电气集中部分工程设计

6502电气集中部分工程设计 摘 要这份论文是结合我段实际工作，选取管辖范围内的一个小站，进行可行、实际的工程设计，做成一个可应用的设计论文。文中对信号平面布置图、联锁表、控制台盘面图、组合联接图及控制台背面配线图设计、组合排列图、双线轨道电路图、电缆径路图及电缆配线图设计和工程数量统计做了阐述，对这些常用的设计进行了简单的介绍。力图结合实际，本着经济、高效的原则，做一下构思。本文前半部分是6502的常规设计，具有通用特性，后半部分是有探讨性的设计，还需要验证。关键词：工程 设计 电路图目 录摘 要I引 言11车站信号平面布置图的编制31.1车站信号平面布置图的绘制31.2信号机、道岔和线路的编号42 联锁表的编制43控制台54 组合联系图 组合排列表65 双线轨道电路图设计75.1轨道电路的极性交叉76 电缆径路图及电缆配线表设计86.1信号电缆网络86.2电缆箱盒的设计8结 论10致 谢11参 考 文 献12引 言目前，我国铁路车站信号自动控制系统普遍采用的是6502电气集中系统，该系统不仅高效、经济、可靠，更重要的是符合故障-安全原则。本次设计从6502电气集中的几大部分入手，对一个双向四股道车站的信号自动控制系统进行设计。其中包括对信号平面布置图、控制台盘面图及控制台背面配线图、双线轨道电路图、电缆径路图及电缆配线图、组合联系图、组合排列表、联锁表等的设计。随着铁路运输的发展需要和科学技术的进步，保证行车安全的措施逐步从管理措施向技术措施过渡，直至发展成今天的自动控制系统。6502电气集中联锁设备作为实现控制车站范围内的道岔、进路和信号机，并实现它们之间的联锁，有着保证行车安全、缩短列车停站时间、提高铁路运输效率、改善行车人员的作业条件、提高车站通过能力等等优点，是一种高效、安全、经济的车站联锁设备。鉴于目前，我国80%左右的车站信号自动控制系统仍然采用的是6502电气集中控制系统，并且该系统以它的安全、可靠在铁路车站信号自动控制系统中，还将继续使用。即使今后推广微机联锁控制技术也仍将会持续发展电气集中。所以，熟悉和掌握6502电气集中控制系统的设计对我们这些即将从事车站信号工作的人员来说是必不可少的。 国内外发展概况世界上第一个电气集中于1929年在美国出现。20世纪40年代各国开始使用，50年代*趋成熟并大量推广，60年代改进并完善，70年代进一步得到发展。电气集中电路，各国都趋于按进路构成，以按钮方式最为普遍。为便于设计和施工，多采用组合式电路。70年代以来，随着控制范围的扩大，控制方式有所改进，逐步发展为控制和表示分开的方式，有些国家采用按键控制、屏幕显示。增加了控制距离，还采用了进路预办和自动排列进路的方式，增加了车次表示、动作记忆、故障报警、快速检测及定位等功能。此外，还以电气集中为基础发展车站作业综合自动化、枢纽或卫星站的行车集中控制系统、程序式列车运行控制装置、车站调车区排列进路的机车遥控系统、平面调车区的无线调车进路控制等新型车站联锁设备。从70年代末开始，不少国家先后研制成功计算机联锁。它用程序来完成全部联锁关系，采用软件冗余或硬件冗余方式，能满足故障-安全要求。它发挥了计算机快速、容量大的特点，简化了设备，在安全性、可靠性、经济性和多功能性方面远比继电器集中优越，而且设计、施工、维修也大为方便，是车站联锁设备的发展方向。1942年，我国在济南站首次安装了手柄式进路继电集中。1951年，衡阳站安装了按钮式大站电气集中。经过长期的实践，认为6502电气集中是最为成熟的定型电路，为方便使用和维修管理，逐步放弃了其他各种电路而不管大、中、小站都只发展6502电气集中。我国从1983年开始计算机联锁的研制工作，先在企业专用铁路上开通使用，取得经验后逐步在国家铁路上扩大试用。目前已有数百个站投入使用。计算机联锁取得的突破性进展，标志着我国铁路信号技术正向世界先进水平迈进。本文的结构安排本文从如何设计车站信号平面布置图、联锁表以及组合排列图入手，包括控制台盘面图、控制台背面配线图；双线轨道电路图；电缆径路图、电缆配线图设计以及工程数量的统计；分别就详细的阐述如何对6502电气集中控制系统对一个双向四股道的车站信号自动控制系统进行设计。