浅议LED色灯信号机的常见故障与整改措施

王瑞莲

(中国铝业山西分公司,山西运城 043304)

浅议LED色灯信号机的常见故障与整改措施

王瑞莲

(中国铝业山西分公司,山西运城 043304)

LED色灯信号机较透镜式色灯信号机具有可靠性高、寿命长、节省能源等优点,但是色灯信号机能否正常显示关系到铁路运输作业的安全与运输效率,本文结合实际工作经验对LED信号机的常见故障现象进行了分析,提出了具体的整改措施。

LED信号机 组成 原理 故障 整改措施

信号机是表达固定信号显示所用的机具，用来防护站内进路，防护区间，防护危险地点，具有严格的防护意义。多年来，我国铁路一直采用以白炽灯泡为光源的透镜式色灯信号机，其主要缺点是可靠性差、寿命短、易断丝、功效低。为了提高信号显示的可靠性和延长灯泡的使用寿命，提出了采用LED技术研制开发的LED铁路信号机。LED色灯信号机具有节能、可视性好、免调整、长寿命等特点，除了有效解决灯丝断丝问题以外，还由于该产品的防水、防尘性能好，日常的巡检工作只需对机构的外观予以检查，防止底座螺栓松动而偏离显示方向，保持防尘镜面的清洁以获得最佳显示效果，这就大大降低了信号工的维修工作量。

1 LED色灯信号机的组成

本次运输部改造使用的LED色灯信号机采用轻便、耐腐蚀的铝合金机构，组合灵活、安装简单。显示距离超过1.5km，且清晰可辨、安全可靠。其主体信号显示距离不小于400米，辅助信号显示距离不小于200米。显示颜色包括红、黄、绿、白、兰五种颜色，与透镜式色灯信号机颜色一致，满足铁道部灯光信号颜色标准要求。LED信号机点灯系统分为室内和室外两部分。室内由信号继电器、信号变压器和检测单元组成；室外由铝合金组合式信号机构和点灯单元组成。LED色灯信号机构分为高柱机构和矮型机构。

(1)高柱机构。高柱信号机构由机柱、背板总成、箱体总成、遮檐、悬挂装置和梯子六部分组成。背板总成用来安装箱体总成，其二者均分为二灯位和三灯位两种。两种机构除高度不同外，其余均相同。遮槽用螺钉装在机构箱体上的玻璃卡圈上。悬挂装置将背板总成固定在信号机水泥机柱上。悬挂装置采用现有的上部托架、下部托架等设备，并经特殊的喷涂表面处理，以增强其抗锈蚀能力。

(2)矮型机构。矮型机构分为二灯位矮型机构和三灯位矮型机构两种，由螺栓直接固定在信号机基础上，没有托架和梯子，其安装方法与透镜式信号机构相同。

2 LED信号机工作原理

根据行车调度计划，值班员在人-机接口界面层输入作业指令，经过计算机逻辑运算层进行运算处理，输出运算结果到联锁执行层，输出安全的控制信号，驱动联锁进路内的信号机相应的控制继电器，信号控制继电器励磁后构成需要的信号点灯电路条件，说明进路建立，信号开放。列车根据信号机显示意义运行。

2.1 结构原理

LED信号机光源是由多个发光二极管组成一个串并联结构的发光矩阵，排列成圆盘形状，在LED发光二极管前设一蜂房状透镜板。将透镜板上的小透镜一一对应的安放在LED发光二极管前面的光轴上，使所有LED发光二极管的散射光都聚焦成为方向一致的平行光束。

2.2 电路原理

LED光源小型信号机构的供电电源是信号机械室电源屏所供的AC110V交流电源，经信号变压器转变为LED发光二极管所需的直流电源。因此，电路的基本形式是变压器降压和整流电路。点灯变压器是一种新型的R型变压器，变压器额定输出功率40VA，空载电流小于5mA。光源实际消耗功率小于8W，保证电路有较高的安全可靠性。LED发光二极管电路为串、并联相结合设计，将7个LED发光二极管与限流电阻串在一起，再将8组上述LED发光二极管组并联组成光源。根据LED发光二极管的光电特性和考虑JZXC-H18灯丝继电器的工作值，将每组LED发光二极管的管电流控制在20mA左右。再通过CAN总线连接到监测控制系统上，监督信号显示系统的工作状态，预警异常情况，有助于准确判断故障点，便于及时处理故障。

3 LED信号机常见故障及整改措施

3.1 整个LED光源不能点亮

整改措施：(1)用万用表测量点灯变压器输入电压和输出电压，如若变压器有输入电压而无输出电压时，只需更换变压器。(2)倘若点灯变压器输入、输出电压正常，则需要更换光源。(3)光源若还不能点亮时，检查光源上的电源输入线是否接触良好，将光源的电源输入线取下重新接到输入端子上。

3.2 光源上有整束LED发光管不能点亮

整改措施：(1)首先，检查光源板与电阻板的每束连接线的接触情况，如若接触不良，将电阻板端子上的每束连接线取下再重新接到端子上。(2)如果一束LED中有一个或几个LED损坏，则需要更换光源。

3.3 信号机正常工作未发出报警信号

整改措施：(1)首先，检查信号机内部是否有漏水或雨水浸泡现象，防止因漏水或雨水浸泡导致信号机元件损坏；打开信号机构检查后，关闭灯箱盖时要注意信号机构内的电缆、导线不能与光源上的电阻接触，防止因电阻发热造成电缆、导线损坏。(2)检查灯箱盖上的密封圈是否损坏，箱盖锁紧螺母是否拧紧，前置镜的固定螺丝是否松动。当发现螺母旋转不灵活时，紧固前置镜上的固定螺丝，更换箱盖密封圈，重新拧紧箱盖锁紧螺母，避免灯箱盖未锁紧造成漏水。

3.4 信号机工作电流偏高或过高

整改措施：(1)检查变压器输入端子上的压敏电阻是否被击穿，如若击穿就及时更换压敏电阻或整个变压器组件。(2)检查光源上的TVS(瞬态电压抑制二极管)击穿是否造成变压器二次侧短路，如若发生及时更换TVS或整个光源。

3.5 信号机工作电流偏低

整改措施：(1)检查信号机光源的LED发光管是否有损坏，如若损坏就更换光源。(2)测量信号机的端电压是否偏低，调整变压器二次侧输出端子。

4 结语

铁路色灯信号机是铁路信号系统的重要基础设备，而光系统是信号机的关键部件，其灯光信号显示质量直接影响铁路运输的安全和效率。因此，我们在使用过程中应保证电气端子的连接良好，机构上的螺栓紧固和供电电压正常，从而保证其应有的使用寿命。切忌使用化学试剂清洗内置球形镜片，以免损坏其光洁度而影响显示效果。除此之外，我们还必须进一步认真学习，更好地维护检修好LED色灯信号机，确保作为火车“眼睛”的信号设备能安全稳定运行。

[1]徐洪泽,岳强.《车站信号原理及应用》[M].北京：中国铁道出版社,2006.

[2]《铁路信号维护规则》.北京：中国铁道出版社,2008.