能有效避免牵引回流对轨道电路信号的干扰，这一点对电气牵引区段的轨道电路，特别是地铁的轨道电路是很重要的。当在轨道电路占用时，室内发送器通过一个信号（报文）切换开关，关闭轨道电路的频率和位模式信号，接通由轨旁ATP设备传来的报文信号，开始发送ATP报文信号了。
（2）FTGS/EZS中间馈电式轨道电路的基本结构组成：
调谐单元 调谐单元 调谐单元 室外 室内 方向转换板 中间馈电转换LZB轨旁单元 板 放大滤波板 接收1板 解调板 接收2板 继电器板 至联锁 报文转换板 发送板 接收1板 解调板 电源 230VAC/24VDC 电源 230VAC/ 5V、12VDC FTGS/EZS柜 图3－11 FTGS/EZS中间馈电式轨道电路结构框图 这种中间馈电式数字轨道电路的电气绝缘节是在前述FTGS-917的基础上改进的，工作原理基本相同。不同之处在于，它在一个轨道区段采用了三个绝缘节：两头各一个S棒，中间为一个横“8”字型的棒,平时由这个横“8”字棒作为发送端，两端的S棒作为接收；当列车从区段的前半部分开始进入后半部分时，以占用这个横“8”字棒的中心线为触发时间，切换该轨道区段的发送/接收方向，改由列车前方的S棒为发送端，横“8”字棒作为接收端，这样，列车就能不断地接收到地面的ATP报文。
2．主要部件
（1）电气节的基本结构组成
FTGS型轨道电路相邻两个轨道区段之间一般采用电气节进行电气绝缘节分割，下面以S棒为例说一下电气绝缘节原理，如下图：
f2接收器 a b C1 m C2 a1 f1发送器 图3－12 S棒电器绝缘原理图
接收器的谐振回路由电容C1（调谐单元上电路的等效电容）、钢轨区段ab和电缆am等组成，发送器的谐振回路由电容C2、钢轨区段cd和电缆dm等组成。（请参考图16－6）
在正常状态下，钢轨ab的电感、电缆am的电感以及它们之间的互感与电容C1构成并联谐振（利用调谐单元可以将其调到谐振点），因此电容C1两端呈现高阻抗，与电容C1两端d1d轨间有较高的电压，接收到从右端输入的载频信号。钢轨cd的电感、电缆dm的电感以及它们之间的互感与电容C2构成并联谐振，因此电容C2两端呈现高阻抗，与电容C2两端a1a轨间有较高的f1电压，此电压可以向左传输。
S棒长度为7.8米左右，其中S棒的1/4到3/4处（约3.9米）为分路感应的模糊区段，在此区段内有车占用左右两边的区段都允许显示占用，而无法精确判断列车占用的区段。
电气节一般有S棒、短路棒、8字棒、终端棒和调整短路棒五种电气绝缘节分割。具体如下：
1）S棒：
3.9米 3.9米 c d d1 f1 f2 图3－13 S棒示意图
大多数的轨道区段（主要是正线区间的轨道电路）采用了S棒电气节，它是镜像对称的。以S棒的中心线作为轨道区段的物理划分。S棒长度为7.8米左右，模糊区段长度≤3.9米。（这里所谓的模糊区段是指当车压S棒的1/4处至3/4处时，该S棒左右两边的区段都允许显示占用，无法精确判断列车占用的区段。）
2）短路棒：
4.2米 图3－14 短路棒示意图
该电气节用于一端为轨道电路区段，而另一端为非轨道电路区段的情况。该棒长度约为4.2米。
3）终端棒：
0.3～0.6米
3.5米
图3－15 终端棒示意图
该电气节由终端短路棒和一个机械绝缘节共同组成。它主要应用在双轨条牵引回流区段。棒长约3.5米，距机械绝缘节0.3～0.6米。
4）中间馈电8字棒：
使用于中间馈电式轨道电路的中央。
0.6m 0.6m
图3－16 8字棒示意图 5）调整短路棒：
该电气节是②的改进型，它主要应用于车站站台区段两端。
0.16米0.4米 1.9~2.3米 图3－17 调整短路棒示意图 （2）轨旁盒的基本结构组成
轨旁盒是连接电气节与室内设备的中间设备，是轨道电路室外的发送、接收设备。每个轨旁盒有一根四芯电缆与室内设备连接，有四根绞线铜电缆与电气节相连，另有一根地线连接至钢轨或接地扁钢。轨旁盒主要有两种不同的结构：一种是S棒结构（带调协单元）；另一种是双轨条牵引回流区段的终端棒结构（不带调协单元）。这里主要讨论S棒结构的轨旁盒。轨旁盒内一般可分为左右两部分（正对着轨旁盒看），成左右对称结构布置。每部分都由一个抽屉式活动安装的调谐单元和一个固定安装的转换单元组成,整个采用模块化结构，由于它安装在轨旁，从外部看就是一个密封的盒子，因此把它称为轨旁盒。当轨旁盒的左边一部分作为左边区段的发送端时，则右边另一部分则作为相邻右边区段的接收端。而当轨道电路的方向改变时，这两部分的发送端/接收端也将进行互相切换。每一部分
的调谐单元通过连接电缆接电气绝缘节，转换单元通过室内外连接电缆与室内电缆终端架相连，经过防雷单元、室内分线架与轨道电路架连接。
（3）轨道电路架的基本结构组成 1）外电源输入层及电源输出保险层。 2）电缆补偿电阻值设置层。 3）信息输入、输出层。
4）轨道电路PC板组合框架层。它主要包括：供电单元、放大滤波板、发送板、接收器板、解调器板、继电器板、报文转换板和方向转换板等。
3．FTGS轨道电路与其它设备的接口
电源 供电 轨旁ATP设备 联锁设备 轨旁设备 室外分线架 发送 接收 FTGS设备 占用/空闲 室内分线架
图3－18 FTGS设备连接图
4． FTGS轨道电路的技术参数标准
表3-7 FTGS917室内参考电压测量技术标准
位置 测量插孔 1/2 3/4 Ⅰ5/Ⅱ8 Ⅱ5/Ⅱ8 Ⅰ6/Ⅱ8 接收1板 Ⅱ6/Ⅱ8 Ⅰ7/Ⅱ8 Ⅰ8/Ⅱ8 Ⅰ10/Ⅱ8 Ⅱ10/Ⅱ8 2V 12V 1.3~解调器输入 12V供电单元，电源电压。其中I8接＋12V，II8接0V。 5V 12~1接收1输出 测量值 9~12V 50~60V ≥6.5V 约4.5V ≤4V 备注 发送器，方波电压18v 输出周期T=1/F0=69~210μs 滤波器输出到轨道（在平衡电阻前）的电压。 轨道电路空闲状态 继电器处于临界状态（反复吸起和落下） 轨道电路占用状态 放大滤波板 5.6V 参考电压 位置 测量插孔 E1/E2 Ⅰ11/Ⅰ12 Ⅱ11/Ⅱ12 Ⅰ13/Ⅰ14 Ⅱ13/Ⅱ14 12V/0V 5V/0V E1/GND 测量值 0.3~2V 16.5V±1V 备注 接收1输入（空闲状态） 继电器电压 接收1板 4~5V 级联 电源单元 12V±1V 5V±0.5V ≥2.4V ≤0.7V ≥2.4V ≤0.7V 5V±0.5V 5V±0.5V 12V供电电源单元 5V供电电源单元 接收1.1输出（分别切换电源通道1、2的空闲、占用） 报文转换板 E2/GND VCC/GND VCC2/GND 接收1.2输出（分别切换电源通道1、2的空闲、占用） “-B44-”5V供电 “-B44-”5V供电（稳压） 表3-8 FTGS917室外参考电压测量技术标准 测量插孔 1/2（发送端） 11/14 值 30～40V 30～40V 3.5～8.0V 9/10（发送端） 18～30V 48.0V 1/2（接收端） ～测量备注 室内送出电压 发送端电缆电压，数值比1/2端（发送端）电压低几伏。 送出轨面电压（S棒） 送出轨面电压（MKV棒） 送出轨面电压（8字棒） 回室内电压，电压等于15---20端电压 0.5～0.9V 测量插孔 15---20 9/10（接收端） 值 测量0.5～0.9V 0.3～0.9V 备注 接收端电缆电压 接收轨面电压 （三） 计轴设备 1．主要功能
计轴设备是一种通过检测和比较进入和离开轨道区段的列车车轮轮轴数，来判断相应轨道区段的空闲/占用状态，并判断的结果经继电器输出的轨道空闲检测设备。计轴设备的最大优势在于它与轨道和道床状况的无关性，这使其不仅具备检查长大区间的能力，而且也解决了长期因道床潮湿和钢轨生锈影响铁路安全运行的困扰。
故障导向安全：当设备断电、重启后，所有区段会设置为占用状态；当列车驾驶出区间而计轴数比较结果不为零（可能为正数也可能为负数），此时该区段仍会处于占用状态。列车无法出清，需要由行车人员确认该区间无车后，先对区段进行预复位，然后正常通过一列列车，才能使区段空闲。
2．一般组成及接口
1）安装在钢轨和轨旁的计轴点设备；
这部分设备一般由计轴头和轨旁连接箱组成。计轴头由装在一体的两个电子传感器组成的双置传感器构成，发射器装在钢轨外侧、接收器装在钢轨内侧，当车轮经过双置传感器时，接收器的感应电压增强。计数及确认方向所需的信息从幅度的变化和它们的时间顺序中获得。轨旁连接箱是安装在轨旁的具有防潮功能的金属盒，盒内装有预处理传感器信息所需要的电子元件。轨道箱通过电缆与计轴头连接起来组成计轴点设备。