1车站信号平面布置图的编制因为车站信号平面布置图所包含的内容将是6502电气集中所有后续技术图纸的设计依据，而且车站信号平面布置图设计的是否合理，关系到车站通过能力、铁路运输效率等等方面，甚至会影响行车作业安全。所以，车站信号平面布置图设计的优劣直接影响6502电气集中整个设计的质量。而联锁表是设计电路的依据，如果联锁表本身编制的不合理，将影响电路图的正确性。因此，熟练地掌握绘制车站信号平面布置图和编制联锁表的方法，是整个车站信号自动控制系统设计的一大关键。下面就以一个双向四股道的车站为背景，分别就如何绘制该车站信号平面布置图和编制联锁表作个详细的介绍。1.1车站信号平面布置图的绘制. 信号机的布置根据规定，绘制信号平面布置图时应将下行咽喉画在图面的左侧，车站线路应以箭头表示其接车方向。一般是先布置列车信号机，后布置调车信号机。而对于一个装有电气集中设备的车站，列车和调车作业都是通过信号机的显示进行的，因而车站线路设备能否被充分利用，很大程度上决定于信号机的布置。所以，合理的布置信号机（特别是调车信号机）是设计中的一项很重要的工作。 (1)列车信号机的布置为了保证列车运行的安全，对由区间线路驶向车站内方的接车进路进行防护，在每个方向的进站口道岔外方，列车运行前进方向线路的左侧，均应设置进站信号机。例如图1-1中X进站信号机。为了禁止或准许列车由车站开往区间，车站内有发车作业的到发线股道上，均应装设出站信号机。例如图1-1中S3、SI等出站信号机。 (2) 调车信号机的布置调车信号机的布置一般比较灵活，原则上是最大限度的满足调车作业的需要，提高工作效率，尽量缩短机车车辆的走行距离和极大限度的进行平行作业。调车信号机是根据调车作业的具体情况进行布置的。下面结合调车信号机在调车作业中的作用，说明如何布置调车信号机。在咽喉区，道岔岔尖前应设置调车信号机，以便满足调车折返作业的需要。例如图1-1中D3、D5和D7等。为了提高调车作业的效率，应设起阻挡作用的调车信号机。例如图1-1中的D1。当D5信号机关闭时，就可以保证利用开放的D7信号机进行II、4股道间的转线作业时不影响排列X或D1至3G或IG的进路。实际上，一架调车信号机并非仅起一种作用，设于咽喉区的调车信号机对于某一调车作业来说可能是作为折返信号机使用；对另一调车作业来说，就可能作为阻挡信号机使用。 1.2信号机、道岔和线路的编号(1) 信号机的编号站内各种信号机名称是以汉语拼音字母表示的。结合图1-1说明信号机的编号方法。进站信号机按运行方向上行用字母“S”，下行用字母“X”表示，如果同一咽喉有数个方向进站信号机并排时，在字母“S”或“X”的右下角标以信号机所属区间线路名称汉语的第一个字母。出站信号机上行用字母“S”，下行用字母“X”表示，并在字母S或X的右下角注明该信号机所属的股道的号码。如S3和X4 就分别表示上行3股道出站信号机和下行4股道出站信号机调车信号机用“D”表示，并在右下角注以数字，上、下行咽喉区分别编为双号和单号，并由上、下行列车到达方向顺序编号。(2) 道岔的编号按规定上行咽喉编为双号，下行咽喉编为单号，自进站口向站中心顺序编号。位于同一坐标的道岔先编靠近信号楼的道岔。对于同一端有两个及两个以上方向时，应该先编主要方向的道岔号码。站内的每一道岔均应该进行编号。对于双动道岔应编成连续的单数或双数。如图1-1中5/7。 (3) 线路的编号车站内每一条线路应该有规定的号码，同一车站内不得有相同的号码。根据规定，将与复线区段相连的正线股道，上行编为双号，下行编为单号，并用罗马字母表示。如IG和IIG。其余站线股道编为3G和4G。进站信号机内方应设置调车信号机而形成的线路区段，根据衔接股道的编号再加A或B表示，下行咽喉加A，上行咽喉加B。如IAG。2 联锁表的编制 联锁表的编制联锁表是反映整个车站内的道岔、进路和信号机之间联锁关系的表格。车站信号平面布置图是编制联锁表的依据。表2-1就是根据已绘制出来的车站信号平面布置图编制的双向四股道站场的联锁表。在编制联锁表时，是以进路为主体，从列车进路（分接车和发车）到调车进路逐条依次顺序编号的。