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电气集中工程设计毕业论文
电气集中工程设计毕业论文
摘要I
AbstractII
1绪论1
2车站信号平面布置图2
2.1概述2
2.1.1车站信号平面布置图包括的容2
2.1.2各股道的特定表示符号2
2.2道岔的布置2
2.2.1道岔坐标的计算2
2.2.2道岔的编号3
2.3警冲标的布置3
2.4信号机的布置4
2.4.1信号机的布置4
2.4.2信号机坐标计算4
3双线轨道电路图5
3.1概述5
3.1.1双线轨道电路图的主要设计原则5
3.1.2双线轨道电路图包括的容5
3.2设计部分5
3.2.1轨道电路极性交叉6
3.2.2轨道电路送受电端的布置6
4控制台盘面布置图7
4.1控制台单元类型7
4.2设计原则及一般步骤7
4.2.1模拟站场上、下行咽喉布置7
4.2.2盘面布局及分段类型选择7
4.2.3按钮和表示灯设置7
4.2.4轨道光带设置8
4.2.5设计的一般步骤8
4.3控制台表示灯及按钮的分类8
4.3.1表示灯分类8
4.3.2按钮分类8
5组合连接图9
5.1组合类型图9
5.2组合类型图的选择及运用10
6联锁表的编制11
6.1基本进路的选择11
6.2联锁表的编制方法11
7室设备布置图12
7.1室设备的作用12
7.2信号楼类型的选择12
7.3信号设备布置原则12
8组合排列表13
8.1概述13
8.2组合类型图的选择及运用13
9电缆径路图和电缆网络图15
9.1概述15
9.1.1电缆径路图包括的容15
9.1.2电缆径路选择的原则15
9.1.3电缆网络图15
9.2电缆经路图的设计15
9.2.1电缆网络的构成16
9.2.2电缆网络构成的主要设计原则及基本思路16
9.2.3电缆类型的选择17
9.2.4电缆网络连接设备的选用17
9.2.5电缆长度的计算18
9.2.6各种电缆芯数的确定19
9.2.7电缆网络芯数的汇总20
结论21
致谢22
参考文献23
1绪论
铁路是国民经济的大动脉、全国沟通联系的纽带、国民经济建设的先行行业。
与其它运输方式相比，铁路运输具有运量大、成本低、速度快、安全可靠、能全天候运输等众多优势。
铁路承担全国客货周转量的60%～70%，这种状况在今后相当长的时间不会有太大的变化，铁路仍将是我国交通运输系统中的重要力量。
电气集中设备具有保证行车安全、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优点，是一种高效、安全、经济的车站联锁设备。
结合提速区段的需求，将电气集中联锁设备与新技术设备结合来保证车站行车安全，提高运输效率。
另外，为充分发挥铁路运输的优势，搞好电气集中工程设计，做到技术先进、方案合理，有着非常重要的意义。
国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。
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。
本设计结合铁路基本情况，从如何设计信号平面布置图入手，然后分别根据提速区段6502电气集中控制系统中双线轨道电路图，电缆网络图，电缆径路图，控制台盘面图，组合连接图和排列表，联锁表以及室设备布置图等的设计，详细阐述如何使用提速区段6502电气集中控制系统对一个双线双方向五股道的站场下行咽喉进行设计。
2车站信号平面布置图
2.1概述
2.1.1车站信号平面布置图布置要求
（1）下行咽喉画在图纸的左面，上行咽喉画在图纸的右面。
