新型信号装置：更安全有效的交通规划方案

一、模块式信号装置

模块式信号装置是由若干个信号模块组成的。每个信号模块采用的元件型式不同，有的采用微型电磁式继电器，有的采用晶体管元件组成，有的采用集成电路组成，还有的采用微机元件组成。每个信号模块一般具有记忆、灯光显示、启动音响及信息扩展等功能。

图6-11为由集成电路构成的模块式信号装置原理图。它由多个信号输入模块、灯光及音响信号输出模块、遥信输出模块及工作电源模块等组成。其动作原理如下。

当信号原始触点闭合后，或门1、与门1便有正电位输入。或门1有正电位输入时立即有电位输出，并启动延时元件。经3～30s（可调）的延时后，延时元件便有输出，此输出至单稳元件与门1及与门3处。与门1两个输入端均有输入信号，所以，与门1有输出。此输出分成两路，一路启动自动监控系统（事件记录器），另一路启动成组信号，发出遥信信号。单稳元件当收到信号后立即翻转，其输出信号也分成两路，一路输入到双稳元件，另一路启动公用的音响回路，发出音响信号。同时，双稳元件翻转后将其输出信号加到与门2，并经取反后加到与门3上。与门2的另一个输入端与闪光电源相连接，此时与门2的两个输入端均有输入信号，所以与门2的输出端有间断的信号输出，间断的输出信号使信号灯闪光。与门3的输入端只有一端有正电位输入，而另一输入端无信号输入，所以与门3无输出。

图6-11　由集成电路构成的模块式信号装置原理图

当按下音响复归按钮时，启动音响的双稳元件被复归，音响停止。当按下两个信号模块共用的复归按钮时，信号模块内的双稳元件被复归而停止输出，使与门2只有一个输入有输入信号，则与门2也停止输出。而与门3两个输入端均输入信号，所以与门3有输出，此输出送至与门2，使信号灯发平光。

当模块外的信号触点断开时，与门1便停止输出，使与门1至自动监控系统无输出信号；同时与门3停止输出，信号灯熄灭，信号模块复归到原始状态。

每16个信号模块有一个公用的试验按钮。当按下试验按钮时，信号模块中的与门1因只有一个输入信号，所以与门1无输出信号，因而不能启动自动监控系统及发出遥信信号。其他各逻辑环节的动作情况与有信号输入时一样，即警铃响，信号灯闪光。当释放公用试验按钮后，各逻辑环节又恢复到原始状态。

事故信号与预告信号模块的结构相同，但事故信号模块的信号灯为红色，延时环节的整定时间极短；预告信号模块的信号灯为橘黄色，整定时间稍长。

信号模块采用标准的结构，每16个信号模块装在一个盒内，模块盒可镶在屏上。信号模块采用插入式结构，内部配置了短路保护。

模块式信号系统具有以下优点：

（1）整个信号系统是由若干个相同的模块组合起来的，有多少路信号就有多少个信号模块。信号系统可以任意扩充，不受重复动作次数的限制。

（2）各个信号模块之间互相独立，信号装置动作时互不影响，不会出现“抹信号”的现象。

（3）信号模块具有扩展信息功能，自动监控系统的信息采集比较方便。

与集中式（由分立元件组成的中央信号装置，即本章第二节及第三节信号介绍的事故信号和预告信号）系统相比，模块式信号系统造价较高。一座中等规模的500kV变电站，大约需要500～1000个信号模块，要求单个信号模块的运行可靠稳定，否则会增加运行维护的工作量。

二、EXZ-1型组合信号报警装置

由南京自动化设备厂生产的EXZ-1型组合信号报警装置可以作为电力、化工等行业自动化系统配套的声光报警装置。EXZ-1型组合信号报警装置组态灵活方便，可组成任意规模的中央信号报警系统。

1.EXZ-1型组合信号报警装置基本功能

（1）音响信号功能。音响信号包括预告和事故音响信号。当电气设备发生运行异常时，保护出口继电器触点闭合，EXZ-1有输入信号，并启动音响信号回路，经0～8s（延时启动时间连续可调）延时后，发出频率为1000Hz的预告音响信号，提醒运行值班人员，及时发现和处理设备缺陷。当电气设备发生故障时，EXZ-1有输入信号，启动音响信号回路，瞬时发出频率为280Hz的事故音响信号；同时，发出事故停钟指令，自动记录故障发生时刻及持续时间；当事故处理结束后，将钟表重新对时，并按下停钟解除按钮，钟表恢复正常走时。不论是预告音响，还是事故音响均可以重复启动，并不受输入信号路数限制。另外，音响信号既能自动复归，又能手动复归。

（2）灯光信号功能。灯光信号包括事故和预告灯光信号。当电气设备发生运行异常或故障时，保护出口继电器触点闭合，EXZ-1有输入信号，启动该装置的隔离继电器K1。隔离继电器的触点启动灯光信号逻辑回路，使信号灯闪光。经运行值班人员确认后，按下“平光”按钮，信号灯由闪光状态变为平光。灯光信号可以重复启动，不受输入信号路数限制。

（3）分散自检和集中同检的功能。实现信号灯及其逻辑回路的完好性的自检测。查灯分为就地查灯（在EXZ-1型组合信号报警装置上，按查灯按钮）和远方查灯两种型式。查灯时，自动闭锁音响信号回路，防止EXZ-1型组合信号报警装置误发音响信号。(www.xing528.com)