然后将排列进路时需要按下的按钮、防护该进路的信号机名称和显示、进路所要求的有关道岔的位置、进路应包括的轨道区段以及所排进路相敌对的信号等逐项一一填写。 由于此站场咽喉区道岔较少，在任一始端和终端之间只有一条基本进路，不存在变更进路， 故不需要选择基本进路。这样就大大简化了联锁表，编制联锁表时的难度也得到了相应的降低。下面就联锁表中各栏的如何填写介绍如下。 (1) 联锁表中“方向”栏的填写。“方向”栏分列车进路和调车进路。对列车进路又分列车接车和列车发车而对调车进路只需填相对应的调车进路始端信号机的名称就行。 (2) 联锁表中“进路”栏的填写。对列车进路此栏只需填写进路终端所属的轨道名称就行，对调车进路，添对应的终端信号机的名称。 (3) 联锁表中“排列进路按下按钮”栏的填写。这一栏则只需要分别填写排列进路所按下的始终端按钮，如排列X至3股道，只要分别填XLA、S3LA就可。 (4) 联锁表中信号机的名称以及显示栏。“名称”栏，填写的是进路始端信号机的名称。“显示”栏，分列车接车、列车发车和调车。列车接车填显示黄灯的符号（U、U）、列车发车填显示绿灯的符号（L、L）而调车则统一填显示白灯的符号（B）。 (5) 联锁表中“道岔”栏的填写。对于进路内的道岔，用道岔号码外加小括号“（）”表示进路要求该道岔处于反位位置。不加括号则表示要求该道岔处于定位位置。当排列进路时，若通过交叉渡线中的一组双动道岔的反位，应将另一渡线上的双动道岔带动至定位并锁闭。例如，由S向3股道接车时，10/12道岔被锁于反位，根据上述原则，16/18道岔应锁于定位。在联锁表中，16/18道岔用防护道岔的形式“16/18”表示。由后面设计的电路可知，交叉渡线中的双动道岔在电路中采用了换位的处理方式，只要其中一组双动道岔为反位，另一组道岔则自动转至定位。(6) 联锁表中“敌对信号”栏的填写。凡是位于敌对进路的信号，不能同时开放。为此把敌对信号机名称填写在敌对信号栏中。填写的时候还应该注意区分无条件敌对和有条件敌对。只要进路一旦建立，某一信号机就不允许开放，这就是无条件敌对，例如D3 至D7信号机的进路一旦建立，SII、S4就不允许开放，这就是所谓的有敌对条件。只要有关道岔处于一定的位置才能构成敌对关系，否则就不构成敌对关系，例如当D10至4股道的调车进路时，是否允许X1开放，取决于2/4道岔的位置，当2/4道岔反位时就不能开放，定位时就可以开放，记为“（2/4）X”，“”表示的是条件闭锁，“（2/4）”则是条件的具体内容。 (7) 联锁表中“道岔区段”栏的填写。“道岔区段”栏为列车驶过所排进路时经过的所有道岔区段。依然举排列X至3股道为例，列车将先后经过IAG、7DG、9DG和3G道岔区段，依次把这些道岔区段填入此栏就行。3控制台控制台是车站信号设备的控制中心。它即能集中控制全站的信号设备，又能集中监督全站的信号设备状态，这样便于本站值班员集中指挥列车和调车作业。本站控制台采用TD51 型按40X15设计。 在控制台的模拟站场图上，对应每条进路始端设有信号机的地方都各设一个进路按钮；进路终端即使没有设置信号机，也应设一个进路终端按钮。对应每架出站兼调车信号机（包括股道头部信号机）处应设两个进路按钮，已区别列车和调车的进路性质。为了防止在办理进路时错误的按压按钮，列车进路按钮和调车进路按钮要用不同的颜色和位置加以区别，列车进路按钮采用绿色、装设在线路上，调车进路按钮采用白色、装设在线路旁。若在同一地点，即使列车进路的终端，又是调车进路的终端，应设一个列车进路终端按钮和一个调车终端按钮。因为该站上下行正线列车进路大多数是通过信号，上下行分别设有一个非自复式自动通过按钮ZDTA且设有自动通过绿灯复示器；盘面设有现行的电码化报警灯和区间报警灯；为将来的移频自动闭塞预留了区间电源屏报警灯、区间移频报警灯。因为本站道岔组数较少故全站道岔电流表共用一块；道岔单操按钮（每一组）分设两个-一是扳动按钮采用自复式的，另一个是锁闭按钮采用非自复的、带有铅封盖、红灯复示器型（55单元块）。道岔区段比较少，不再设人工解锁盘，因此轨道事故按钮和计数器分别设在控制台盘面相应侧。