（2）信号楼偏离车站200m布置在靠近道岔多的一侧。
（3）信号楼外墙距第一个股道20m。
（4）非咽喉区向咽喉区要设置调车信号机。
（5）安全线不设调车信号机，牵出线设高柱调车信号机。
（6）对向道岔岔前2.65m轨缝处加绝缘，货物线与接触网工业区设置矮型调车信号机。
（7）一个轨道区段最多设置三组单动道岔，两组双动道岔。
（8）股道间距大规模车站10mm，中小规模15mm。
（9）线粗要求：
正线0.7mm；侧线0.35mm；道岔0.35mm；表格线0.35mm；点划线0.25mm。
字体要求：
仿宋，不允许出现空心字。
2.1.2各股道的特定表示符号
图2.1各股道使用情况的特定表示符号及意义
2.2道岔的布置
2.2.1道岔坐标的计算
根据任务书下发的站场线路缩尺图，将道岔岔心的公里标换算为尖轨尖端距离信号楼的距离即岔尖坐标。
根据道岔类型查出始端至中心距离a，将岔心公里标换算为岔尖坐标。
若岔尖较岔心远离信号楼，则将岔心坐标加上岔心距岔尖距离；若岔尖较岔心靠近信号楼，则将岔心坐标减去岔心距岔尖的距离。
安宁站场的道岔类型表如表2.2所示。
本设计为提速区段安宁站双线双方向五股道车站下行咽喉，下行咽喉共设置信号机12架，分别是进站信号机2架，出站信号机5架，调车信号机5架。
根据道岔类型，站转辙机分别选用ZD6-D型和S700K型交流电动转辙机。
2.2.2道岔的编号
按规定下行咽喉的道岔编为单号，按坐标大小，自进站口向站中心顺序编号[2]。
道岔若位于同一坐标，先编靠近信号楼的道岔（这种情况常见于交叉渡线）。
本车站下行咽喉单动道岔两组：
9号道岔、15号道岔，双动道岔三组：
1/3道岔、5/7道岔和11/13道岔。
其中1/3和5/7号道岔形成交叉渡线。
表2.2道岔类型表
类型辙叉号
60kg/m1/121，3，5，7，9，11，2，4，8，10，16，18，22
50kg/m1/1213，6，12，24
50kg/m1/915，14，20，26
表2.3警冲标至岔心距离表
道岔号
9
12
辙叉角
6°20′25″
4°45′49″
联接曲线半径（m）
200
300
400
500
350
400
500
警冲标位置（m）
L
L
线
间
距
离
S
（m）
4.6
40.0
41.5
44.0
46.5
51.5
52.0
53.5
4.7
39.5
41.0
43.0
45.5
51.0
51.5
52.5
4.8
38.5
40.0
42.0
44.5
50.5
51.0
52.0
5.0
38.0
39.0
40.5
42.5
49.5
50.0
51.0
5.2
37.5
38.5
39.5
41.5
49.0
49.5
50.0
5.3
37.5
38.0
39.0
41.0
49.0
49.0
49.5
5.5
37.0
37.5
38.5
40.0
49.0
49.0
49.0
6.0
36.5
37.0
37.5
38.5
48.5
48.5
48.5
6.45
36.5
36.5
37.0
37.5
48.5
48.5
48.5
6.5
36.5
36.5
37.0
37.5
48.5
48.5
48.5
7.0
36.5
36.5
36.5
37.0
48.5
48.5
48.5
7.45
36.5
36.5
36.5
36.5
48.5
48.5
48.5
8.0
36.5
36.5
36.5
36.5
48.5
48.5
48.5
2.3警冲标的布置
绝缘节距警冲标不足3.5m，称为超限绝缘。
