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4种；在车辆段可以分为列车信号机、调车信号机2种。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。车辆段的调车信号机是在车辆段内的线路上调动列车、机车车辆时使用的信号机。......
2023-09-20
城市轨道交通概论：色灯信号机的特点及使用
【摘要】：色灯信号机以其灯光的颜色、数目和亮灯状态来表示信号。现多采用透镜式色灯信号机，它采用透镜组来将光源发出的光线聚成平行光束，故称为透镜式。图8.4高柱透镜式色灯信号机机构的每个灯位配备有相应的透镜组和单独点亮的灯泡，给出显示。LED色灯信号机的主要特点是寿命长，发光二极管理论寿命超过100 000 h，是信号灯泡的100倍。
色灯信号机以其灯光的颜色、数目和亮灯状态来表示信号。现多采用透镜式色灯信号机，它采用透镜组来将光源发出的光线聚成平行光束，故称为透镜式。它结构简单，安装方便，控制电路所需电缆芯线少，所以得到广泛采用。
1.透镜式信号机的结构
透镜式色灯信号机有高柱和矮型两种类型，它们的区别主要在于高柱信号机的机构安装在信号机柱上，而矮型信号机的机构安装在水泥基础上。
高柱透镜式色灯信号机如图8.4所示。它由机柱、机构、托架、梯子等部分组成。
图8.4 高柱透镜式色灯信号机
机构的每个灯位配备有相应的透镜组和单独点亮的灯泡，给出显示。托架用来将机构固定在机柱上，每一机构需上、下托架各一个。
图8.5 矮型透镜式色灯信号机
图8.6 透镜式色灯信号机实物图
图8.7 调车透镜式色灯信号机实物图
2.透镜式信号机的机构
机构的每个灯位由灯泡、灯座、透镜组、遮檐及背板等组成，如图8.8所示。
图8.8 透镜式色灯信号机构
灯泡是色灯信号机的光源，为保证信号显示的不间断，目前绝大多数信号机均采用直丝双丝铁路信号灯泡，即当点亮的主灯丝断丝时，可改为副灯丝点亮。
灯座用来安放灯泡，采用定焦盘式灯座，在调整好透镜组焦点后固定灯座，更换灯泡时无须再调整。
透镜组装在镜架框上，由两块带棱的凸透镜组成，里面是有色带棱外凸透镜（可有红、黄、绿、蓝、月白、无色6种颜色），外面是无色带棱内凸透镜。之所以采用两块透镜组成光学系统，是利用光的折射和反射原理，将光源发出的光线集中射向所需要的方向，即增加该方向的光强。这样，就能满足显示距离远且具有很好的方向性的要求。之所以采用带菱型（梯形）透镜，是因为它比不带棱的透镜轻，且光学效果好。信号机构的显示颜色取决于有色透镜，可根据需要选用。
遮檐用来防止阳光等光线直射时产生错误的幻影显示。
背板是黑色的，可衬托出信号灯光的亮度，改善瞭望条件，一般信号机采用圆形背板。
3.透镜式信号机构分类
高柱透镜式色灯信号机的机构按结构分为二显示和三显示两种。二显示机构有两个灯室，每个灯室内有一组透镜、一副灯座和灯泡及遮檐。灯室间用隔板分开，以防止相互串光，保证信号的正确显示，背板是共用的。三显示机构有三个灯室，每个灯室内的设备同二显示灯室。各种信号机可根据信号显示的需要选用机构，再按灯光配列对应信号灯位颜色的规定安装各灯座的有色内透镜。矮型信号机构用螺栓固定在信号基础上。其机构基本上与高柱信号机相同，只是没有背板，也分为单显示、二显示、三显示3种。
4.组合式色灯信号机
组合式色灯信号机适用瞭望困难的线路，能在曲线半径200～300 m的各种曲线和直线上得到连续的信号显示。该信号机显示距离远，在直线上显示1 500 m以上、一般弯道上显示距离不少于1 000 m，在小半径的S形弯道上一般也能显示800 m。组合式信号机构由光系统、机构壳体、遮檐等组成。
组合式信号机构的光系统由反光镜、灯泡、色片、非球面镜、偏散镜及前表面玻璃组成，如图8.9所示。灯泡发出的光，通过色片、非球面镜汇聚成带有指定颜色的平行光，再经过偏散镜将一部分光偏散到所需方向，使曲线上能连续地、准确地看到信号显示。色片包括红、黄、绿、蓝、月白5种颜色，根据需要配备。偏散镜将光系统产生的平行光较均匀地汇聚到所需要的可视范围内。可根据曲线特点选用相应种类的偏散镜，以保证连续显示。偏散镜还可增强部分近距离能见度，使在距信号机5 m处也能看到信号显示。
图8.9 组合式信号机构
图8.10 LED色灯信号机实物
组合信号机光系统设计合理，光能利用率高，显示效果好，曲线折射性能强，偏散角度大，可见光分布均匀，能见度高。
组合信号机每个机构只有一个灯室，使用时根据信号显示要求分别组装成二显示、三显示及单显示机构，故称之为组合式。由于采用铝合金或玻璃钢材料，每个机构仅7 kg，便于安装、维护和调整。
5.LED色灯信号机
LED色灯信号机有两灯位、三灯位和四灯位机构3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，实物如图8.10。
LED色灯信号机由点灯变压器和发光盘组成，因LED发光管是低能低耗的高效发光器材，在满足相关光学指标的前提下，LED信号光源的功率不足25 W双灯丝灯泡的1/4，仅6 W左右，如果直接采用交流220 V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，即将信号点灯电源由交流220 V降为110 V向点灯变压器和发光盘供电。
LED色灯信号机的主要特点是寿命长，发光二极管理论寿命超过100 000 h，是信号灯泡的100倍。其可靠性高，发光盘使用上百只发光二极管和数十条支路并联工作，在使用中即使个别发光二极管或者支路发生故障也不会影响信号的正常显示。LED色灯信号灯节约能源，单灯LED光源小于8 W；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，现场安装与使用不需要调整。其显示效果好，发光盘除有轴向主光束，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。无冲击电流，有利于延长供电装置的使用寿命。
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