本科毕业论文乐尚站下行咽喉6502电气集中工程设计.docx
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本科毕业论文乐尚站下行咽喉6502电气集中工程设计
摘要
铁路运输是国民经济的重要支柱，铁路信号是保证行车安全和提高运输能力的主要措施。
6502电气集中是用继电电路构成的铁路安全控制系统，是一种高效、安全的车站联锁设备，本次设计是以站场缩尺图为依据，在掌握6502电气集中工程设计原理、方法、施工的基础上，完成对模拟站场乐尚站的下行咽喉的设计。
主要设计内容有：
（1）车站信号平面布置图的设计，其中主要包括信号机的布置、道岔和警冲标及信号机坐标的计算、股道有效长度的计算等。
（2）在车站信号平面布置图的基础上完成联锁表的编制和控制台盘面布置图的设计。
（3）通过轨道电路的极性交叉的配置以及送、受电端和扼流变压器的合理布置，完成双线轨道电路图的设计。
（4）电缆网络图是在正确合理的选取电缆类型以及连接设备的基础上，通过电缆网络芯数的计算将各连接设备按束绘制成树状图。
绘制电缆径路图计算电缆长度。
（5）根据站场图选用合适的组合类型绘制组合连接图，并利用“S”形排列方法完成组合排列表的设计。
（6）根据各信号设备在信号楼内的布置原则完成室内设备布置图。
本设计包括图纸和论文两部分。
图纸直观地反映了室内外设备的布置情况，是施工的依据。
论文是对图纸的详细说明，主要是对设计方法及原理的论述。
关键词：
工程设计；电气集中；信号；联锁
Abstract
Railwaytransportationisnationaleconomyimportantsupport,railwaysignalisthemainmeasurestoensuresafetyandincreasetransportcapacity.6502relayinterlockingisarailsafetycontrolsystemwhichiscomposedofrelaycircuit.Itisahighefficientandsafestationinterlockingequipment.Thedesignisbasedontheassignedrailwayyardscaledrawingandbasedonthefoundationunderthegeneraltheory,methods,constructionof6502electricalinterlockingengineeringdesigntofinishtheelectricalinterlockingdesignofthedownthroatLeshangstation.Themaincontentincludesthefollowingsections:
（1）Todesignthesignallayoutdiagramwhichincludessignalarrangementandthecalculationofthecoordinateofthesignal,switchandfoulingpost,aswellasthecalculationofeffectivelengthofthefields.
（2）Tocompletetheinterlockingtableanddesigntheconsolepaneldiagrambasedonthestationsignallayout.
（3）Tofinishthedesignfordouble-trackcircuitdiagramthroughthepolaritycross,trackcircuitsendsandacceptselectricity,andthereasonablearrangementofimpedancetransformer.
（4）Cablenetworkdiagrammustbebasedonthecorrectselectionofcabletypesandconnection.Drawingconnectiondevicesintotreediagramaccordingtocalculationofcablenetworkcores.Completingcablepathwaydiagramandlengthcalculation.
（5）Tochoosetherightcombinationtypetocompletecombinationconnectiondiagramaccordingtoyarddiagram.Accordingto"S"shapearrangementmethodtocompletetablearrangement.
（6）Tocompleteindoorlayoutofequipmentaccordingtothesignalequipmentarrangementinsignaltower.
Thedesigniscomposedbythediagramsandpaper.Thediagramsreflecttheconfigurationofindoorandoutdoorequipmentswhichisthebasisofthedesign.Thepaperisthedetailedexplanationofthediagramsandexplainsthedesignmethodandtheory.
