南京地铁一号线信号机点灯电路双熔丝改造

摘要:本文描述了南京地铁一号线正线信号机点灯电路双熔丝改造过程，增加点灯电路双熔丝自动装换装置，通过冗余方式的途径，提高了信号设备的可靠性。主要从设备原理介绍、故障描述及故障影响、原因分析、改造措施、工作原理、成本核算等6个方面进行了描述。

关键词:信号系统;信号机点灯电路;双熔丝自动转换装置

Abstract: This paper describes the Nanjing Metro Line main line signal lighting circuit dual fuse transformation process, increase the lighting circuit dual fuse automatically installed for the device by way of redundancy to improve the signal device reliability. Mainly from the equipment principle, a description of the problem and affected by the failure, cause analysis, corrective measure, the working principle, costing six aspects are described.Keywords: Signal system; the signal lighting circuit; dual fuse automatic conversion device

中图分类号：U231+.91文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

1设备原理介绍

南京地铁一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）共同组成。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，室内的220V电源通过信号机熔丝（250毫安）送到DESIMO后，传到信号机内的点灯单元驱动灯位转换，并点亮室外信号机灯泡。如下图所示

2故障描述及故障影响

一号线全线有信号机65架，共有165个点灯灯位，目前在线使用了330个信号机的点灯熔丝。由于该类型的电灯电路的熔丝只是在送电回路的正负极中串入保险，当电路中出现电流瞬间变化，超出熔丝容量时，电路中某一个熔丝就会正常熔断，停止给室外电灯单元的电源输出，造成室外信号机灯泡灭灯，促使后续列车在该架信号机前方的列车立即停车，列车只能以低速、目测驾驶方式闯信号通过，扰乱了正常的运营秩序，降低了地铁运营安全。

据统计，南京地铁一号线自2005年开通运营以来，到2011年截止，因为信号机点灯熔丝断丝造成信号机灭灯故障每年不少于十次，尤其是随着设备使用年限的增加，该故障呈逐年上升之势。

3原因分析

通过示波器比较测试波形，我们发现信号机点灯电路中使用的多功能点灯单元装置，在上电瞬间向电网产生的浪涌现象和正常工作期间对交流电源产生的谐波信号比较，对波形产生的畸变进行研究与测试，产生的畸形波形的最大峰值是正常值得11倍左右，这是造成熔丝断丝的根本原因。

4改造措施

优化信号机点灯电路中的熔丝电路结构，在目前电路使用的熔丝两端并联一个付熔丝，并且串入一个双熔丝自动转换装置。在电路工作时，当主熔丝断丝时，通过双熔丝装换装置快速将副熔丝接入到电路中去，保证信号点灯电路的不间断工作，同时双熔丝转换装置会给出点灯报警，提醒信号维修人员进行熔丝更换。该双熔丝装换装置由通号中心和南铁院信号技术研究所共同研究开发。

该装置目前已经在小行站X0407信号机上的进行了一个多月的实验。从实验的结果满足解决问题的需要。

5工作原理

5.1双熔丝自动装换装置的工作原理图

5.2双熔丝自动装换装置使用元器件：

电阻100K0.5W250V2个

发光氖泡（LED）2个

继电器（磁保持）1个

5.3双熔丝自动装换装置工作原理说明：

主熔丝正常工作时，利用主熔丝短路副熔丝与继电器线圈组成的串联电路，使继电器线圈无电，继电器落下状态；

主熔丝断丝时，继电器线圈得电，励磁吸起，同时副熔丝短路了电阻R1和副熔丝氖泡，该氖泡灭灯，继电器励磁后，接点11与12接通，该组接点短路了继电器线圈，副熔丝仍然通电。继电器吸起后，利用其21与22接点接通主熔丝氖泡电源，使其点亮，显示主熔丝断丝报警；由于继电器是磁保持继电器，在继电器得电励磁吸起后，通过副熔丝和其11\12接点短路了继电器线圈，使继电器不会在信号机点灯电路中产生分压，但其依然会保持在励磁吸起状态。

6改造成本核算

具体成本如下：

电阻100K0.5W250V2个 0.3*2= 0.6元

发光氖泡（LED）2个0.4*2=0.8

继电器（磁保持）1个85.5元

电路板裸板（军工级）3块3元

设备外壳1个15元

电路板第一次制版费 150元

以上是装置的元器件单价，由于每个熔丝转换装置可以安装两套电路，加上对单个元件的组装费，估计每个双熔丝转换装置的大约费用为300元左右。一号线色灯信号机共有165个灯位，如全面改造升级的话，每一个信号机的一个灯位需要使用一个双熔丝转换装置。对该电路进行如此改造后，能全面提高信号点灯电路的可靠性，全面消除因熔丝断丝造成的信号故障，保障运营秩序的正常进行。