2）置于室内的运算单元组合；
运算单元是一个故障导向安全的微机数据处理设备，作为中央处理和监控单元，可以通过处理计轴点传来的信息给出所检测轨道区段的状态以及计轴设备工作状态。组匣内装有将电路元件组合成多个功能单元的电路板，所有的功能电路板均插入组匣的背板上。
3）计轴点与运算单元间的电缆连接；
计轴点与运算单元间的电缆连接是将室外的计轴点设备与室内的运算单元通过电缆连接起来组成完整的计轴系统。当计轴点距离运算单元电缆长度大于6.5ｋm（与线径和发送电平有关）时，需使用宽带/隔离变压器。加隔离变压器时，计轴点由交流供电。
计轴设备与其它设备的接口
（1）运算单元与车站联锁系统之间的接口电路； （2）置于行车控制室的控制按钮或人机操作界面； （3）配套的电源设备等。 3．工作原理
计轴系统工作原理：列车从所检测区间的一端出发，驶入区段，经过计轴点时，运算单元对传感器产生轴信号进行处理，判别及计数（一个传感器有两对收发线圈，以两接收线圈中电压幅度的改变和改变的时间顺序，就可以为计数和识别运行方向提供必要的信息），此时轨道继电器落下，同时将“计轴数”及“驶入状态”等储存起来；当列车驾驶出区间，经过任意一端计轴点时，运算单元对传感器产生的轴信号进行处理、判别及记数，运算单元将“计轴数”及“驶出状态”等不断地与原存储的数据进行小校核。当运算单元对“计轴数”及“驶入、驶出状态”等校核无误后方可使继电器吸起，给出所检测区间的空闲信号。
5．计轴分类
广州地铁现已引进西门子AzS(M)350微机计轴系统和阿尔卡特的AzL90M型计轴系统，其中西门子AzS(M)350微机计轴系统又分为M型和U型，M型用于二号线正线，U型用于四号线的车辆段和正线，阿尔卡特的AzL90M型用于三号线。
M型：可直接同4个计轴点相连(第5个计轴点可复用)，一个运算单元提供两个区段的空闲/占用表示，主要用于站内区段检查。
U型：可直接同5个计轴点相连，且一个运算单元可检测四个区间，两运算单元之间的数据传输采用调制解调器和通信电缆/光缆或者通过无线传输（两个运算单元放置在同一机柜内时，可直接连接，不需要调制解调器）。主要用于站内和区间检查。
三、更换轨道空闲检测设备电子板件的一般要求 1．在拔、插电路板前，必须先断电。
2．将电路板放在与地相连的绝缘垫上（例如：炭化泡漠塑料垫）。
3．在拿、放电路板前，手先要触摸地（零电位的东西）来达到电荷平衡。
4．在拔、插电路板前，先触摸机笼或机柜上的裸露金属器件以达到电荷平衡。 5．拿电路板时，请拿电路板的边缘或前面。 6．拔电路板时，请拉电路板面板上的手柄。
7．未安装使用的电路板在贮存或运输过程中必须包装好。
8．如电路板在无任何包装的情况下从一个人手中传递到另一个人手中，则必须先握手以达到电荷平衡。
第四节 转辙机
转辙设备供道岔转换和锁闭使用，它是由安装装置、各类杆件、转辙机、锁闭装置和挤岔装置组成。是直接关系行车安全的关键设备，要求安全可靠，在设备发生故障时，必须符合故障－安全的原则。转辙设备的选择应与道岔相对匹配，地铁正线的列车运行速度较高，道岔一般采用9号道岔、个别采用12号道岔，地铁车辆段列车运行速度较低，道岔一般采用7号或5号道岔。地铁使用的转辙机主要有ZD6型电动转辙机、ZD（J）9型电动转辙机、S700K型电动转辙机、ZY(ZYJ)7型电液转辙机，前两者均含内锁闭装置，S700K应配套外锁闭装置，ZY(ZYJ)7有内、外两种锁闭方式。根据道岔的类型可配置为单机牵引或双机牵引，对于不可挤的单机牵引转辙机应配套相应的挤岔表示装置。
一、转辙机概述 (一)转辙机的作用
转辙机的作用具体如下：
1.位置转换：根据需要转换道岔，使其位置至左位或右位（定位或反位）。 2.道岔锁闭：道岔转至所需位置而且密贴后，实现锁闭，防止外力转换道岔。 3.正确反映道岔位置：道岔的尖轨密贴于基本轨并锁闭后，给出相应的位置表示。 4.报警：道岔被挤或因故处于“四开”（两侧尖轨均不密贴）位置时，及时给出报警及表示。
（二）转辙机的基本要求 转辙机的基本要求具体如下：
1.作为转换装置，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，应随时可以通过操纵使尖轨回复原位。
2.作为锁闭装置，当尖轨和基本轨不密贴时，不应进行锁闭；一旦锁闭，应保证不致因车通过道岔时的震动而错误解锁。
3.作为监督装置，应能正确地反映道岔的状态。 4.道岔被挤后，在未修复前不应再使道岔转换。 5.应有安全装置，确保维修人员的安全。 （三）转辙机的分类
1.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（电液转辙机）和电空转辙机。
电动转辙机和电液转辙机均由电动机提供动力，分别采用机械传动和液压传动的方式。 电空转辙机由压缩空气作为动力，由电磁换向阀控制。 2.按供电电源种类，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源，由直流电动机作为动力，如ZD6系列电动机转辙机。直流转辙机采用直流电动机由于存在换向器和电刷，易损坏，故障率较高。
交流转辙机采用三相交流电源或单相交流电源，由三相异步电动机或单相异步电动机（一般用三相异步电动机）作为动力，如S700K型电动转辙机和ZY(ZYJ)7型电液转辙机。交流转辙机采用感应式交流电动机，不存在换向器和电刷，因此故障率低，且单芯电缆控制距离远。三相交流电机旋转方向与A/B/C三相的排列顺序一致，当A、B、C三相顺时针排列时，电机顺时针旋转，逆时针则逆时针旋转，在转辙机控制电路中采用控制L2/L1来实现。三相交流电机有Y型连接启动和辅助线圈连接启动两种的起动方式，启动后可以断相旋转。
3.按锁闭道岔的方式，转辙机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部的锁闭装置锁闭道岔尖轨，是间接锁闭的方式，如ZD6型电动转辙机和ZY(ZYJ)7型单机联动牵引系列转辙机，锁闭可靠程度较差，列车对转辙机的冲击大。
外锁闭转辙机虽然内部也有锁闭装置，但主要依靠转辙机外的外锁闭装置锁闭道岔，将密贴尖轨直接锁于基本轨，斥离尖轨锁于固定位置，是直接锁闭的方式，如S700K转辙机。锁闭可靠，对转辙机几乎没有冲击，寿命长。
4.按是否可挤，转辙机分为可挤型转辙机和不可挤型转辙机
可挤型转辙机内设挤岔保护装置（挤切或挤脱），道岔被挤时，动作杆解锁，保护了整机。不可挤型转辙机内不设挤岔保护装置，道岔被挤时，挤坏动作杆与整机连接结构，应整机更换。可挤型和不可挤型的选择主要是从安全角度考虑。
二、S700K型电动转辙机
广州地铁二号线、四号线道岔上的信号设备有S700K转辙机、分动外锁闭装置、基础角钢安装装置及动作连接杆、表示杆等。S700K转辙机是西安西门子信号有限公司生产，其作用是提供转换力，带动外锁闭装置的锁闭杆动作。产品主要特点是采用精密加工的滚珠丝杠传动结构，使用三相交流电动机，接点采用沙尔特宝公司生产的速动开关。
分动外锁闭装置是西安信号厂的产品，是以S700K电动转辙机牵引的新型道岔转换锁闭设备─-钩式外锁闭装置。属于第三代外锁闭装置。其作用是带动道岔尖轨，使尖轨与基本轨密贴，并将尖轨锁闭，道岔动作过程中两尖轨是不同步动作的。产品主要特点是采用垂直锁闭方式。
广州地铁二号线、四号线实践证明：采用可挤型S700K转辙机、分动外锁闭装置与9号道岔相结合使用，S700K-C型电动转辙机结构先进，工艺精良，不但解决了旧机型固有的电机断线，故障电流变化，接点接触不良，移位接触器跳起和挤切销折断等故障，而且可以做到“少维护，无维修”，很大降低了信号维修人员的工作强度。
（一）S700K-C代号含义及左右装判别
1、S700K-C代号含义
S700K-C-200/160L（R） 左装（右装） 检测行程 动程 中国型 滚珠丝杠 保持力 SIEMENS 注：A7（8） 奇数表示左装，偶数表示右装 2、S700K-C左右装判别
S700K-C转辙机是一种规格齐全的电动转辙设备，可以满足道岔尖轨、心轨的单机，双机和多机牵引的需要。根据需要不同，S700K-C分为许多种类，而每一类又分为左装和右装两种。左右装是指S700K-C转辙机在正常工作的情况下是安装于铁轨直股的左侧还是右侧，一般情况下，应安装于铁轨较为空旷的一侧。例如，在用于左开道岔时就应安装于直股的右侧，以获得较为宽敞的安装空间，而用于右开道岔时则应选择直股的左侧安装。
