0 引言

微机联锁信号设备是组织指挥列车运行，保障行车安全，提高运输效率，传递信息，改善行车人员工作条件的关键设施。

铁路信号基础设备包括信号继电器、信号机、电动转辙机等^[1]，是构成铁路信号系统的基础，它们的质量和可靠性直接影响系统性能的发挥，信号设备具有结合部位多、受外界影响大的特点，使得铁路其他专业、其他部门的问题最终都会反映在信号设备上。

微机联锁自2004年在萍乡萍钢安源钢铁有限公司安钢生产区投入使用，其间2次升级改造，软件部分基本正常，但硬件设施随着信号设备不断老化，信号电缆、转辙机、轨道电路等频繁发生故障，因此，作为维护人员，掌握铁路信号室外设备的维护知识显得尤为重要。

微机联锁在钢厂普遍被采用，电务人员对电路故障的处理，主要体现在两个方面^[2]：①思路简明。往往通过控制台现象和有效的处理手段，甚至不需看图纸和使用电表就能直接查出故障点。②操作简便。首先，通过判断室内或室外故障，缩小故障范围，减少用电表测量测试点；其次，电器元件在使用过程中会出现烧蚀、异味、电流波动等现象，可通过对电路中各个元件进行“望、闻、问”等手段，第一时间判断出故障点。

1 萍安钢铁铁路信号设备的概述

萍安钢铁使用的微机联锁系统分为室内及室外设备，由北京钢铁设计院自主研发的微机联锁软件及平台进行操控，室内运行CPU、电源模块在2017年进行过大修，目前室内部分基本正常。铁路微机联锁室外设备由信号机、信号电缆、转辙机、轨道电路、光纤控制系统等组成，受寿命、机械磨损、挤岔、水浸等因素影响，在使用过程中出现过很多问题。

1.1 萍安钢铁信号机的使用情况 1.1.1 站场色灯信号机构^[3]

萍安钢铁与白源接轨站使用三显高柱信号机构，在厂内站场采用蓝白二显矮柱信号机构，图 1为公司铁水站场安装的二显矮柱信号机构，安装在副司机瞭望侧。

1.1.2 色灯信号机构

信号机是指示行车、调车工作中对调车员、连接员、司机等行车人员在运行过程中的视觉信号机构。

1.2 萍安钢铁转辙机的使用情况 1.2.1 转辙机的选择

萍安钢铁因道岔号较小，普遍使用7^#和9^#，目前使用的转辙机为ZD6-D型直流内锁闭可挤型电动转辙机。其工作原理：ZD-型电动转辙机整体动作过程（38.6圈）解锁→转换→锁闭^[4]。图 2为公司铁水站场安装的ZD6-D型电动转辙机，由角钢支架固定。

1.2.2 转辙机的作用

转辙机的作用如下：

1）根据生产计划将道岔转换至定位或反位以达到车辆进入区间的目的；

2）转换道岔密贴并锁闭道岔给出相应的指示，防止外力再次转换道岔；

3）对道岔被挤或处于“四开”位置时，显示黄圈表示报警，人工通知电务处理后方可正常运行。

1.3 萍安钢铁复式道岔的使用情况

复式道岔^[5]是缩短车站咽喉长度、减少车刀用地、提高调车作业效率的良好设备，其长度略长于单开道岔。图 3为公司铁水站场进炼钢厂房以及4^#高炉处各安装的一副复式电动道岔，其中图 3(b)为铁水站场进炼钢厂房处复式道岔外加1组菱形交叉，以满足在复线及多线区间咽喉区缩短站场长度铺设要求。

1.4 萍安钢铁轨道电路的模式

1个区间的轨道电路由钢轨、钢轨引接线、钢轨绝缘、电源、限流设备、接收设备等组成^[6]。其中，钢轨线路是由钢轨和钢轨端部的引接线组成，钢轨绝缘是由绝缘鱼尾板及保持轨距的绝缘拉杆构成，电源用220 V交流电，限流设备是可变滑组器，接收设备用电磁式继电器。1个区间的轨道电路如图 4所示。