如果一道岔岔尖坐标与相邻道岔的警冲标坐标距离不足7.5m，就会构成超限绝缘。
超限绝缘分为单边与双边侵入，常见的是双边侵入超限。
警冲标至岔心距离表如表2.3所示。
2.4信号机的布置
2.4.1信号机的布置
（1）预告信号机：
预告信号机是对主体信号机起预告作用的信号机。
（2）进站信号机：
进站信号机应设在距进站道岔尖轨尖端（顺向为警冲标）不少于50m的地点。
本车站下行咽喉设置两架进站信号机：
X和XF。
（3）出站信号机：
为了禁止或准许列车由车站开往区间，车站有发车作业的到发线股道上，均应装设出站信号机。
本车站设置下行咽喉五架出站信号机：
SⅠ、SⅡ、S3、S4和S6。
（4）调车信号机：
调车信号机是为在集中区进行调车作业而设置的一种信号机。
调车作业一般是利用牵出线与到发线、咽喉区与到发线之间的线路进行的。
本车站下行咽喉设置五架调车信号机：
D1、D3、D5、D7和D9。
2.4.2信号机坐标计算
（1）设置在道岔辙岔后、两条线路中间的高柱信号机的坐标。
依照信号机设置地点的道岔辙岔号数、道岔联接曲线半径、两条线路中心之间的距离以及股道运用情况，查信号机至道岔中心距离表[4]。
如下行咽喉出站信号机SⅡ。
（2）设置在道岔辙岔后线路中间的矮型信号机坐标。
矮型信号机装设位置在警冲标方3.5-4m的地方（本站设计取4m），就不会侵入建筑接近限界。
因此其坐标由警冲标推算。
信号机坐标=警冲标坐标±4m。
最常见的是站线上的出站信号机[4]。
如下行咽喉出站信号机SⅠ、S3、S4和S6。
（3）设置在道岔岔尖前的信号机坐标。
设于道岔岔尖前的信号机，一般并排设于道岔与基本轨接缝处。
因此这种信号机坐标可以查单开道岔主要尺寸表和交叉渡线道岔主要尺寸表，确定一般为2.65m[4]，本咽喉设计取3m。
如下行咽喉D1、D3、D5、D7。
（4）设置在道岔辙岔后两条线外侧的高柱信号机坐标。
遇到这种情况时，如果两股道线间距离满足高柱信号机安装限界要求，则信号机就设置在道岔辙岔后的警冲标方3.5-4m的地方[4]。
3双线轨道电路图
3.1概述
双线轨道电路图的容包括轨道电路极性的配置和送受电端的布置。
本设计的站场属于电气化区段，站轨道电路一方面要流通轨道电路电流，还要沟通牵引电流，为防止牵引电流对轨道电路的干扰，站采用25Hz相敏轨道电路，并在绝缘节处设置扼流变压器。
3.1.1双线轨道电路图的主要设计原则
（1）若信号平面布置图中信号楼图形符号位于下方，双线轨道电路图的上、下行咽喉与车站信号平面布置图的正好一致；若型号平面布置图中信号楼图形符号位于上方，双线轨道电路图的左侧应是上行咽喉，双线轨道电路图的上、下行咽喉与车站信号平面布置图的正好相反。
本车站信号楼位于上方，双线轨道电路下行咽喉应置于图纸右侧。
（2）轨道电路的送受电设备、无受电分支数、空扼流的设置等均应符合《97型25Hz轨道电路图册》的要求[2]。
（3）站正线电码化区段道岔区钢轨绝缘应该设在弯股上，其他应尽量设于直股。
（4）相邻轨道区段应实现极性交叉，防止因绝缘破损而导致轨道继电器错误动作。
（5）扼流变压器与钢轨连接时，其同名端要与双线轨道电路图中粗线所示的钢轨连接；站在线路一侧看扼流变压器的三个输出端子，从左向右依次为1、3、2端子。
其中1端子要与粗线所示的钢轨相连。
扼流变压器与钢轨的连接如图3.1所示。
图3.1扼流变压器与钢轨的连接
3.1.2双线轨道电路图包括的容
（1）轨道电路的极性交叉；
（2）轨道电路送受电端布置；
（3）扼流变压器的设置。
3.2设计部分
3.2.1轨道电路极性交叉