整个面板分K1、K2两段，K1是北京侧118块，K2是徐州侧19 40块。4 组合联系图 组合排列表6502电气集中电路为组合式电路，其电路是由各种不同的组合拼接而成的。6502电气集中共有12种定型组合，除方向组合和电源组合外，其余10种定型组合电路都可被选来用拼接成各种不同的电路，这些用不同组合拼接起来的电路组成了整个站场网路。由于6502电气集中的组合是以其对应的道岔、信号机和轨道电路区段作为基本单元设计的。因此，6502电气集中有三种基本组合。分别为，道岔组合、信号组合和区段组合。道岔组合有以下三种类型：DD组合，单动道岔组合，用于单动道岔。SDZ组合，双动道岔主组合，用于一组双动道岔。SDF组合，双动道岔辅助组合，一组双动道岔占用半个SDF组合。信号组合分列车信号组合和调车信号组合两大类。列车信号组合有四种类型：LXZ组合，列车信号主组合，用于进站、出站信号机和接车近路、发车进路信号机。1LXF组合，一方向列车信号辅助组合，用于仅有一个发车方向的出站信号机，以及单线区段的进站信号机。YX组合，引导信号组合，用于带引导信号的进站信号机及接车进路信号机。调车信号组合有两种类型：DX组合，调车信号组合，用于并置等调车信号机。DXF组合，调车信号辅助组合。不论是道岔区段还是无岔区段，区段组合均只有一种组合，即：Q组合，区段组合，用于有道岔的轨道区段以及列车进路内的无岔区段。根据已确定下来的车站信号平面布置图，选用不同的组合，绘制了双向四股道车站的组合排列图。下面就如何选用组合绘制组合排列图作个简单的介绍。 (1) 进站信号机选用的组合和接车进路信号机应选用的组合在复线单向运行区段，当进站信号机内方有无岔区段并设有同方向调车信号机时，选用1LXF、YX、LXZ和零散组合。调车信号机不另设DX组合。如X-D1。接车进路信号机选用组合的情况与进站信号机相同。 (2) 出站兼调车信号机和发车进路兼调车信号机选用的组合对于只有一个发车方向时，出站兼调车信号机选用LXZ和1LXF两个组合。如S3出站兼调车信号机。发车进路兼调车信号机和出站兼调车信号机选用组合是一样的。 (3) 调车信号机选用的组合每架并置或差置的调车信号机选用一个DX组合。如D6、D8、D12和D14。 (4) 道岔选用的组合单动道岔选用一个DD组合，对于双动道岔除了选用一个SDZ组合外还应该选用半个SDF组合。 (5) 道岔区段选用的组合每一个道岔区段和列车进路上的咽喉无岔区段一般来说都应该选用一个Q组合。Q组合必须放在利用该区段排列任何进路都必须经过的地方。对于交叉渡线，采用的是组合换位的处理方式。理由是，交叉渡线道岔组合换位后，使得交叉渡线范围内的每个道岔区段只需在关键部分设置一个区段组合。5 双线轨道电路图设计5.1轨道电路的极性交叉当钢轨绝缘破损时，为使受电端继电器不受邻线轨道电路的影响而误动，所以采用极性交叉。检查站内轨道电路极性交叉的，可以利用封闭回路法。其方法是以单线条绘出站内轨道平面图，在图上要标出划分轨道区段的钢轨位置，还要标出道岔轨道绝缘位置。5.2双线轨道电路图设计1可利用的两条规律（1）. 一个封闭回路,如果回路中绝缘节数目为偶数,就能实现极性交叉,奇数就不能.(2).一条由两端断开的线,其两端的极性如已确定不能改变,如两端的极性相同,则其中的绝缘节数目为偶数时,则能实现极性交叉,奇数则不能.如两端的极性相反,奇数能,偶数则不能.另外,道岔区的钢轨绝缘安装在直股上或弯股上可以改变轨条的极性,两个分支共同部分的钢轨极性不变,采用直股切割与采用弯股切割两分支的极性则完全相反.这就是说，用改变切割法可以改变钢轨极性以满足极性交叉的要求。2 轨道电路送、受电端的布置轨道电路送、受电端的布置主要考虑以下几点：（1）、节约电缆相邻两轨道电路的送电或受电端尽量在一个箱盒内，这样引入箱盒内的电缆根数相对减少。（2）、便于施工和维修双送或双受的变压器箱内引入电缆少，配线规律，所以便于施工和维修。（3）、在站内采用正线电码化轨道电路时，为了节约电缆，采用受电端发码，此时，应顺列车运行方向的远端设受电端。（4）、咽喉区道岔区段轨道电路送电端，一般设在岔前部位。有时，对于相邻两个