轨道电路是1个闭环电路，通过电路的短路原理来检查进路区间是否有车占用，反映区段或进路的锁闭^[7]和解锁状态，对车辆的运行情况及钢轨断裂起到了监督的作用。

1.5 萍安钢铁光纤控制系统

萍安钢铁微机联锁新投入时采用2个站场集中控制，2010年改为2个站场独立控制，在技术上采取独立工控机控制，光纤传输，改造后极易出现的问题是光电路由器遭遇雷击造成铁水站场信号中断。

1.5.1 光电路由器工作原理

企业内部局域网的传输介质一般为铜线，产品一般应用在以太网电缆无法覆盖、必须使用光纤来延长传输距离的实际网络环境，为了把电脑、电话、传真等产生的电信号转换成光信号在光纤里传播，必须采用光电转换器进行信号转换。

1.5.2 光电路由器的检查步骤

1）检查光电转换器上指示灯，如果无任何灯亮，则是光电转换器内部电源损坏，需更换电源；

2）听光电转换器工作声音，如果听到“嘀哒”声音连续不断，则内部继电器损坏，需更换总成；

3）检查网线闪烁频率是否与AC指示灯闪烁频率一样，如不一样，则可能是网线损坏，需要更换网线。

1.5.3 注意事项

光纤线不能接反，一旦接反，光电转换器上指示灯只有电源灯亮，无法进行信号转换，电脑无法连接到网络。

2 铁路信号室外设备的故障分析 2.1 轨道电路常见问题与分析 2.1.1 常见问题

1）轨道电压调整二次侧是固定的1/20的变压器，一次侧变压器可以根据铭牌更换端子来改变电压，一送多受的受电端电压差要控制在1 V左右，可通过受电端限流电阻来解决。

2）轨道电路要注意工务、电务联合检查，重点检查钢轨与钢轨连接处的绝缘情况，夏季因热胀会导致轨缩缝缩小将工字绝缘垫挤死，冬季因冷缩会导致钢轨头部形状^[8]变形将绝缘套挤烂，最好在春秋两季电务与工务联合对钢轨绝缘夹板做分解检查，除了对鱼尾板和绝缘拉杆进行绝缘检查，还要对钢丝绳和接续线断股进行检查。另外，重点检查未设接收端、有电流检查的连接铜线，避免因跳线或接续线断开造成区段“压不死”而带来行车隐患。

2.1.2 简单故障分析

轨道电路故障主要有“绿光带”和“红光带”。“绿光带”主要是因不解锁而造成，一般是因轨面生锈造成分路不良或进路不完整，“红光带”一般是短路或断路。短路时在送电端限流电阻上测试电压比平时要高，断路时在送电端电阻上测试电压比平时要低。因现场环境恶劣及部分区段道岔结构复杂，有时很难找到故障点，这时可采用轨道电路故障测试仪或万用表在轨面上推动，当万用表电流档有电流感应时，说明正常；当整个钢轨轨道电路在某个点万用表电流档测量没有电流感应，可以判断故障点在此；当发生短路时要重点怀疑轨距拉杆（尤其是使用夹板式拉杆，其内部绝缘套经过长期磨损极易短路）；当发生断路时重点怀疑接续线和钢丝绳腐蚀虚接（此类故障多发生铁水作业区）。图 5为工务配合电务处理鱼尾板导接线接触不良照片。

2.1.3 案例说明

1）故障现象：有车占用无光带故障。2018年6月25日铁水站场铁2道铁水车经过不显“绿光带”故障和2018年6月30日普调站场10^#道岔区段（一送多受）机车压过不显“红光带”故障。

2）故障分析。此类故障极为危险，联锁的铁路可靠性和安全性运行^[9]得不到保障，发生故障后，应第一时间停止该区段作业，原因是轨面电压过高，2次故障测量都有1.7 V或是轨面因长期未用而生锈，轨道继电器有残磁吸合不释放，因此，造成车辆“压不死”。

