新型脱轨器表示器光源的研制

刘 儒 刘庆龙 姚 歧 秦传鑫

刘 儒:北京铁路局北京动车段 助理工程师 102600 北京

刘庆龙:北京铁路局北京动车段 助理工程师 102600 北京

姚 歧:北京铁路局北京动车段 助理工程师 102600 北京

秦传鑫:北京铁路局北京动车段 工程师 102600 北京

北京铁路局北京车辆段北京西运用车间整备场共计35股道，安装手动脱轨器35台，以36V/100W白炽灯作为脱轨器表示器光源，采用220V/36V变压器分散供电，即每个脱轨器表示器都配有220V/36V变压器。该供电方式存在着一旦变压器发生故障，设备维修人员就可能有接触到220V交流电的危险，给设备的使用及维修带来安全隐患。造成脱轨器表示器故障的主要原因:首先是灯泡损坏，其次是接触不良，再者就是变压器的损坏。采用白炽灯光源的旧型表示器主要缺点:①光源寿命短，白炽灯寿命约500 h左右，需频繁更换，维修费用高;②耗能高，发热量大，24 h连续工作，35台脱轨器表示器年耗电30660 kWh;③安全性差，白天表示器故障 (灯泡坏)，调车司机可以根据表示器的玻璃颜色判断脱轨器状态;若是晚上表示器故障，司机就无法判别了。

1 新型脱轨器表示器光源的设计方案

1.1 光源选择

选用白色超高亮发光二极管，其具有发光强度高、驱动电流小、功耗低等优点。

1.2 方案实施

脱轨器表示器是四面的，故设计时采用4个单面发光电路板以插针的方式拼合而成，每个面称为单元板，采用阻容降压电路，如图1所示。

图1 单元电路板原理图

单个白色高亮发光二极管正向压降为3V左右，该电路输出电压一般能达30V以上，故单个驱动电路可同时驱动8只串联白色发光二极管。考虑到若将这8只白色高亮二极管放在同一块单元板中，一旦驱动电路损坏，那么该面就将无灯光，所以采用了多面串联的独特构造，设计出单面PCB电路板图。考虑到材料 (PCB电路板)的重复利用价值，方便个别易损元件的更换和维修，可在PCB电路板增加部分元件的焊点焊盘。焊接时，每焊接一部分电路就对其进行调试，确保相应电路模块工作正常。在焊接过程中应注意:先焊接尺寸小的耐热元件，再焊接尺寸大的元件，最后焊接对温度敏感的元件，同时注意烙铁不宜在焊点上停留时间过长，否则易导致焊点脱落。

2 效果检查

通过一个月的试用期对设备故障统计，共计发生故障2次，而因光源损坏、变压器损坏以及接触不良等设备本身性能造成的故障次数为0。设备改造后，达到了预期设计要求。根据现场实测数据显示，新型脱轨器表示器发光二极管单只功耗仅为3.8 W，依此推算，35股道脱轨器表示器年耗电量仅为1165.08 kWh，加上变压器等损耗，年耗电量约为1200 kWh，可节约电量96.1%。

表示器新光源提高了脱轨器表示器的安全性能，采用36V安全电压工作，提高了设备使用和操作的安全等级。另外新型脱轨器表示器单元板采用独特设计，材料可重复使用，避免了因灯泡损坏等故障造成的损失以及废弃灯泡给环境带来的污染。

［1］ 陈维峰.双向脱轨器的研制［J］ ．铁道车辆，2011(10):10－11．

［2］ 周国勋.电动脱轨器［J］ .铁道车辆，1984(8):15

［3］ 权正钧，杨学鹏.30型脱轨器简介［J］ ．铁道车辆，1989(09):20－21