（1）一个封闭回路，如回路中绝缘节数目为偶数，就能实现极性交叉，奇数则不能。
（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。
（3）用改变切割法可以改变钢轨极性以满足极性交叉的要求。
（4）作图法：
交叉渡线的绝缘节不数，锐角处虚线括起来不数。
检查站轨道电路是否能实现极性交叉，采用封闭回路法，即是先根据车站信号平面布置图绘制车站轨道电路单线平面图，在图上标出划分轨道区段的钢轨绝缘位置和道岔区段的道岔钢轨绝缘位置。
若不满足封闭回路的绝缘节数为偶数则先将直股切割的绝缘移设到弯股。
检查极性交叉的单线图如图3.2所示。
图3.2检查极性交叉的单线轨道平面图
3.2.2轨道电路送受电端的布置
轨道电路送、受电端的布置，主要是以节省电缆为原则，其次是便于维修和施工。
具体做法如下：
（1）相邻两轨道电路的送电或受电尽量集中于一处放在同一电缆盒或变压器箱，这样引入变压器箱的电缆根数可以相对减少，同时配线也有规律便于施工和维修，对绝缘破损的防护也更为有利。
本站中采用HZ-12、HZ-24终端电缆盒、XB1变压器箱。
（2）在站正线采用电码化的轨道电路，为了节约电缆，采用受端发码方式。
对于正线上的每一轨道区段，其受电端应设于顺列车方向的远端，这是由实际情况决定的。
（3）咽喉区道岔区段轨道电路送电端，一般设置在岔前部位，有时，对于相邻的两个轨道区段，为了考虑在其分界绝缘的两侧都设送电端或都设受电端，则送电端也可设在岔后部位。
（4）目前实际使用中，不论跳线是否得到检查，道岔区段都用双跳线。
4控制台盘面布置图
4.1控制台单元类型
控制台的结构上部为，下部为零层端子，前面有工作台。
目前我国生产的控制台单元类型有两种：
有信号工厂（SX）生产的TD4型（其中：
T为控制台；D为单元），标准单元为长方形，外形尺寸为45×35（mm）；另一种是信号工厂（XX）生产的TD5型，标准单元为长方形，外形尺寸为32×42（mm）。
本站控制台单元类型采用的是2A1D型。
4.2设计原则及一般步骤
4.2.1模拟站场上、下行咽喉布置
本设计安宁站的信号楼图形符号位于图纸上方，故在绘制控制台盘面布置图时应将车站信号平面布置图的下行咽喉画在盘面布置图的右侧。
4.2.2盘面布局及分段类型选择
本设计中，控制台取一部分，分为两段，从右到左依次是K1、K2段。
K1选用长度分段规格为A型的单元块，横向单元全为10块，K2选用长度分段规格为D型的单元块，取横向单元共为25块。
图4.1控制台折角示意图
4.2.3按钮和表示灯设置
双动道岔不跨越折角，K1最左侧和K3最右侧的一列单元由于折角处空间小，方位不正，不应排列带有按钮及复示器（光管除外）的单元，否则，既不便于施工也不便于操作。
盘面最左端和最右端，也不应排列带有按钮及复示器的单元[9]。
4.2.4轨道光带设置
每一轨道区段，包括道岔区段，其光带最短不得少于两节，即不得少于两个单元。
股道光带灯不得少于四节。
4.2.5设计的一般步骤
线路和道岔等的布置与平面布置图只要对应即可，不必考虑坐标及相对位置（这一点与信号平面布置图和双线轨道电路布置图不同）。
图4.2道岔区段光带表示灯
4.3控制台表示灯及按钮的分类
4.3.1表示灯分类
（1）为了表示信号设备工作状态的，像主副电源表示灯、昼夜表示灯、排列进路表示灯、熔丝报警、灯丝报警和挤岔表示灯等。
（2）为了表示站场运行情况的，像轨道光带灯、信号复式器、道岔定反位表示灯和各种按钮上面的表示灯等。
4.3.2按钮分类
第一类：
控制设备工作状态的按钮，像主副电源切换按钮、表示灯调压按钮和信号调压按钮等。