S700K-C转辙机的左右装判断方式主要有：
横向面对转辙机，使转辙机的电机处于离自己较近的一侧。此时，动作杆和检测杆若从转辙机的左侧伸出，则为左装转辙机；若动作杆和检测杆从转辙机的右侧伸出，则为右装转辙机。
直接面对转辙机的动作杆和检测杆伸出的一面。此时，若检测杆处于动作杆的左侧，则为左装转辙机；若检测杆处于动作杆的右侧，则为右装转辙机。
若转辙机已安装到位，则面对尖轨或心轨时，转辙机安装在线路左侧的，为左装转辙机；安装在线路右侧的称为右装转辙机。
左装转辙机的型号是用字母“A”加上某个奇数数码表示，如A11，A33； 右装转辙机的型号是用字母“A”加上某个偶数数码表示，如A12，A34。 S700K-C
图3-19 转辙机左右装示意图 （二）S700K型电动转辙机的结构
S700K-C电动转辙机结构简单合理，如图3－20所示。
图3－20 S700K型电动转辙机结构图
以上零部件根据功能不同可分为五大模块。分别为：外壳保护模块、动力传动模块、检测和锁闭模块、安全保障模块以及配线接口模块，如图3－21所示。
700K-C电动转辙机底壳机盖外壳保护模块电机动力传动模块齿轮组指示标动作杆检测和锁闭模块检测杆摇把及挡板安全保障模块遮断开关开关锁配线接口模块插接件电缆密封装置导向套筒导向法兰保持联结器摩擦联结器滚珠丝杠接点组锁闭块与锁舌连杆
图3－21 S700K-C功能模块结构图
1.保持联接器（可挤型与非可挤型）
S700K-C电动转辙机的保持联接器可采用可挤型或非可挤型。主要区别：是否安装了止动环。
可挤型指的是保持联接器利用其内部弹簧的压力分别设置有9KN、16KN、24KN或30KN，当道岔的挤岔阻力超过弹簧设定压力时，动作杆滑脱，起整机不受损坏的作用。非可挤型指的是保持联接器内增加止动环。当挤岔阻力超过弹簧设定压力时，用于阻止与动作杆相连的保持栓的位移，从而保证挤岔是转辙机的不解锁。
2.三相交流电机 。
三相异步电动机的特点是结构简单、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高和具有适用的工作特性。她功地减小了控制导线的截面，延长了控制距离，增强了系统的可控性。
异步电动机运行时，定子绕组接到交流电源上，转子绕组自身短路，由于电磁感应的关系，在转子绕组中产生电动势、电流，从而产生电磁转矩。所以异步电机又叫做感应电机。三相异步交流电机当外加的电压及频率恒定时，电磁转矩跟随转差率而变化。在一定力的范围内，交流电机电流的变化很小。
3.带摩擦连接器的滚珠丝杠
滚珠丝杠的作用是将电动机的旋转运动转变为所需的直线运动。
S700K-C采用了可靠的多片干式可调摩擦连接器，摩擦连接器内三对金属摩擦片，分别固定在其外壳与滚珠丝杠上，摩擦片的端面设置了压力弹簧，弹簧的多寡是由摩擦力的级别决定。有6000N、5000N、2000N三类，通过调整压力弹簧，可以调整摩擦片之间摩擦力的大小，保证可靠转换。
摩擦连接器的作用是：通过调整压力弹簧，可以调整摩擦片之间摩擦力的大小，保证可靠转换。
在道岔转换到位或转换卡阻时，电机能够克服摩擦连接器的压力而空转，实现电动机过载保护。
4.动作杆
将转辙机的转换力传递到岔心或心轨上。 5.齿轮组
齿轮组由摇把齿轮，电机齿轮，中间齿轮，摩擦连接器齿轮组成，其中摇把齿轮和电机齿是一个传动系统，其用途是通过摇把齿轮对转辙机进行人工转换位置。
电机齿轮，中间齿轮，摩擦连接器齿轮一个传递装置，电机齿轮，中间齿轮是第一级的减速器，中间齿轮，摩擦连接器齿轮之间实现电动机的旋转力传递摩擦连接器。
6.检测杆
作为重要的信号设备，S700K—C除了具有转换道岔的位置以外，还拥有一套精密的检测系统，用以检测转辙机的工作情况和道岔的状态位置等因素。
检测杆随着尖轨的转换而移动，用以监测道岔在终端位置时的状态。如图3-22示，S700K-C电动转辙机的检测杆分为上、下两层，上层检测杆用于检测缩进的密贴尖轨的工作状态，下层检测杆则用来监测伸出密贴尖轨的工作状态。
图3-22 检测杆示意图
S700K-C电动转辙机检测杆本身不具备自动能力，而且在上下两层检测杆之间没有连接或是调整装置。使用中，通过两根外接的表示杆分别连接至远近两跟可动轨，通过位于表示杆上的丝扣调整装置分别进行转辙机检测杆的指示标调整和钢轨密贴调整。在道岔转换的过程中，动作杆先带动尖轨运动，再由尖轨带动检测杆运动。当密贴尖轨，斥离尖轨到达规定的位置的时候，上下检测杆的大小缺口对准转辙机的锁闭块时，锁舌才能弹出，进而使速动开关组发出转换完成的信号。也就是说必须是密贴尖轨，斥离尖轨到达制定的正确安全位置时，系统才会给出相关的信号表示。
S700K-C电动转辙机的检测杆上的宽槽槽宽为61.5mm，窄槽槽宽为28mm（第二牵引点为29mm），锁闭块宽为25mm ，则对密贴轨的检测精度则可以达到：
第一牵引点：（28-25）/2=1.5mm， 第二牵引点：（29-25）/2=2.0mm 。
为了保证S700K-C电动转辙机所要达到的安全技术要求，在转辙机的安装和日常的维护过程中，要求：
上、下两检测杆无张嘴和左右偏移现象，检测杆头部的叉形连接头销孔的磨损量不大于1mm；
检测杆的缺口调整为指示标对准检测杆缺口标记两侧各1.5mm0.5mm（第一牵引点），2.0mm0.5mm（第二牵引点）。定位，反位缺口均须按此进行调整，以满足要求。
7.锁闭块及锁舌
1）锁闭块及锁舌的弹出要求：
转辙机转到终端位置，表示杆的指示缺口与指示标对中时，锁闭块及锁舌能正常弹出. 锁闭块的正常弹出，可以使速动开关组的相关接点闭合或断开，从而接通新的表示电路。
2）锁闭块及锁舌的缩入要求：转辙机开始动作时，锁舌在锁闭块的连带作用下，能够正常缩入。锁闭块的缩入，切断原表示电路锁舌的缩入，解除转辙机的内部锁闭，保持联接器开始移动。
8.速动开关组
速动开关组采用的是沙尔特宝接点组，它所起作用是尖轨或心轨解锁、转换、锁闭时，自动开、闭电机的动作电路和道岔的表示电路。
速动开关组有上下两层，从速动开关组的一侧看，每层分左右两排接点组，每排有四组接点。
9.开关锁及安全接点座
开关锁是操纵遮断开关断开和闭合的组件，其作用是现场检修人员开机盖作业或站务人员用摇把进行手摇道岔时，可靠切断转辙机的动作电路，防止电机误动，保护人员的人身安全。
动作要领：打开摇把孔，用碟型钥匙插入并逆时针转动90°，遮断开关应可靠切断。恢复时，提起开关锁上的琐闭销，同时将原来插入的碟型钥匙顺时针转动90°后，就可接通遮断开关。
（三）工作原理
S700K—C电动转辙机的动作时间一般为6.6秒，在此期间，转辙机要完成从起动，到再锁闭的一系列的活动，具体的过程步骤：
来自道岔控制电路的三相交流电源通电后，电动机转旋运动通过小齿轮传动中间齿轮，由半连动至全连动，将转速降低并增大转矩。再通过摩擦联接器的滚珠丝杠旋转带动滚珠丝杠螺母，变旋转运动为直线运动而推动操纵板移动，将锁闭块顶入切断速动开关组原表示电路，同时动作杆锁舌缩入后操纵板与保持器连动，保持器通过作用在动作杆上的作用力，带动动作杆移动，动作杆最大转换为220 mm，外锁闭装置(道岔尖轨)最大转换为160 mm，到另一终端位置，此时电动机被断电，原缩入的锁闭块伸出，接通速动开关组新的表示电路，相应的一块锁舌伸出，动作杆被锁闭，外锁闭装置被锁闭。此时操纵板会扣押保持联结器中，锁闭块将其扣夹住，锁闭道岔。如图3－23所示。
接受到转换信号电动机启动 开始运动做旋转运动 中间齿轮传递齿轮带动摩擦连接器开始运动 由半连动至全连动 摩擦联结器带动滚珠丝杠转动原表示电路由接通状态被切断 滚珠丝杠螺母移动 变旋转运动为直线运动 推动操纵板移动 将锁闭块顶入 切断原表示电路 锁舌缩入解锁转换过程 锁闭并接通新的表示电路 操纵板与保持器连动保持器通过作用在动作杆上的保持力 带动动作杆移到另一终端位置电动机被断电原缩入的锁闭块伸出 同时接通新的表示电路相应的一块锁舌弹出发出动作完成指令图3－23 S700K—C电动转辙机工作原理流程
（四）技术要求
1.S700K—C电动转辙机的主要技术特性见表3－9 表3－9 S700K—C型系列电动转辙机主要技术特性 序号 1 2 3 4 5 6 7 型号 检测额定转动程行程换力(㎜) (㎜) （N） 160 75 152 160 75 75 110 3000 4500 3000 3000 4500 4500 2500 最大转动作时是否换力间（S） 可挤 （N） 3500 5000 3500 3500 5000 5000 3000 2.S700K—C整机技术要求 (1)转辙机的工作环境