KeyWords:
Engineeringdesign,Relayinterlocking,Signal,Interlocking
目录
摘要I
AbstractII
1绪论1
1.1设计背景1
1.2设计范围1
1.3设计依据1
1.4设计要求1
1.5设计内容1
2信号平面布置图3
2.1信号机的布置3
2.1.1进站信号机3
2.1.2出站信号机3
2.1.3调车信号机3
2.2坐标的计算4
2.2.1道岔坐标的计算4
2.2.2警冲标坐标计算4
2.2.3信号机坐标计算5
2.3股道有效长计算5
3联锁表6
3.1联锁表的编制内容6
3.2联锁表相关说明7
4控制台盘面布置图8
4.1设计主要原则8
4.2控制台盘面的设计8
5双线轨道电路图10
5.1轨道电路极性交叉的配置10
5.2轨道电路送、受电端的布置10
5.3扼流变压器的设置10
5.4各种室外设备的布置11
6电缆径路及电缆网络图12
6.1电缆网络设备选择12
6.2电缆网络计算12
6.2.1电缆网络芯数的计算12
6.2.2电缆长度的计算13
6.3乐尚站下行咽喉电缆网路构成14
7组合连接图及组合排列表15
7.1组合连接图15
7.2组合排列表15
7.2.1组合位置的编号15
7.2.2组合排列表的编制16
8室内设备布置图18
结论20
致谢21
参考文献22
1绪论
铁路是我国重要的交通运输体系。
铁路信号则是保证行车安全、提高运输效率的重要基础设施。
6502电气集中是铁路车站信号的自动控制设备，对保证车站行车安全，提高铁路运输效率，改善运输条件有很大作用[1]。
在现代信息技术中，铁路信号是一个重要的发展领域。
1.1设计背景
本设计是乐尚站下行咽喉6502电气集中工程设计，该站为提速区段双线双方向车站，共有4条股道，有2组单动和3组双动道岔，一条货物线和一条安全线，区间采用自动闭塞。
1.2设计范围
从西宁至兰州方面的下行咽喉，坐标从DK93+100~DK93+989，以站场缩尺图为依据按相关信号设计规定完成设计。
1.3设计依据
本设计要以《铁路信号设计规范》（TB/T10007 2006文件）的基本要求和标准为设计依据，每张图纸都必须严格按照本设计规范的标准来设计，各个信号设备的设置、排列、布置等均应该符合现场要求及《铁路技术管理规程》和《铁路信号设计规范》的相关规定和技术标准。
1.4设计要求
（1）信号设计应遵照《规程》、《规范》以及相关技术标准。
（2）通过查阅大量资料，掌握6502电气集中工程设计的设计原理和设计方法，初步掌握工程设计的过程。
（3）信号设备类型及电路制式的选用应符合铁道部的现行标准，并随着新的类型或制定的鉴定推广应积极采用新标准。
（4）在设计过程中，要求数据正确，满足工程设计的技术规范和要求。
1.5设计内容
通过对本专业的学习和查阅相关资料，了解并掌握6502电气集中工程设计的相关原理和设计方法，在此基础上，完成本次设计。
乐尚站下行咽喉的电气集中工程设计的内容包括两部分：
首先是6502电气集中工
程设计的9张图纸的设计，主要包括信号平面布置图的设计、绘制联锁表、双线轨道电路图、电缆径路图、电缆网络图、控制台盘面布置图、组合连接图及排列表、室内布置图等内容。
其次是论文，主要是对每张图纸的设计过程和设计思想进行阐述。
2信号平面布置图
由于车站信号平面布置必须能正确的反映出室外信号机、转辙机等各信号设备的布置情况以及线路的运用情况等，所以，正确、合理的设计信号平面布置图极其重要。
本设计站为乐尚站下行咽喉，如附图CZBS-01所示，有4条股道，编号为3G、IG、IIG和4G。
对全站2组单动道岔和3组双动道岔编号为1/3、5/7、9、11/13、15。
2.1信号机的布置
车站线路能否被充分利用很大程度上取决于信号机的布置是否合理[1]。
如附图CZBS-01所示，设置的D3信号机则是为了满足在向D3防护范围内进行调车作业的同时可反向接车，即可进行平行作业，线路以得到充分的利用。
2.1.1进站信号机
进站信号机设在进站内方第一道岔尖轨尖端（顺向为警冲标）50m到400m[2]。
当一台机车牵着两节车时最后面的车列需越过道岔，因而不小于50m。
利用进站口经常进行调车作业时，则需将进站信号机后移，但为提高区间通过能力后移不得超过400m。