第二类：
是为了办理进路而设置的，像列车按钮、调车按钮、通过按钮、列车终端按钮和调车终端按钮等。
第三类：
正常运行情况下辅助办理进路，像总取消按钮、接通光带按钮和接通道岔按钮等。
第四类：
有局部故障时辅助办理进路，像总人工解锁按钮、道岔总定位按钮、道岔总反位按钮、道岔区段解锁按钮和引导按钮等。
第五类：
有道岔故障情况用的，像引导总锁闭按钮等。
5组合连接图
5.1组合类型图
（1）信号YX组合有2类型图1/YX和2/YX，其中“1”用于左向行车，“2”用于右向行车（“1”和“2”的含义，下同）。
（2）列车信号主组合LXZ有6类型图，在选择类型图时应符合图纸上所标出的信号机类型。
进站与出站信号机用的LXZ类型图，因两者从组合外引进的联锁条件不同，故不能通用一个。
（3）列车信号辅助组合2LXF有2类型图，分别和两方向出站信号机的上行方向和下行方向配套使用；1LXF有4类型图，分别与进站和出站配套使用。
（4）调车信号组合DX有8种类型图，其中分子中的“D”表示单置，“B”表示并置，“A”表示差置，“J”表示尽头型，“1”和“2”的含义同前。
（5）调车信号辅助组合DXF有10类型图。
图号分母中的“DXF”表示用于单置调车和DX一起使用，“B”用于变更按钮，“ZD”可用于列调终端按钮。
分子中的“1”和“2”除变更按钮外，用以区分运行方向；分子上的“A”和“B”以及变更按钮的“1”和“2”分别表示“小号”和“大号”。
这里的“小号”和“大号”是针对侧面端子号而言，对DXF来说，“小号”是占用侧面端子01、02的1—7号端子，“大号”指占用03、04的1—7号端子。
（6）双动道岔主组合SDZ有4类型图。
用形象的比喻方法，双动道岔可分为“八”字中的“撇”形和“捺”形道岔两类，也可称“八”字第一笔顺道岔和第二笔顺道岔。
其中“I”用于撇形道岔，“II”用于捺形道岔；“1”用于双动道岔中左方的道岔，“2”用于双动道岔中右方的道岔。
（7）双动道岔辅助组合SDF共有8类型图。
对每一组双动道岔来说，只有4个继电器，即1DCJ、1FCJ、2DCJ和2FCJ要放到辅助组合。
为了充分利用组合空间，在SDF组合放置两套相同的电路，共8个继电器，可供两组双动道岔使用。
类似DXF、SDF组合的侧面端子也分为“小号”和“大号”。
图号中的“A”表示小号，占用组合侧面01、02、03、04的1—7号端子；“B”表示大号，占用组合侧面端子01、02、03、04的11—17号端子。
（8）单动道岔组合DD有4类型图，图号中“1”和“3”代表直股在下、弯股在上，其中弯股为“撇”形道岔者为“1”，弯股为“捺”形道岔者为“3”；道岔弯股在下、直股在上为“2”或“4”，其中弯股为“撇”形道岔者为“4”，“捺”形道岔者为“2”。
（9）区段组合Q有两类型图。
（10）方向组合F和电源组合DY不参与网路拼贴，其接线图就是类型图。
每个咽喉都需要选用一个方向组合，组合里的每一个方向继电器都应区分出上行和下行。
方向组合还有总取消继电器ZQJ、总人工解锁继电器ZRJ、道岔总定位继电器ZDJ、总反位继电器ZFJ、轨道停电恢复继电器GDJ和它的复示继电器GDJF，而且，这些继电器也都分咽喉设置。
电源组合DY的主副电源切换继电器ZFDJ、挤岔按钮继电器JCAJ、第一挤岔继电器JCJ1和第二挤岔继电器JCJ2是全站共用的。
可在两个咽喉电源组合里找一个位置设置。
5.2组合类型图的选择及运用
（1）进站信号机和接车进路信号机应选用的组合类型图
在双线单向运行区段，对应每架进站信号机应选用YX和LXZ两个组合。