周围空气温度－40～＋60℃；空气相对湿度不大于90％（＋25℃）；空气压力不低于74.8kPa（海拔高度不超过2500m）；周围无引起爆炸危险的有害气体。
(2)转辙机的动作过程应符合下列顺序
切断原表示电路→解锁道岔→转动道岔→锁闭道岔→接通新表示电路。
(3)转辙机应能防尘防水，并符合GB/T4942.2《电机低压电器外壳防护等级》的IP54级的规定。
(4)转辙机各独立的部分（如端子、绕组）之间及其与机壳间的绝缘电阻，用500V兆欧表测量，在正常的试验大气条件下，其绝缘电阻应不小于50兆欧。
(5)绝缘耐压应能承受频率50Hz正弦波、2400V有效的交流电压1min，不发生击穿或闪络现象，在重复试验时，电压为原试验值的80％。
(6)转辙机的寿命试验是在额定负载、额定电压下应能连续可靠地工作100万次，推或拉为一次。
（五）S700K-C电动转辙机的电路 1、S700K转辙机机内走线图 如下图示
≤6.6 ≤6.6 ≤6.6 ≤6.6 ≤6.6 ≤6.6 ≤6.6 N Y Y N Y N N 用于 第一牵引点 双机 单机 第一 多机 多机 第一 检测精度 ±1.5 ±2.0 ±1.5 ±1.5 ±2.0 ±2.0 ±1.5 检测杆 A13 A14 220 A15 A16 150 A37 A38 220 A65 A66 220 A67 A68 150 A73 A74 150 A75 A76 220 C45/C46 C73/C74 C/127C128 C45/C46 C73/C74 C73/C74 C121/C122 图3-24 S700K转辙机机内走线图
2.S700K-C电动转辙机三相交流电机工作特性：
三相交流电机旋转方向与A/B/C三相的排列顺序一致，当A、B、C三相顺时针排列时，电机顺时针旋转，逆时针则逆时针旋转，在转辙机控制电路中采用控制L2/L1来实现。
交流电机的起动方式有： 三相交流电机的Y型连接启动；
3.S700K-C电动转辙机的表示电路和启动电路分析
以道岔从右位（锁闭状态）→右位（启动解锁/转换）→左位（到位锁闭状态）→左位（启动解锁/转换）为例，如图17—40所示。
（1）右位（锁闭状态）
右位（L2－N通，L1－L3通）：
速动开关接点A3/A4闭合→B3/B4闭合→L1－L3通；
速动开关接点C1/C2闭合→D1/D2闭合→L2－N通，右位表示通（图）。 （2）右位（启动解锁/转换） 右位→左位（L1－L2－L3通）：
速动开关接点A3/A4闭合→B3/B4闭合→L1－L3通→L1－L3通；
速动开关接点C1/C2断开→D1/D2断开→L2－N断，C3/C4闭合→D4/D3闭合→（L1－L2－L3通），构成Y型连接，继续保持运行。三相启动电路通（图）
（3）左位（到位锁闭状态） 左位（L1－N通，L2－L3通）：
速动开关接点A3/A4断开→B3/B4断开→L1－L3断，A1/A2闭合→B2/B1闭合→L1－N通；
速动开关接点C3/C4闭合→D4/D3闭合→L2－L3通；左位表示通（图）。
（4）左位→右位（L1－L2－L3通）：速动开关接点C3/C4闭合→D4/D3闭合→L2－L3通；
A1/A2断开→B2/B1断开→L1－N断，A3/A4闭合→B3/B4闭合→（L1－L2－L3通），构成Y型连接，继续保持运行。
电路总结：道岔正常启动时，采用1－3线（动作回路）、2－4线（启动回路）回路或者2－3线（动作回路）、1－4线（启动回路）回路启动，然后转辙机切断机内的1/2接点并闭合3/4接点，构成Y型连接，继续保持运行。
（六）道 岔 钩 式 外 锁 闭 装 置 1、概述
道岔作为铁路线路连接的重要设备，是轨道中最薄弱的环节之一，随着铁路运输向高速重载方向的发展，重轨和大号码道岔的采用，对转换设备提出了更高的要求。外锁闭装置，能有效地克服尖轨在密贴时的转换阻力，可靠地锁闭道岔尖轨和基本轨（可动心轨和翼轨），即使连接杆折断，外锁闭装置仍在起着锁闭作用，外锁闭能够隔离列车通过时对转换设备的振动和冲击，提高转换设备寿命和可靠性。
道岔转换设备外锁闭装置及安装装置，是保证地铁运营安全的重要技术设备。外锁闭装置及安装装置是通过电动转辙机的牵引实现道岔的解锁和锁闭的。外锁闭装置将道岔的密贴尖轨和基本轨直接进行锁闭，并将斥离轨保持在标准开口的位置。同时外锁闭装置能隔离列车通过时对转换设备的振动和冲击，提高转换设备的使用寿命和可靠性。专用于广州地铁60Kg/m钢轨9号单动道岔外锁闭装置及安装装置，由一台S700K转辙机牵引。采用钩型外锁闭装置。。
2、国内外道岔锁闭状态 国外外锁闭结构方式： 燕尾式结构 拐肘式结构 钩式结构
我国外锁闭技术的发展经历了三个阶段： 第一代外锁闭装置:契形燕尾 第二代外锁闭装置:燕尾式 第三代外锁闭装置:钩式
3、钩式外锁闭装置的主要技术要求
尖轨与基本轨应达到静态宏观密贴，在锁闭处不应有密贴力.
尖轨与基本轨、心轨与翼轨间有4mm及其以上间隙时，道岔不锁闭。 锁闭量大于35cm。 尖轨开程160mm。 4、钩型外锁闭装置结构
钩型外锁闭装置由锁闭框组件1、尖轨连接铁组件2、锁钩组件3、锁闭杆组件4共四部分组成。
5、钩型外锁闭装置动作原理 外锁闭装置的动作分为三个过程: 解锁过程 转换过程
锁闭过程
分动外锁闭工作原理：外锁闭装置解锁、转换、锁闭过程：初始状态如图3-25，左侧密贴尖轨处于锁闭状态，右侧斥离尖轨与基本轨保持要求的开口，密贴尖轨锁钩同时被锁闭铁和锁闭杆卡住不能落下，斥离尖轨锁钩的缺口卡在锁闭杆的凸起处不能移动，从而保持斥离尖轨与基本轨的开口基本不变；解锁状态如图3-26，锁闭杆向右移动，斥离尖轨向密贴位移动，同时密贴尖轨处锁闭杆相对锁钩移动，当锁闭杆凸起与密贴尖轨锁钩缺口对齐时，锁钩落下卡在锁闭杆凸起内，尖轨与基本轨解锁；锁闭杆继续向右移动，通过锁钩带动斥离尖轨和密铁尖轨同步向右移动，当锁闭杆带动道岔转换至右侧尖轨与基本轨密贴时（如图3-27），开始进入锁闭过程；锁闭杆继续向右移动，右侧锁钩沿锁闭杆斜面向上爬起，当锁钩升至锁闭杆凸起顶面时，进入锁闭状态（如图3-28），同时左侧尖轨继续向
右移动至要求开口，完成转换过程。
图3-25 外锁闭装置的初始状态
图3-26 外锁闭装置的初始解锁状态
图3-27 外锁闭装置的转换过程
图3-28 外锁闭装置转换完成锁闭状态
6、 特性分析
采用垂直锁闭方式，提高了锁闭可靠性。 提高了整体的强度和综合机械性能。。 安装和维修方便,减少了现场施工封锁时间。 两点牵引拉力分布合理。 调整简单。
提高了转换设备的使用寿命。
（七）转辙机及外锁闭主要技术指标
1、尖轨与基本轨应达到静态宏观密贴，尖轨与基本轨间在外锁闭处不应有密贴力，并保证各牵引点2mm锁闭,4mm不锁闭。在尖轨第一、二牵引点间任意一点上，尖轨与基本轨之间插入10mm厚、20mm宽的铁板，不得接通转辙机内的表示接点
2、尖轨第一、第二牵引点外锁闭两侧(定位、反位）锁闭量分别≥35mm、≥20mm 3、检测杆表示缺口调整应为指示标对准检测杆缺口标记中间，左右偏差小于0.5mm。左右位缺口均须按此规定调整。
4、额定转换力测试达到第一牵引点大于3000N，第二牵引点大于4500N。正常转换阻力不大于2500N，第二牵引点不大于4000N。
5、单机牵引9＃岔：开口量在152mm±3mm内，左右偏差小于2mm；双机牵引9＃岔：开口量第一牵引点在160mm±3mm内，第二牵引点直线尖轨开口在73mm±3mm内，曲线尖轨开口在70mm±3mm内；双机牵引12＃岔：开口量第一牵引点在160mm±3mm内，左右偏差小于2mm，第二牵引点开口在70mm±3mm内，左右偏差小于2mm；辙叉牵引点开口在105mm±3mm内，左右偏差小于2mm。
三、ZY(ZYJ)7型电动液压转辙机
广州地铁3号线道岔转辙设备是采用北京铁路局太原电务器材厂生产ZY(ZYJ)7型系列电动液压转辙机及其配套的安装装置与外锁闭装置。ZY(ZYJ)7型系列电动液压转辙机是为满足我国提速线路需要而研制的新型道岔转换系统。它能转换、锁闭国内现有各种规格、
型号的内、外锁闭道岔，并能正确反映尖轨及可动心轨辙叉的位置和状态。ZYJ7型电液转辙机于1997年通过了铁道部技术鉴定，同年12月获得了国家重点新产品证书，是我国提速道岔采用的唯一国内自行研制的新产品。 （一）电动液压转辙机型号及含义
Z Y J • － • •＋• / • ＋Ž