（4）音响回路试验。通过预告音响试验按钮、事故音响按钮和总复归按钮，实现音响系统的手动检查。

（5）为远动、事件记录等装置提供空触点。无论是预告音响，还是事故音响回路都能向远方控制中心发出远动事故总信号，使上级调度随时掌握电气设备工作状态。

2.EXZ-1型组合信号报警装置组成

EXZ-1型组合信号报警装置采用组合式结构，由灯光盒（FGP）、音响盒（FYX）及直流稳压电源等组成。

灯光盒分为事故和预告信号灯光盒，且事故与预告信号灯光盒相互通用。而每个灯光盒内装有四块印刷电路板（灯光板），每块电路板上装有继电器、集成电路、阻容元件及指示灯，电路板上的元器件选用CMOS集成电路和小密封继电器。每块灯光板采用有触点和无触点相结合的输出方式，能同时输出四路灯光信号，则每个灯光盒可接16路信号。每块灯光板拔插灵活方便，能相互替换；电路板某一元件发生故障时，可在运行的情况下更换新的备件，便于维护检修。

音响盒分为事故和预告信号音响盒，事故与预告信号的音响盒相互通用。

3.EXZ-1型组合信号报警装置的主要回路原理

（1）灯光信号回路。每个灯光板（EGP）能输出四路灯光信号，其逻辑回路组成及原理完全相同。灯光板逻辑回路图如图6-12所示。SB1为“查灯”按钮，SB2为“平光”按钮，K1为输入隔离继电器，H1为光字牌信号灯，C1、C2为电容器，D1、D2为与非门，D3为非门，D4为D触发器。

图6-12　灯光板逻辑回路图

注：K为保护出口继电器触点。

灯光板无输入信号时，继电器K1不动作，与非门D1的输入端K1=“0”（逻辑电路采用正逻辑形式，“0”态表示0～2V），F0为振荡源产生的高频振荡信号，则D1输出（逻辑电路采用正逻辑形式，“1”态表示10～12V）；由于D触发器无输入信号，所以其Q=“1”；与非门D2输出非门D3的输出y3=y2=“1”，信号灯H1不亮，灯光信号回路不启动。

灯光板有输入信号（一次系统发生事故或异常时，保护出口继电器触点K闭合）时，隔离继电器K1动作。继电器K1的常开触点闭合（K1=“1”），D1输出由于D触发器输出端Q=“1”，所以D2输出D3的输出y3则信号灯H1闪光。同时，K1的常开触点经电容器C1输出一个尖脉冲信号，去启动音响信号回路。信号经确认后，运行人员手动按“平光”按钮SB2，使D触发器复位，其输出端Q=“0”，使信号灯H1变为平光。电容器C1输出一个尖脉冲信号的启动形式，克服了电磁型冲击继电器易饱和的缺点。

当事故或异常状态消失后，灯光板无输入信号，继电器K1断电。K1的常开触点打开，使音响启动回路无输入信号；同时，K1的常闭触点闭合，通过电容器C2输出一个尖脉冲信号，启动音响返回电路，使音响信号自动返回。

（2）音响信号回路。预告与事故音响回路组成及原理基本相同。现以事故音响为例，6-13所示。SB3为“事故音响试验”按钮，SB4为“停钟解除”按钮，SB为“总复归”按钮，K2为输出隔离继电器，D5、D9为D触发器，D6、D10为与非门，D7、D8、D11为非门，D12为与门，f1为事故音响调频信号，F0为振荡源产生的高频振荡信号，HAU为蜂鸣器。说明其音响回路的工作原理。事故音响回路图如图，，

图6-13　事故音响回路图

当一次系统发生事故时　灯光板输出电容尖脉冲信号　此尖脉冲信号至音响启动输入门，使触发器D5、D9翻转，其Q端输出为“1”态。D9翻转使与非门D10输出y10=“0”，使三极管截止，继电器K1断电，其常开触点打开，事故停钟，记下故障发生的时间。D5翻转其Q端输出为“1”态，使D6输出D8输出蜂鸣器HAU发出音响。D5翻转其Q端输出为“1”态，D12输出y12=F0Q=F0·1=F0，使计数器以F0的频率开始计数，计数至整定值（0～8s）时，计数器输出“1”态。计数器输出“1”态，使D11输出变为“0”态，则D12输出变为“0”态，计数器停止计数。计数器输出“1”态，使触发器D5复位置“0”，其Q端由“1”变为“0”态，端变为“1”态；D5的Q端为“0”态，使D6输出变为“1”态，D7输出变为“0”态，D8输出变为“1”态，音响信号自动复归；同时，D5的端为“1”态，使计数器CR端为“1”态，计数器清零，为下次重新计数做好准备。

图6-14　振荡源的逻辑回路

当一次系统事故消失后，音响返回回路输出脉冲信号至触发器D5的R端，使触发器D5复位置“0”，其Q端由“1”变为“0”态，D8输出变为“1”态，音响信号复归。

当事故处理结束后，重新调准时钟时间，然后按停钟解除SB4，触发器D9的R为“1”态，触发器D9复位置“0”，其Q端由“1”变为“0”态，使D10输出变为“1”态，则三极管导通，继电器K1带电，其常开触点闭合，时钟又开始计时。

（3）振荡源的逻辑回路。闪光振荡源由集成电路1555及阻容等元件组成，逻辑回路如图6-14所示。只要改变R3、C2的参数，就可得到不同的振荡频率。振荡源属于EXZ-1型组合信号报警装置的公用部分，它安装在事故音响板和预告音响板上。