如附图CZBS-01所示，进站信号机X设置在3#道岔警冲标（坐标为705m）向外50m到400m之间。
由于本设计站场是双线双方向运行的车站，还需设反方向进站信号机XN。
在设计时XN信号机设在1#道岔岔尖（坐标为727m）外方50m处，X、XN均设在777m处，在线路左侧距离线路中心是2.44m处。
2.1.2出站信号机
为了禁止或准许列车由车站开往区间，车站内有发车作业的到发线股道上，均应在警冲标不少于3.5m且不大于4m的地方设出站信号机[2]。
如本设计中设有4架出站信号机，均设在离线路中心1.875m处。
为保证显示距离，乐尚站正线出站信号机SII采用高柱。
其他的出站信号机S3、S4和SI均采用矮型信号机，其显示距离不得少于200m。
另外，如图2.1所示，每架出站信号机上还装有一个表示器，来反映是正方向出站还是反方向出站。
2.1.3调车信号机
为在站内调车而设调车信号机。
如附图CZBS-01所示，乐尚站的调车信号机布置可分为如下几类：
（1）如图2.1所示，SIID、SID信号机是由股道向咽喉区调车时，在进路的始端IG、
IIG上设的起始信号机。
如附图CZBS-01所示，D7信号机是由货物线向咽喉区调车时，
在进路始端D7G设的调车信号机。
（2）完成二股道及二股道以上的转线作业时，在咽喉区的对向道岔岔尖前设置折返信号机。
如图2.1所示，调车信号机D11，是设置在15#道岔岔尖可以实现4G及IIG之间的转线作业。
图2.1调车折返信号机举例
（3）为了增加平行作业和提高车站通过能力需设阻拦信号机[2]，如附图CZBS-01中D3信号机，调车时调车车列需要在D3之前停车，减少了走行距离同时也可增加经1/3道岔的列车进路的平行作业。
（4）如附图CZBS-01所示，对于货物线为非集中联锁区，D7信号机采用了高柱。
完成上述内容之后，按照相关规定进行了轨道区段的划分。
2.2坐标的计算
信号平面布置图中道岔、信号机、警冲标等坐标都是指其到信号楼的距离。
这些坐标的计算为后续计算电缆长度做了准备。
2.2.1道岔坐标的计算
为了便于安装转辙机需计算道岔岔尖的坐标，本次设计中全部采用钢轨类型为50kg/m的12号道岔，尖轨尖端至岔心距离b值可“单开道岔主要尺寸表”知14203mm（取整14m），从而计算出岔尖坐标。
如附图CZBS-01的乐尚站下行咽喉的3#、7#、13#道岔岔尖较岔心是靠近信号楼，则岔尖坐标等于岔心坐标与b值之差；1#、5#、9#、11#道岔岔尖较岔心远离车站中心，则用其岔心坐标加上长度b就是岔尖坐标。
例如本站场中的1#道岔，给定岔心坐标为821m，经查表知其b值是14m，且是远离信号楼的，则根据公式计算出1#道岔的岔尖坐标为713m加上14m得727m。
2.2.2警冲标坐标计算
计算警冲标位置可以先通过“警冲标至道岔中心的距离表”查出警冲标距岔心的
距离，再通过岔心坐标计来算出警冲标坐标。
如图2.1所示，其中5#道岔其联接曲线半径400m，线间距离5m。
查表可知其警冲标距岔心距离50m。
5#道岔警冲标坐标是5#道岔岔尖坐标609m减去警冲标距岔心距离50m再减去岔尖距岔心14m后的值545m。
同理可计算7#道岔对应的警冲标坐标是7#道岔岔尖坐标522m加上警冲标距岔心距离50m再加岔尖距岔心14m后的值586m。
2.2.3信号机坐标计算
（1）乐尚站中设置在岔尖前的信号机有D1、D5、D7、D9、D11、S3，此类信号机设于对应道岔前的基本轨接缝处。
查表得岔尖至基本轨缝的距离为2.65m，本设计取整为3m，再由岔尖坐标计算出信号机坐标。
例如D1坐标则是1#道岔岔尖坐标727m加3m等于730m。
（2）乐尚站下行咽喉的SI是辙叉后3G和IG之间的矮型信号机，设在11#道岔的警冲标（坐标为427m）内方3.5~4m（取整4m）处，SI信号机坐标是11#道岔的警冲标坐标427m减去4m等于423m。
（3）如附图CZBS-01所示，其S4和D3信号机分别是设在11#道岔和1#道岔的辙叉后线路的外侧矮型信号机，设在对应警冲标内方3.5~4m处。
S4坐标是11#道岔的警冲标坐标408m减去4m等于404m。
（4）乐尚站的SII设在辙叉后连接两线路中间的高柱信号机其坐标由SII信号机距岔心距离得到，查表得到此距离为65m。