在单线双向运行区段，当进站信号机方有无岔区段并设有同方向调车信号机时，除选用1LXF、YX和LXZ组合外，还需增设几个零散继电器，放在零散组合。
这时可不设调车信号机组合DX，因进站信号机于调车信号不能同时开放，有些继电器可共用。
（2）出站兼调车信号机和发车进路兼调车信号机应选用的组合类型图
当仅有一个发车方向时，对应每架出站兼调车信号机，应选用LXZ和1LXF两个组合；当有两个发车方向时，用不同灯光显示区别去向的，则选用LXZ和2LXF两个组合。
因为发车进路兼调车信号机的显示与仅有一个发车方向的出站兼调车信号机的显示相同，所以对发车进路兼调车信号机也应选择LXZ和1LXF。
（3）各种调车信号机应选用的组合类型图
调车信号机应各选用一个调车信号组合DX，如D7。
每架单置信号机除选用一个DX组合外，还要选用半个调车信号辅助组合DXF（即一个DXF可供给两架单置信号机使用），如D5选用了一个DX组合和半个DXF组合。
（4）道岔应选用的组合类型图
每组单动道岔选用一个DD组合，如9、11号等道岔各选用了一个DD组合；每组双动道岔选用一个SDZ组合和半个SDF组合，如1/3、5/7双动道岔，分别选用一个SDZ组合，和合用一个SDF组合。
（5）道岔区段应选用的组合
每一道岔区段和有列车经过的无岔区段都要选用一个Q组合。
对于非列车进路上的无岔区段则不需选用Q组合。
6联锁表的编制
6.1基本进路的选择
一般把对平行作业影响小，走行距离比较短，经过道岔比较少的进路定为基本进路，其中以第一个因素为主。
对平行作业的影响应优先考虑接车进路，其次为发车进路，最后才考虑调车进路。
在联锁表，对于列车进路一般只填写基本进路和一条变更进路，在“进路方式”栏用“1”表示基本进路，“2”表示变更进路，而对调车则只填写基本进路。
6.2联锁表的编制方法
（1）方向栏：
通过进路，接车进路，发车进路，转场进路，调车和延续进路。
（2）进路栏：
按全部列车进路和调车进路顺序编号。
（3）进路栏：
全部列车和调车的基本进路。
（4）按钮栏：
始端按钮，变更按钮和终端按钮。
（5）运行方向道岔栏：
列车和调车运行时进过的道岔。
（6）道岔栏：
顺序填写所排进路中的全部道岔以及有关防护和带动道岔的编号和位置。
（7）敌对信号栏：
站连锁设备中，敌对进路必须互相照查，不得同时开通，凡属于敌对进路的信号，不能同时开放。
第一类：
同一到发线上对向的列车进路与列车进路。
第二类：
同一到发线上对向的列车进路与调车进路。
第三类：
同一咽喉区对向重叠的列车进路。
第四类：
同一咽喉区对向重叠或顺向重叠的列车进路与调车进路。
第五类：
同一咽喉区对向重叠的调车进路。
第六类：
进站信号机外方列车制动距离接车方向为超过6‰的下坡道，而在该下坡道方向的接车线末端未设有线路隔开设备时，该下坡道方向的接车进路与对方咽喉的接车进路，非同一到发线上顺向的发车进路以及对方咽喉的调车进路。
第七类：
防护进路的信号机设在侵限绝缘节处，禁止同时开放的进路。
（8）轨道区段栏：
列车和调车运行时经过的每个股道，包括在防护道岔定位或者反位时某个股道空闲都要表示出来。
（9）其他联锁：
所排进路与局部控制道岔、非进路调车、机务段同意、延续进路等之间的联锁关系，
7室设备布置图
7.1室设备的作用
控制台用于控制和监督道岔、进路和信号机。
设有控制台的信号楼或行车室就是车站的控制中心。
如果电气集中作为行车调度控制系统的基础设备，则信号楼里的
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