3）处理措施。①通过分析已确认是室外故障，轨道电路故障一般经过电表测量，根据测量数据判断故障原因，在测量过程中正确掌握万用表测量轨面电压、电流方法，经测量，“绿光带”故障轨面电压明显高于“一送一受”电压值0.8~1.6 V，而“红光带”故障轨面电压也明显高于“一送多受”电压值0.8~1.2 V，两者都会导致轨道继电器有残磁吸合不释放；②“绿光带”故障轨面电压通过送电端变压器选择正确额定电压值，“红光带”故障则先清除轨面锈痕，再调整送电端变压器到额定电压值；③如果经过送电端变压器的端子调节电压范围还不能消除故障，可通过滑动变阻微调轨面电压来消除。

2.2 转辙机故障与分析 2.2.1 转辙机故障

转辙机故障分析见表 1。

2.2.2 案例说明

1）电机故障

故障现象：2016年6月27日安钢生产区铁水线17^#，19^#双动道岔定操正常，反操无作用。

故障分析：该故障与电机长期泡水有关在前一天晚班就已经间歇性的出现几次，通过检查外围线路以及室内继电器的吸合，初步判断为道岔内部故障，甩除19^#道岔，17^#道岔故障依旧存在，分析直流电机正反转，是通过同一电机内只有通过不同绕法的定子线圈实现，更换电机故障消除。

处理措施：①先观察室内继电器吸合情况，如果室内定、反位表示及吸合情况检查正常，则可以判断为室外故障；②用电表对外围电路进行测量，对转辙机定操、反操、公共线进行通断与接地检查，如果检查正常应该怀疑转辙机电机故障；③可通过拆除定操、反操、公共线等控制线外挂一新道岔直流电机进行试验，如果电机定、反操转动正常，可更换道岔直流电机排除故障。

2）线路故障

故障现象：2017年8月3日晚间铁水线1^#道岔定操正常，反操无作用。

故障分析：在2016年6月之前出现过类似故障，维修人员按同样方法处理，在更换电机后故障仍存在，说明维修人员对计算机联锁系统的原理^[10]不熟悉，对故障的维护存在凭经验判断的情况。通过分析，是该道岔反操线路故障。

处理措施：①先观察室内继电器吸合情况，如果室内定、反位表示及吸合情况检查正常，则可以判断为室外故障；②用电表与摇表对外围电路进行测量，对转辙机定位、反位、公共线进行通断与接地检查，结果发现道岔反操线路接地，通过更换反操线路排除故障。

2.3 光纤控制系统问题及其分析

光电路由器在经过雷击后会出现电源模块烧坏、内部继电器不断出现“嘀哒”响声、电源指示灯指示无或有微弱电源灯、模块指示灯无等故障，无法将电信号转换成光信号。

故障现象：2018年5月11日雷击后铁水站场联锁系统全面瘫痪，显示器右上角显示“线路出错”。

故障分析：因为之前也出现过几次同类故障，原因在于单模双纤光纤收发器模块以及光纤线出现故障，故维修人员粗心大意未能发现，只盲目查找光纤故障，而通过故障诊断中的信号处理^[11]发现，最终原因是机房内在用单模双纤光纤收发器电源模块被雷击坏造成。

处理措施：①仔细观察故障“线路出错”现象，先理清发生此故障的设备及线路走向，对光纤收发器进行观察，如果光纤收发器的工作灯不正常则更换，要根据信号灯显的异常判断是电源部分还是模块部分出了问题，此次故障明显的现象就是光纤收发器电源信号指示灯指示无或有微弱电源灯；②修复光纤收发器电源模块，恢复光纤收发器电源供电，“线路出错”故障随即排除。

3 结论

1）掌握萍安钢铁微机联锁系统信号机、信号电缆、转辙机、轨道电路、光纤控制系统的结构和工作原理更便于判断故障。

2）只有克服微机联锁设备维修的“三大忌”：粗心大意是处理联锁故障处理的“一忌”，室内、室外故障判断不清是联锁故障处理的“二忌”，类似故障凭经验判断是联锁故障处理的“三忌”，才能缩短处理时间，更为准确的判断出故障。

3）通过对日常联锁设备故障的分析、总结及学习，自2019年以来萍安钢铁公司基本避免了晚间联锁信号故障的发生，减少了日常故障的发生，为厂内铁路可靠性和安全性运行奠定了坚实的基础。