则SII坐标是469m减去65m得到404m。
2.3股道有效长计算
股道有效长是股道内可以停留车辆，而不至于妨碍邻线行车的部分线路长度。
是自股道一端出站信号机起至另一端警冲标（对向道岔为绝缘节）为止[2]。
如附图CZBS-01所示，下行咽喉至IG接车时，股道有效长度为上行出站信号机SI（其坐标为423m）至另一端的警冲标（其坐标为484m）即是423m加484m等于907m。
下行咽喉侧线3G的股道有效长度是S3（坐标为381m）与对应上行咽喉警冲标（坐标485m）之间的距离866m。
3联锁表
联锁表是根据信号平面布置图而编制的，显示了进路、信号机、道岔和轨道区段之间的相互联锁关系。
本站场联锁表参见附图CZBS-02
（1）和CZBS-02
（2）。
3.1联锁表的编制内容
联锁表以进路为主体，按顺序把排列进路需顺序按压的按钮、防护该进路的信号机名称和显示、进路要求检查并锁闭的道岔编号和位置、进路需检查的轨道电路区段名称，以及与所排进路敌对的信号填写清楚[2]。
该站的下行咽喉共有38条进路，有26条列车进路；12条调车进路；1条通过进路不另编号。
（1）由于乐尚站是双线双方向运行的车站，在编制联锁表方向栏时列车进路考虑了反向接、发车。
（2）本设计在编写进路栏时遇到了变通进路（目标点不变）。
如图3.1所示，办理经XN至IIG的接车进路，可以经过1/3、5/7号道岔定位，或者经1/3、5/7、号道岔反位，经过1/3和5/7的为基本进路，（1/3）、（5/7）的为变通进路。
本设计站场中的变通进路仅此一条。
在进路方式栏内用“1”表示基本进路，“2”表示变通进路[2]。
图3.1兰州方面部分平面图
（3）在编写按钮栏时，基本进路填写始终端按钮，如图3.1，如办理至IIG的正向接车进路，按钮栏须填写始端按钮XLA、终端按钮SIILA，办理变通进路还需要按压变通按钮。
如图3.1若要办理由IIG的正向发车变通进路，需要按压SIILA、D5A、XNLA。
（4）在编写道岔栏时需要填写进路所经过的道岔的位置，如图5.1所示，由IIG的正向发车，所经道岔为11/13、5/7、（1/3）。
至IIG正向接车时，在道岔栏需要填写进路所经过的道岔为（5/7）、15。
（5）敌对信号栏中考虑到敌对信号不能同时开放，同时还要考虑了有无条件敌对，在联锁表中用“<>”表示条件敌对。
如图3.1所示，D1至D5的调车进路，其敌对信号为XN、D5、SI、S3、SIIL、S4L、<（5/7）>SIID、S4D。
D3向D1的调车进路，敌对信号则是XN、D3、SII、S4。
（6）在轨道区段栏中填写了进路检查的空闲轨道区段。
如图3.1所示，IIG正向发车时，注意到与进路有关的超限界绝缘节的检查方法，在轨道区段栏需填写进路所经轨道区段为15DG、7DG、1DG、IIAG。
3.2联锁表相关说明
如附图CZBS-02
（1）所示，以至4股道正向接车为例，对联锁表内容进行相关说明，办理进路时，按下XLA作为始端按钮，按下S4LA做为终端按钮。
进站信号机X显示UU侧线接车。
道岔位置为1/3的定位、5/7的反位及15的反位。
从始端到终端进路范围内的所有调车信号D5、D11为敌对信号，终端位置处的出站兼调车信号S4D与S4L也为敌对信号，敌对信号栏中填入D5、D11、S4。
所经过的轨道区段为3DG、5DG、7DG、15DG、4G。
因是列车进路，故另一咽喉至4G的列车与调车均为敌对。
4控制台盘面布置图
控制台主要是供给车站行车人员操纵和监督现场信号机、道岔和轨道电路等用的集中设备[2]。
通过乐尚站的信号平面布置图，选择合理的与其对应的控制台单元块来拼画出控制台盘面布置图。
如附图CZBS-03所示，设计中采用了TD5型单元的控制台，由A-C-A三段组成。
4.1设计主要原则
为便于操作人员按压按钮，本次设计中将单元控制台两边做成折角，面对控制台从右到左分为K3、K2、K1三段，K3和K2的长度相等。
如图4.1所示。
图4.1控制台折角示意图
（1）如附图CZBS-03所示，1/3、5/7、11/13是双动道岔及按钮没有跨越折角。
理由是折角处方位不正、不便于操纵。
（2）轨道的光带是用灯点亮来显示。