二动转换力 一动转换力 二动动程 一动动程 派生顺序号 设计顺序号
交流（直流无） 电液 转辙机
（二）广州地铁三号线使用ZYJ7型系列电动液压转辙机的型号、规格及主要技术指标
表3－10 ZYJ7型系列电动转辙机主要技术特性 型 号 ZYJ7-J 170/3920 ZYJ7-B 220+140/1810+4070 电源电压 额 定 动 程 工作电流 AC三相(V) 转换力(N) (mm) ≤A 380 380 3920 170 1.8 1.8 动作时间 单线电阻 ≤S ≤Ω 6.5 8.5 54 54 1810/4070 220/140 （三）ZYJ7型电动液压转辙机的主要构成及工作原理
ZYJ7型电动液压转辙机有ZYJ7型电液转辙机（亦称主机，用于第一牵引点或单点牵
引）和SH6型转换锁闭器（亦称付机，用于第二、第三等牵引点）组成，主机与付机共用一套动力系统，两者之间靠油管连接传输动力。
1、ZYJ7型电动液压转辙机的主要构成如图3-29所示：
转辙机主要由电机、连轴器、油泵、油管、油缸、锁块、锁闭铁、加强板、动作杆、接点组、底壳、锁闭住、锁闭杆、动作板、溢流阀、油路盖板、油箱、安全接点、起动接点构成。
1锁闭杆组(单点牵引时为锁闭表示杆)、2惯性轮、3电机、4注油孔、5溢流阀、6油泵、7油标、8接点组、9保护管、10一动调节阀、11油缸组、12锁块、13锁闭铁、14二动接头、15锁闭柱、16空动缸组、17动作板、18滚轮、19观察窗、20遮断器、21动作杆组 图3-29 ZYJ7型电液转辙机结构示意图
2、SH6转换锁闭器的主要构成如图3-30所示：
1保护管、2、油缸组、3底壳、4锁块、5锁闭铁、6二动接头、7挤脱接点组、8检查柱、
9动作板、10滚轮、11观察窗、12表示杆组、13二动调节阀、14动作杆组
图3-30 SH6型转换锁闭器结构示意图
（四）ZYJ7型电动液压转辙机油路系统油路系统如图3-31所示
图3-31 油路系统图
本系统为闭式系统,当电机带着油泵逆时针方向旋转时, 油泵从油缸右侧腔内吸入油, 油泵泵出的高压油使油缸左腔为高压,此时油缸向左移动,当油缸动作到终端停止动作时,泵从右边的单向阀吸入油,泵出的高压油经左边的滤油器和溢流阀回油箱。若电机带着油泵顺时针方向转动，油缸动作方向与上述方向相反。为了改善交流电机起动特性，与油缸并联了启动油缸。主机上一动调节阀和二动调节阀用于调节主机油缸与付机油缸在转换道岔时实现宏观同步动作。
ZYJ7型电动液压转辙机机械动作原理
电机经联轴器带动油泵顺时针方向旋转,由于活塞杆固定不动,使油缸向右动作,油缸侧面的推板接触反位锁块(参见图3-32) 后油缸继续向前移动时通过推板和反位锁块带动动作杆向右移动，同时定位锁块开始解锁,当油缸走完解锁动程后，反位锁块和定位锁块处于锁闭铁和推板的间隙内，油缸继续通过推板和反位锁块带动动作杆向右移动(见图3-32b)，当动作杆继续移动到反位锁块与锁闭铁的锁闭面将要作用时,开始进入锁闭过程，继续向右移动15.2mm,将反位锁块推入锁闭铁的反位锁闭面,反位尖轨密贴于基本轨，此时,动作杆的行程为7.6mm,因此,在尖轨密贴时,动作杆上的转换力可增加一倍，当尖轨密贴于基本轨后，油缸继续向右移动, 动作杆不动作，油缸侧面的推板进入反位锁块的锁闭面，进入锁闭状态。
图3-32 转换锁闭机构解锁、转换、锁闭过程
（五）外锁装置主要构成
外锁闭装置主要由锁闭铁、锁闭框、尖轨连接铁、锁钩、销轴、锁闭杆、动作杆、尖端铁、长表示杆、短表示杆组成。
（六）记忆方钢示意图及安装说明
记忆方钢应安装在原道岔尖轨的第一方钢处，安装时通过在丁字铁后增减调整垫来保证接轨开口的大小，绝缘管垫等均应装配齐全，安装完毕后应保证记忆方钢的碟形钢带不受外力而变2.2记忆方钢的作用为当尖轨受外力位移时，斥离轨在允许位移范围内，有一定的保持力，钢带变形4mm时，保持力应超过7kN，既保证尖轨在规定位置，又能在相关范围内通过外力移出，提高“表示灵敏度”和安全性；此功能只有与单点转辙机的锁闭表示杆相互配合才能实现。
1.连杆 2 .固定框 3.记忆板 4.丁字铁 5.螺栓 6.销
图3-33 记忆方钢示意图
（六）ZYJ7型电动液压转辙机动作电压及表示电压测试
1、动作电压的测试：
当定位向反位操动道岔时，X1、X3、X4间能测到动作电压。 当反位向定位操动道岔时，X1、X2、X5间能测到动作电压。
2、表示电压的测试：
1、当道岔在定位时，X2与X1、X4构通定位表示电路；
X2对X4测的是第一条支路电压，也就是定位表示继电器端电压。 X2对X1测的是第二条支路电压。也就是R2与二极管串联的电压。 X2和X1、X4的交流值58-60伏左右，X1、X4和X2直流值21伏左右。 2、当道岔在反位时，X3与X1、X5构通反位表示电路；
X3对X5测的是第一条支路电压，也就是反位表示继电器端电压。 X3对X1测的是第二条支路电压。也就是R2与二极管串联的电压。 X3和X1、X5的交流值58-60伏左右，X1、X5和X3直流值21伏左右。 （七）ZYJ7型电动液压转辙机技术规范
1、油路系统不得出现渗漏和堵塞现象。
2、溢流压力测试达到12＃10-11兆帕；9＃8.5-9.5兆帕。正常转换动作压力12＃不大于7兆帕，9＃不大于6兆帕。厂家技术人员指出，压力大于13Mpa时，可能会导致油管接头等部位漏油）。
3、动作时间≤8.5s，单机牵引9＃岔：开口量在152mm±3mm内，左右偏差小于2mm；双机牵引12＃岔：开口量第一牵引点在160mm±5mm内，左右偏差小于3mm，第二牵引点开口在70mm＋5mm－3mm内，左右偏差小于3mm。，限位铁调整间隙不大于3mm。尖轨与基本轨密贴后主机缺口为2±0.5mm,副机缺口为4±1.5mm。
（四）当面对尖轨转辙机右装伸出或左装拉入为定位时（“八”字第一笔），道岔为2、4闭合，要求在转辙机电缆盒内将X2与X3、X4与X5对调，同时将二极管倒极性。
（八）ZYJ7型电液转辙机日常检查维护
1、日常维修检查中要检查油箱油位，并应在检修时做好记录。
2、转辙机有漏、渗油，不严重的，应尽量少拆卸油路各连接头，漏、渗油大多在各接头处，处理方法为紧固接头螺丝，使铜密封圈受压变形堵住漏、渗油处。
3、ZYJ7和SH6动作不同步时，经流量调节阀调整同步或检查ZYJ7和SH6密贴情况（密贴情况松、紧不一样也会不同步）；检查处理后也不同步，则是工务道岔有问题，应联系工务整治道岔。
4、溢流（故障）压力不能调的过大。压力过大时杆件等会产生变形使4毫米锁闭。各接头会产生漏、渗油情况。
5、油缸向那边动作，那边连接的油管为高压，高压油管连的溢流阀回油至油箱，所以调压力应调此溢流阀。
6、量开口时，有时可能由于副轨后到位，又再拉动尖轨使主机开口变大，所以应向减小开口方向撬动尖轨至不动时量开口才为真实开口。
7、当副机较主机后到位，主机锁闭柱不能落槽，这时会切断电机电源，使副机不到位，造成转辙机出电路故障的假象，遇此情况，只须调好主机缺口即可解决。
8、锁钩与锁闭杆接触的摩擦面及运动范围内无沙石、异物等，运动灵活、无卡阻。表示拉杆接头铁应紧固，不松动。
9、锁钩、锁闭杆及锁闭铁应保持清洁、油润、无锈蚀。道岔转换时，锁钩连结轴横向轴串效果良好，能自动调节锁钩转角。 四、ZD6型转辙机结构及功能原理 （一）ZD6型转辙机的结构
ZD6型电动转辙机由电动机、减速器、开闭器、动作杆、表示杆、移位接触器、底壳及机盖等九个部分组成。其结构外形图如图3—34所示。
ZD6型电动转辙机的编号原则以ZD6－D 165/350为例进行说明： Z为转辙机， D为电动机，6为设计顺序号，D为派生顺序号，165为动程，350为拉力。
1.电动机
采用直流窜激电动机，主要由定子、转子、及前后端盖等部件组成。定子是产生电动机磁场的部件，由机体磁极和定子绕组构成。转子，即电枢部分，由铁心、绕组、换向器及转子轴组成。转子铁心采用优质硅钢片冲压，共110片。由于直流窜激电动机具有软机械特性，故适用于作为转辙机的动力。由于转辙机采用直流窜激电动机作为动力，使其可以在比较宽的范围内适应道岔转换力的变化。负载小于额定值时，可以加快道岔的转换，减少进路办理的时间；负载稍大于额定值时，转辙机仍然可以牵引，只是转换时间稍长，但不会因过负载而烧毁电动机。
2.减速器