乐尚站每个轨道区段的光带至少为2节，因为若只采用一节光带，在该光带烧毁的情况下，无车占用时会形成道岔区段没有锁闭或当有车进入该区段时显示轨道区段无车占用的错误表示。
股道上的轨道区段光带至少为6节，当平时股道留有车辆时，不必点亮整条光带，但至少应点亮两节光带。
4.2控制台盘面的设计
控制台盘面由标准的单元块拼接而成，不能使用非法模块。
在平面布置图上信号楼在乐尚站下方布置，因此，在控制台盘面布置图中下行咽喉画在左侧。
通过信号平面布置图选择合适的单元块，首先在平面布置图标出相关按钮，而后从左到右绘制。
（1）乐尚站下行咽喉共有两条接车进路，先选取三个08号单元作一、二、三接近的表示灯，进站信号机处设计的按钮有XTA和XLA（62号单元），再依次进站信号机X的信号机复示器（11单元块）和3DG的光带（01单元块）等，根据平面布置图将对应信号机、
道岔及轨道区段单元，依次选用合适的单元块，其余线路也依次设计出。
此外，如附图
CZBS-03中股道上的S3、SI、SII、S4信号复示器及其列车和调车按钮排成阶梯状，主要是为了便于操作和防止值班人员误按。
（2）全站共用的按钮和表示灯都布置在了盘面的中部，不常操纵的布置在轨道光带的上方，经常用的和应急的设在股道光带的下方[3]。
如附图CZBS-03所示，主副电源按钮、信号调压按钮是全站共用的，因此布置在控制台K2段的上部。
而X接通光带、X总取消及X总人工解锁等都放在下方。
对于按咽喉分别设置的接通光带、接通道岔表示按钮以及主灯丝断丝报警按钮，X跳信号报警表示灯等，为使其上下布置均衡，则设在下方。
与区间设备相关联的按钮和表示灯设在靠近车站进出口处，由于本站是双线双方向，则需增设改方按钮及表示灯，每咽喉设一套。
5双线轨道电路图
双线轨道电路图主要有以下几项内容：
轨道电路的极性交叉配置、轨道电路送受电端、扼流变压器、各种室外设备。
双线轨道电路图设计见附图CZBS-04。
5.1轨道电路极性交叉的配置
站内轨道电路的绝缘节两侧是否极性交叉，可以用封闭回路法进行检查[3]。
首先用单线条绘制出乐尚站轨道电路图，注意不要漏掉绝缘节；然后计算出各封闭回路中的绝缘节数量（如图5.1所示，锐角处的轨道绝缘节不计入），如结果为偶数，则可以做到极性交叉；若为奇数，则不能。
如图5.1所示，图中是一个闭合回路，用封闭检查法得回路中有绝缘节6个，说明做到了极性交叉。
图5.1极性交叉单线轨道平面图
如图5.1道岔绝缘切割直股，正线电码化的道岔区段应布置在弯股处，对全站的回路用封闭回路法进行检查。
满足极性交叉时，通过改变道岔绝缘的切割位置来调整。
5.2轨道电路送、受电端的布置
轨道电路送、受电端的布置应以节省电缆和方便施工、维修为原则[5]。
在乐尚站进行布置轨道电路送、受电端时。
（1）本站内采用正线电码化，受电端迎着列车运行方向布置，如图5.2所示11DG的受电端。
（2）各道岔岔前布置送电端，如图5.2所示，11#和13#道岔则是在岔前设置送电端的。
在本设计战场中，送、受电端均放在XB2的箱盒内。
非电码化区段不牵涉发码，在设置送、受电端时，尽可能的采用双送双受的方式布置。
5.3扼流变压器的设置
因车站机械绝缘节将牵引电流阻挡了，为了使牵引电流回流而设扼流变压器。
以下
对本咽喉扼流变压器的设置进行说明。
（1）为使双线轨道区段两正线间的牵引电流流通，在进站信号机X与XN处，将两正线扼流变压器的中性点通过横向连接线相连，如附图CZBS-04所示。
（2）两平行线路之间，为使经渡线道岔反位运行的列车牵引电流回归，应将两线路上的扼流变压器中性点连通[3]。
如附图CZBS-04所示，D7与D9调车信号机处的同一坐标的两扼流变压器处添加横向连接线是的牵引电流流通。
图5.2送、受电端及轭流变压器的设置
5.4各种室外设备的布置
在双线轨道电路布置图上，还需合理的布置好信号机、转辙机、变压器箱等设备。
转辙机的设置原则与送受电端的设置基本相似。
在本设计中，正线上的道岔全部均采用S700K双机牵引。
如图5.2所示，11#道岔用S700K双机牵引，而13#道岔用ZD6单机牵引。
6电缆径路及电缆网络图
电缆径路图是重要的施工依据，电缆网络图则是将其中的电缆以及电缆网络连接设备按束
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