减速器是电动转辙机的主要部件，由减速器壳、内齿轮、外齿轮、偏心套、中间板、输入轴、大齿轮、输出轴等组成。它的作用是将电机的高转速降低为适合道岔转换的低转速，与此同时，将电动机输入的低转矩增大到足以能够驱动带规定负载的道岔转换锁闭机构。由于采用了行星减速机构，固具有一定程度的防逆转功能，以防列车通过道岔时产生的冲击力矩而解锁道岔。它的特点是当道岔转换终了时，将电机旋转剩余惯量吸收掉，遇到障碍时起摩擦联接作用。通过电流调整、控制道岔的实际转换力矩，起到设备的保护作用。当停电或故障时，其输入轴头部方榫供手摇转动道岔。
1－移位接触器；2—机盖；
3—主轴； 4—动作杆；
5—表示杆； 6—开闭器；
7—计数器； 8—减速器；
9—电动机； 10—插头座；
11—底壳。 图中：
L1 伸出时243[252] ㎜；拉入时87[87] ㎜；
L2 伸出和拉入均为80[75] ㎜+密贴调整杆的空走量。
图3—34 ZD6型转辙机结构外形图
3.自动开闭器
主要由机械联动机构和接点开关系统两部分组成，接点系统的接通与断开由机械联动机构带动。机械联动机构由起动片、速动片、速动爪、调整架、拉簧、检查柱、拐轴、和支架等零部件组成。接点开关系统由四排静接点和两排动接点组成。自动开闭器要监督转辙机自身的转换过程是否按要求完成并与表示杆一起不间断地检查道岔开通位置以及尖轨与基本轨的密贴状态。电动机驱动电路的接通与切断也要由自动开闭器完成。
4.主轴
由主轴、主轴套、止挡栓、锁闭齿轮、挡圈及滚轮轴承等组成。该主轴由底壳的一端插入或抽出，不受其它部件互相影响。从来自减速器的转矩，通过起动片传给主轴，又由主轴通过花键配合将转矩传到锁闭齿轮，锁闭齿轮和齿条啮合传动，就把旋转运动转换成动作杆的水平移动，并且完成圆弧锁闭动作。
5.动作杆和齿条块
由动作杆、压簧、顶杆、挤切销、螺堵、齿条块等零部件组成。动作杆与齿条块通过挤切销联结成一体，齿条块动作就带动与机外密贴调整杆相联的动作杆转换和锁闭道岔。
6.表示杆
主要由两根带表示缺口的杆件及两个检查块等组成，这两根杆件与道岔尖轨组合一起相连，用于尖轨联动的道岔。表示杆随尖轨而移动，以确保表示杆正确反映道岔尖轨的移位。
7．移位接触器
在转辙机内安装移位接触器两个，分别与齿条块在伸出及拉入时的顶杆位置互相对应。移位接触器是非自复式微动开关，内有一组常闭接点，用来监督挤切销的折损状态。该接触器上方留有人工恢复接点的窗口。
（二）传动原理
图3-35 为ZD6型电动转辙机的传动原理图。图中各机件所处的初始位置是动作杆由右
向左移动后的停止状态。此时开闭器的第1、第3两排接点闭合。
图3－35 ZD6型电动转辙机的传动原理
现在我们来分析动作杆向右移动的整个传动过程：
来自道岔控制电路的电源，经图中开闭器的第1排接点，接至电动机，使电动机轴按图中所示方向旋转。
电动机通过小齿轮2传动大齿轮27，大齿轮与一齿差减速器的输入轴26是用键联接的。通过一齿差减速级减速后由输出轴25输出转矩。输出轴按反时针方向旋转并动作起动片4，起动片动作主轴11。输出轴与起动片用扁圆联接，起动片与主轴也是用扁圆联接，因此相当于一个十字滑块联接器。起动片上的斜面推动速动爪19上的滚轮20，使速动爪转动。速动爪的爪尖逐渐退出速动片5的缺口。通过自动开闭器断开第三排接点，切断表示电路；同时主轴的转动使锁闭齿轮9开始解锁。在起动片转动一定角度后，起动片上的拨片钉带动速动片一起旋转。此时锁闭齿轮也已将齿条块12解锁，主轴就通过锁闭齿轮和齿条块将旋转运动转换成动作杆的直线运动，并通过密贴调整杆动作道岔。在完成转换过程后，锁闭齿轮的圆弧面即将进入齿条块的另一个削尖齿的圆弧面上，对齿条块进行锁闭。因此右侧速动爪快速落入速动片缺口中，使自动开闭器动接点组快速断开第一排的电机电路并接通第2排接点，表示道岔锁闭在新的位置。此时动接点支架上带动的检查柱18必须能进入表示杆检查块的缺口（此缺口在平时调整时，每侧应留1.5㎜的间隙）。检查柱进入检查块缺口表示道岔已被锁在正确位置。如果表示杆检查块的缺口位置偏移，检查柱落不到缺口内只能落到表示杆检查块的平面上，则表示电路不能接通。具体传动流程如图3－36所示。
当尖轨与基本轨有障碍物，动作杆受阻不能锁闭时，电机动作电路不切断，迫使电动机带动摩擦带联结器空转，防止转辙机各部件受伤。直到车务人员采取措施，将道岔往回转动。
当挤岔时，车轮将尖轨移动，通过密贴调整杆传到动作杆；由于动作杆和齿条块是由挤切削联结的，齿条块被锁闭齿轮锁住不能动作，因此挤岔力超过挤切削的挤切力后就将挤切削挤断，移位接触器接点断开，切断表示电路。与此同时，表示连接杆也受力再传动
转辙机的表示杆，表示杆斜面推动检查柱向上运动，检查块移动压缩弹簧，在移动8㎜时表示接点被切断，给出挤岔表示。
道岔控制电路的电源开闭器的第1排接点电动机通过小齿轮2大齿轮27输入轴26输出轴25输出转矩输出轴按反时针方向旋转并动作起动片4输出轴与起动片用扁圆联接起动片动作主轴11起动片与主轴也是用扁圆联接起动片上的斜面推动速动爪19上的滚轮20使速动爪转动速动爪的爪尖逐渐退出速动片5的缺口调整连接器切断表示电路主轴就通过锁闭齿轮和齿条块将旋转运动转换成动作杆的直线运动主轴的转动使锁闭齿轮9开始解锁锁闭齿轮也已将齿条块12解锁密贴调整杆动作道岔锁闭齿轮的圆弧面即将进入齿条块的另一个削尖齿的圆弧面上完成转换过程对齿条块进行锁闭右侧速动爪快速落入速动片缺口使道岔锁闭快速断开第一排的电机电路接通第2排接点检查柱18必须能进入表示杆检查块的缺口表示道岔已被锁在正确位置 图3－36 ZD6型电动转辙机传动流程
（三）技术要求
1.ZD6型电动转辙机的主要技术特性见表3－11。 表3－11 ZD6型系列电动转辙机主要技术特性 额定负载 N 动作杆 动程 (㎜) 表示杆 动程 (㎜) 额定电压DC.V 动作电流A 转换时间S 表示杆副锁闭力 KN(kgf) 型号 动作杆主锁闭力 KN(kgf) ZD6-D ZD6-G 3432 5880 165±2 165±2 145～185 160 <=2.0 <=2.0 <=5.5 <=9 29.4(3000) 主销29.4±(3000)副销49(5000) 14.7-17.6 (1500-1800) 14.7-17.6 (1500-1800) 160 2.整机技术要求
（1）转辙机的工作环境
周围空气温度－40～＋60℃；空气相对湿度不大于90％（＋25℃）；空气压力不低于74.8kPa（海拔高度不超过2500m）；周围无引起爆炸危险的有害气体。
（2）转辙机的动作过程应符合下列顺序
切断原表示电路→解锁道岔→转动道岔→锁闭道岔→接通新表示电路；
（3）转辙机应能防尘防水，并符合GB1498-79《电机低压电器外壳防护等级》的IP43级的规定（防水的第3防护等级是防淋水，防与垂直成60°范围内的淋水应无影响）。
（4）转辙机各独立的部分（如端子、绕组）之间及其与机壳间的绝缘电阻，用500V兆欧表测量，在正常的试验大气条件下，其绝缘电阻应不小于25MΩ。
（5）绝缘耐压应能承受频率50Hz正弦波、1000V有效的交流电压1min，不发生击穿或闪络现象，在重复试验时，电压为原试验值的80％。
（7）转辙机的寿命试验是在额定负载、额定电压下应能连续可靠地工作30万次，推或拉为一次。
第五节 信号继电器
继电器是自动控制和远程控制系统必不可少的元件，用于闭合或断开控制电路，能以极小的电讯号控制执行电路中相当大功率的对象并能控制数个对象或数个回路，具有典型的继电特性，一般由电磁系统和接点系统两大部分组成。电磁系统由磁路和线圈组成，是继电器的感受机构，专门用来接受和反映输入物理量的性质，接点系统是继电器的执行机构，用于实现控制的目的，如图3-37所示：
Ix输入线圈Iy接点输出
图3-37(继电器特性曲线)
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动接点与前接点（常开接点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动接点与原来的后触点（常闭接点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
一、继电器的主要类型
继电器种类繁多，主要有如下分类：
（一）按动作原理分为电磁、感应、热力继电器
电磁继电器：通过继电器线圈中的电流在电磁铁中产生的吸引力驱使衔铁及可动部分动作，改变接点系统的工作状态。如直流无极继电器、直流有极继电器、交流继电器、二元差动继电器等。地铁运用的绝大多数继电器都属电磁继电器。
感应继电器：利用交变磁场与另一交变磁场在继电报可动部分的翼板中产生涡流的相互作用而动作。如50HZ轨道电路楼内使用的交流二元二位继电器等。
热力继电器：利用电流对双金属片加热，利用不同膨胀系数的双金属片具有的单向弯曲的物理特性而动作接点。
（二）按工作电流分为直流继电器（无极、偏极、有极）、交流继电器和交直流继电器
直流继电器：工作在直流电路中，大部分信号继电器属此类。
交流继电器：工作在交流电路中，如交流灯丝转换继电器、JRJC型二元二位继电器、整流式继电器等。
（三）按接点结构分为普通接点继电器、加强接点继电器
普通接点继电器：接点开闭功率较小，满足一般信号电路的要求。
加强接点继电器：具有开闭功率较大的接点，满足电压较高与电流较大的信号电路的要求。
信号继电器是信号设备中的主要器件之一，在地铁信号的自动控制和远程控制系统中，用它可构成逻辑电路或作为执行元件直接监督和控制列车的运行。它在运用中的可靠性与安全性是确保各种自动控制、远程控制信号设备正常工作的必要条件。
二、安全型（AX）继电器的结构和工作原理
在地铁信号中普遍采用的AX型继电器为直流24V系列的重弹力式直流电磁继电器，其基本结构和组成：由接点系统和电磁系统两大部分组成（参见图3-38），电磁系统由线圈、固定的铁心、轭铁以及可动的衔铁。接点系统由动接点、静接点构成。随同继电器衔铁起
动的接点叫动接点，俗称中接点。继电器衔铁吸合时与之闭合的接点叫动合接点，俗称前接点。继电器衔铁释放后与之闭合的接点叫动断接点，俗称后接点。
安全型继电器(N型)是无需借助于其他继电器，亦无需对其接点在电路中的工作状态进行监督检查，其自身结构即能满足一切安全条件的继电器，其特点是：
（一）当线圈断电时，衔铁可借助于自身重量释放，从而使前接点可靠断开。
（二）选用合适的接点材料，构成非熔接性前接点，或采用能防止接点熔接的特殊结构(例如接熔断器、接点串联)。
（三）当一组不应闭合的后接点仍然闭合时，结构上能防止所有前接点闭合。
N型继电器主要依靠衔铁自身释放，故又称重力式继电器，非安全型继电器主要依靠弹簧弹力释放衔铁，故又称弹力式继电器。一般说来，N型继电器的安全性、可靠性较高。
安全型继电器是直流24V系列的重弹力式直流电磁继电器，其的典型结构为无极继电器，其他各型继电器由无极继电器派生。因此，绝大部分零件都能通用。 安全性继电器工作原理：当线圈中通入一定数值的电流后，由于电磁作用或感应方法产生电磁吸引力，吸引衔铁，由衔铁带动接点系统，改变其状态、从而反映输入电流的状况。
最基本的工作原理：
线圈通电→产生磁通（衔铁、铁心）→产生吸引力→克服衔铁阻力→衔铁吸向铁心→衔铁带动动接点动作→前接点闭合、后接点断开
电流减少→吸引力下降→衔铁依靠重力落下→动接点与前接点断开，后接点闭合。可见，继电器具有开关特性，利用其接点的通、断电路，从而构成各种控制和表示电路。
图3-38(非插入式和插入式继电器结构图)
1、电磁系统的线圈 2、铁心 3衔铁 4蝶形钢丝卡5轭铁 6重锤片7拉杆 8绝缘轴9动接点单元 10银接点单元 11电源片单元 12下止片 13、14螺钉 15接点架 16中（动）接点轴 17压片 18型别盖 19胶木底座 20加封螺钉 21外罩 22提把
三、安全型继电器接点
继电器接点是继电器的执行机构，通过接点来反映继电器的状态，进行电路的控制。对于继电器接点有较高的要求，从接点材料到接点结构，从接点组数到接点容量。对频繁通断大电流的接点，还必须采取灭火花措施。
（一）对接点系统的要求：接点闭合时，接触可靠，接触电阻小而且稳定；接点断开时，要可靠分开，接点间电阻为无穷大，即有一定的间隙；接点闭合和断开过程中没有颤动；不发生熔接；耐各种腐蚀；导热率和导电率要高；使用寿命长。
（二）接点参数：接点压力；接点齐度；接点间隙；接点滑程；节电。
（三）接点容量：即继电器接点所允许通过的最大电流。
（四）接点材料：一般继电器要求接点材料的电阻系数小，抗压强度低，而且选用不宜氧化或其氧化物电阻率小。
（五）接点的接触形式： 分为点接触、面接触、线接触三种。如JWXC型无极继电器的接点采用点接触方式。JYJXC-135/220型加强接点有极继电器，其接点采用面接触方式。
（六）接点灭火花电路：采用灭火花电阻与接点并联是最常用的方法，在接点断开瞬间，电感负载所产生的感应电流流经并联在接点上的电容和电阻串联电路，使接点上的电压降至击穿空气隙电压之下，而避免发生火花。此时，磁场能量消耗在回路电阻上。
（七）熄灭接点电弧：当电路中电流较大时（大于产生电弧的临界电流I0）时，接点断开过程中，由于在强大电场作用下从负极发出的电子具有足够大的能量使气体气子发生强烈游离，就在接点间产生电弧，电弧温度很高，会引起接点材料的蒸发与喷溅，更增加了接点的电腐蚀，同时还引起接点的表面氧化。必须设法熄灭接点电弧。
四、地铁应用的继电器插座和主要几种继电器简介
地铁所运用的继电器插座基本以安全型（AX）继电器插座为主，时间继电器、二元二位继电器也属于安全型继电器，它们的插座原理与AX安全型继电器基本相同，下面以安全型（AX）继电器插座为例简单介绍一下。
继电器组成插入式，需加装继电器插座板，利用继电器下部螺栓露出部分将继电器插座板插入，用螺母固定，然后用螺母紧固型别盖。型别盖的作用是为了插入式继电器与插座插接时，保证不同类型继电器不致插错位置。继电器有很多类型，为防止不同类型的继电器错误插接，在插座下部鉴别孔内铆以鉴别销。
（一）安全型继电器
安全型继电器用汉语拼音字母和数字表示，字母表示继电器种类，数字表示线圈的电阻值（单位Ω），例如：
J W J X C -- H1250.44前圈电阻值（两者阻值相等时取和）后圈电阻值缓放（非缓放不标)插入式（非插入式不标）信号加强接点（普通接点不标）无极继电器
继电器型号的文字符号含义如下表3-12所示 表3-12 代号 A B C D P H 含义 安全型 插入 偏极 缓放 其他类型 安全 半导体 插入、传动、差动 单门、动态 缓放 代号 R S T W X Y 含义 安全型 其他类型 无极 信号 有极 二元 时间、灯丝 通用、弹力 信号、小型 J 继电器、加强接点 继电器、加强接点、交流 Z 整流 整流、转换 常用安全型继电器具有无极、无极加强接点、无极缓放、无极加强接点缓放、整流式、有极、有极加强、偏极等4种。
（二）时间继电器、交流二元二位继电器、灯丝转换继电器简介
JSBXC-850和JSBXC1-850型时间继电器是一种缓吸继电器，借助电子电路，获得3秒、13秒、30秒、180秒等四种延时，以满足信号电路的需要。时间继电器是由时间控制单元和JWXC-370/480型无极继电器组合而成的。时间控制单元装在印刷电路板上，安装在接点组上方，其鉴别销号码为14、55。
交流二元二位继电器中的二元指的是有两个相互独立又相互作用的交变电磁系统，二位指继电器有吸起和落下两种状态。部分地铁车辆段的50HZ相敏轨道电路采用了50HZ的交流二元二位继电器。
灯丝转换继电器是交流继电器，用于信号点灯电路中，当信号灯泡的主灯丝断丝时通过它自动转换为副灯丝点亮，通过其接点构成报警电路。灯丝转换继电器有JZJC型、JZSJC型、JZSJC1型等。地铁主要使用JZSJC型灯丝转换继电器，它是弹力式继电器，但是采用插入式结构，便于现场维修和更换。
五、常用养护维修的注意事项：
1．继电器的各转动部分应动作灵活，检查衔铁正常动作是否受阻。
2．接点有无烧损、腐蚀、磨损现象。接点闭合和断开时应无较大火花出现。
3．继电器的螺丝、螺钉或其他内部的零部件有无脱落松缓，各零部件应无生锈现象。 4．插入式继电器的外罩有无破损，印封是否完整。
5．接点间隙应符合规定要求，接点应同时接触或同时断开。 6．继电器的端子配线应整齐，接点片之间有无短接的可能。
7．继电器放置应水平，在易于受震动的地点，如继电器内、变压器箱内应设有防震装置。
8．以毛刷将继电器内部附着的灰尘清扫干净。 9．继电器的接点片应保持光洁和不松动。 六、继电器的现场测量和现场检修注意事项
对继电器除了经常的清扫一类的养护维修外，现场对一些动作次数多或重要电路的继电器应重点检查其动作的情况和接点系统外观并定期轮换，送回检修所进行专门的测试和调整。
（一）对继电器的日常检查测量
现场对继电器的测量主要是继电电路中某个继电器未能正常吸起时，对继电器工作电压的测量，此时应借电对继电器的线圈两侧依次进行判断是缺少正电或负电，还是线圈两侧均有电而继电器不能正常吸起。
比如在车辆段的信号系统中，需定期测试灯丝继电器和道岔的表示继电器交直流电压，有助于帮助判断继电器并联的阻容元件特性是否变化影响继电器支持工作。
（二）对继电器的观察
现场继电器平时应插接牢固、端正，不能轻易碰歪，接点可靠接触，无粘连现象，各防松卡等防松脱措施有效，同一层的继电器应保持在一个水平面上。主要包括：
1．观察继电器外罩完整、清洁、封闭良好，印封完整；
2．观察继电器与底座的插接良好，无歪斜，防松卡无松脱（或固定螺丝无松动）； 3．观察接点无熔接、氧化，接点闭合和断开时应无较大火花出现，接点引接线不影响接点动作，无脱落、无腐蚀；
4．观察衔铁动作灵活、无卡阻，接点在闭合和断开的过程中没有颤动、无接点粘连；
（三）现场继电器及配线线把等外部清扫检查内容 1．清扫外部尘土污物；
2．检查外罩，配线线把无灰尘等脏痕； 3．检查胶木底座；
4．更换继电器时检查封印是否完好。 （四）插入式继电器的插拔方法
1．拔出继电器时：应左右使力、摇摆继电器，直至拔出继电器； 2．插入继电器时：应上下使力、摇摆继电器，直至插入继电器；
七、继电器图形符号及使用
在继电电路中，涉及到继电器线圈和接点，它们的图形符号分别如表3-13所示，这些图形符号反映了继电器的某些特性，因此绘图时必须正确选用，以免混淆。表中的接点图形和符号有工程图用和原理图用两种。在继电器线圈符号上要注明其定位状态的箭头和线圈端子号。
（一）继电器接点的使用
对于一般继电器的前后接点，只需标出其接点组号，而不必详细表明动接点、前接点、后接点号。但从上表3-14的图例中可以看出，例如第一组接点，动接点为11，前接点为11－12，后接点为11－13。而对于有极继电器，因无法用箭头表示其状态，所以必须表明其接点号，如111－112表示定位接点，111－113表示反位接点，百位数1是为了区别于其他继电器而增加的。
（二）继电器线圈的使用
对于有两个线圈参数相同的继电器，其线圈有多种使用方法：可以两个线圈串联使用，连接2-3，使用1-4；也可以两个线圈并联使用， 1-3连接，2-4连接，使用1-2或3-4；也可以两个线圈分别使用或单线圈单独使用。
单线圈使用时，为了得到与两线圈串联使用同样的工作安匝，通过线圈的电流必须比串联时大一倍，所消耗的功率也大一倍。此时，电源的容量要大，且线圈容易发热。因此，继电器大多采用两线圈串联使用的方法。在电路需要时，也采用分线圈使用的方法。两线圈并联使用时，所需电压比串联时低一半，一般使用在较低电压（如12V）的电路中。继电器线圈使用的示例见图3-39。
无论使用哪一种方法，都要保证继电器的工作安匝和释放安匝，才能使继电器可靠工作。
无极线圈串联141缓放41有极41偏极4有极加强14X整流X1线圈并联321212121 2 434343434 图3-39(继电器线圈串、并联示意图) 表3-13继电器线圈的图形符号 序号 1 符号 名称 无极及继电器 说明 3 4 5 12两线圈分接 无极缓放继电器 单线圈缓放 无极加强继电器 有极继电器 有极加强继电器 两线圈分接 2 346 7 8 3' 偏极继电器 整流式继电器 时间继电器
表3-14 继电器接点的图形符号（通常1代表动接点、2代表前接点、3代表后接点） 序号 标准图形 1 2 3 1 符号 简化图形 1名称 前接点闭合 后接点断开 说明 1 11 1 1前接点断开 4 5 1 1后接点闭合 前接点闭合 后接点断开 前接点断开 后接点闭合 1 1前、后接点组 1 111112 1126 111 极性定位接点闭合 7 111112111112 极性定位接点断开 1138 9 10 111113 113111 113极性反位接点闭合 极性反位接点断开 定位接点闭合 反位接点断开 定位接点断开 反位接点闭合 111113111113 112113112113112 111
极性定、反位接点组 111111112
第六节 微机联锁
一、背景描述
一号线将对西朗车辆段进行改扩建，其中信号系统的改造主要包括对联锁系统、微机监测系统、轨道电路及电源屏的改造。其中对联锁系统的改造的方案之一就是将车辆段原有的6502电气集中联锁系统改造为使用计算机联锁的微机联锁系统。
二、系统构成
计算机联锁系统由联锁计算机、接口部分、防雷设备、UPS电源、监控工作站、联锁专用控制台、电务维护终端、打印机等组成，不设置应急后备盘。
联锁计算机在工作机出现故障时可自动转换到备用机，倒换过程不影响联锁系统的正常工作。
电务维护终端设备用以监督、记录系统工作的状态，当系统故障时可提供诊断结果。维护终端应配置远程诊断接口（Modem）和软件，可实现通过远程拨号方式对系统进行状态检测和故障诊断。系统应提供客户端监控诊断软件。
监控工作站采用双机热备方式，两台监控计算机之间切换可自动切换，也可人工切换。 联锁输出应采用板级动态驱动技术（输出为静态，不设外置动态驱动盒），输入采用动态采集技术。
应在电源、计算机、数据通讯线路、输入输出接口、机架结构及地线设置等方面采取电磁兼容和防雷设计，包括元器件的选用和印刷电路板的设计制作。
系统设备应具有防雷电能力。
三、计算机联锁系统的主要特点及主要设计原则 （一）计算机联锁系统的主要特点
1．最大限度地利用软、硬件资源，对直接危及行车安全的联锁逻辑处理和执表机提出更高的故障---安全要求，采用联锁软件冗余及其他容错技术，大大提高了系统的安全性和可靠性。
2．计算机联锁容量不受限制（通过增设执表机柜满足容量要求)。 3．采用分离式的控制台和大屏幕显示，操作简便、舒适，显示清晰。
4．大屏幕彩色监视器能显示6502电气集中所有的表示，还增加了时间、音响和汉字提示，如“始端„„x x x，终端„„x x x”、“按钮有误”、“有要点”、“道岔x x扳不动”等等，此外，还给出设备错误号，供维修人员诊断故障用。
5．采用双套互为备用（热备）的微机系统，系统有人工、自动切换两种方式，备用系统有脱机、联机、联机同步三种工作状念。
6．设备维修简便，微机设备均采用模块插接件结构，便于更换；在机房内可通过电务维修机的监视器监视现场设备和列车运行情况；设于机柜上的测试孔和指示灯，供维修人员分析和判断故障。在维修终端，电务维修人员通过鼠标操作，就能在屏幕上将前一段时间内的机器状态或作业情况以图像或记录方式显示出来，若需要还可以在打印机上打印输出。记录白动储存时间为一个月，若有必要也可手动储存，这将永久保留。系统提供的图像再现功能，可将进路办理和列车运行情况以图像方式再现，以便直观地查找故障和分析问题
(二) 主要设计原则
1、计算机联锁必须工作可靠并符合故障—安全原则。计算机联锁使用的设计安全的电路必须符合故障—安全原则。与安全有关的接口与通道必须按故障—安全原则进行设计。
2、计算机联锁使用电子元件构成故障—安全电路时，必须考虑到元件级、门级、集成芯片级故障，并按照故障—安全原则进行设计。
3、计算机联锁应采用硬件冗余结构，如双机热备、三取二或主备二取二的结构。联锁计算机必须采用高可靠性硬件和冗余结构。
4、计算机联锁个计算机模块之间的联系应采用冗余通道。计算机联锁的各种接口与通道应保证长期使用的高稳定性和高可靠性。
5、计算机联锁应具有对室内外联锁设备的监测功能。
6、计算机联锁必须在规定的联锁条件和规定的时序下对进路、信号和道岔实行控制。对于来自操作设备的错误操作，应具备有效的防护功能。
7、计算机联锁系统应预留与其他系统的接口。
8、计算机联锁必须考虑瞬时故障和间隙故障，并采取相应的可靠性和安全性措施予以防护。
9、计算机联锁的用电属于一级负荷，应有两路独立电源供电，并且有自动转换功能，以保证不间断供电。
10、计算机和电子设备的直流电源应具有不间断供电和有效去除脉冲及浪涌干扰的性能。
11、应在电源、计算机、数据通讯线路、输入输出接口、机架结构及地线设置等方面采取电磁兼容和防雷设计，包括元器件的选用和印刷电路板的设计制作。
12、信号设备接地电阻值应不大于10Ω；用于防护电子设备的安全保护地线的接地装置，其接地电阻值不应大于4Ω。对于重雷害地区，地线设置还应采取特殊措施。
四、系统图
以下为车辆段微机联锁系统的原理框图:
光笔显示盘`大屏幕显示器控制室IPC1 命令采集与屏幕显示IPC2 命令采集与屏幕显示LAN计算机1 联机运算与测控计算机1 联机运算与测控信号机械室输入适配电路输出适配电路输入适配电路继电器电路信号机转辄机轨道电路室外现场 图3-40 车辆段微机联锁系统的原理框图
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