Sygnalizacja kolejowa > Budowa i zasilanie sygnalizatorów świetlnych
Sygnalizatory świetlne składają się z oprawy (głowicy) umieszczonej na słupie, zwanym masztem (wysoki semafor) lub podstawie (gdy semafor karzełkowy).
Na sygnalizatorach świetlnych w zależności od typu podaje się sygnały koloru: czerwonego, zielonego, pomarańczowego, niebieskiego lub białego.
Sygnalizatory świetlne mogą być od 1-no do 6-cio komorowe (1-6 latarni).
Wymagania dotyczące sygnalizatorów stosowanych na sieci PKP PLK SA określa instrukcja Ie-117 "Wymagania techniczne dla sygnalizatorów stosowanych na liniach kolejowych oraz ich konstrukcji wsporczych" - zobacz instrukcję.
Schematy przykładowych sygnalizatorów wysokich (wg Ie-117)
pgs - poziom główki szyny
A - fundament betonowy lub stalowy
B - podstawa sygnalizatora
C - maszt (słup sygnalizatora)
D - tabliczka opisowa sygnalizatora
E - głowica sygnalizatora - latarnia sygnalizatora (blacha tła - czarna)
F - soczewka latarni sygnałowej
G - zadaszenie latarni
H - wysięgnik (gdy wymagane zbliżenie do osi toru dla zapewnienia widoczności - np. linie zelektryfikowane)
I - drabinka inspekcyjna z koszem ochronnym
J - wskaźniki (tu dla przykładu: W24)
M1 - maszt semafora półsamoczynnego (pasy wys.: 500 mm)
M2 - maszt semafora samoczynnego (biały)
M3 - maszt sygnalizatora powtarzającego, sygnalizatora sygnału zastępczego, tarczy ostrzegawczej, tarczy zaporowej, tarczy manewrowej (szary)
M4 - maszt tarczy ostrzegawczej przejazdowej (pasy wys.: 500 mm)
x - grupy wysokościowe sygnalizatorów: GI = 4800 mm, GII = 5100, GIII = 5800, GIV = 6200, GV - 6700 mm
y - 3050 mm dla najniższego wskaźnika.jpg)
Wymiary x i y z powyższego schematu
Oznaczenia kolorystyczne sygnalizatorów wykonuje się jako malowane maszty lub jako montowane dodatkowe listwy wyróżniające.
Listwy wyróżniające dla semaforów półsamoczynnych świetlnych (1 i 2) i kształtowych (3)
Listwa wyróżniająca tarczy manewrowej
Wyróżnienie kolorystyczne - malowane maszty: semafor półsamoczynny (1) i tarcza ostrzegawcza przejazdowa (2)
W przypadku sygnalizatorów niskich (karzełkowych) wyróżnienia kolorystyczne nanosi się na ich głowice (latarnie).
Semafor niski półsamoczynny - wyróżnienie kolorystyczne na głowicy
Fundament stalowy sygnalizatora wysokiego i jego podstawa 
Fundament betonowy sygnalizatora wysokiego i jego podstawa
Fundament betonowy sygnalizatora niskiego i jego podstawa
Sygnalizator niski na fundamencie stalowym
Głowice sygnalizatorów wykonywane są jako metalowe (odlewane lub wykonane z blachy), a w najnowocześniejszych rozwiązaniach wykonane jako elementy kompozytowe (tworzywo sztuczne).
Starego typu głowica z komorami metalowymi (odelwami) i pokrywa rewizyjna 
Przykładowe główne składowe głowicy sygnalizatora (tu: tarcza manewrowa) 
Komora światła pomarańczowego i gniazdo żarówki
Nowoczesne głowice sygnalizatorów i komora światła zielonego
Żarówki w sygnalizatorach świetlnych zasilane są napięciem 12 V prądu przemiennego (AC) i mają moc 24 W. Żarówki rezerwowe mają moc 12 W.
W żarówki rezerwowe wyposażone są latarnie świateł:
- czerwonych w semaforach,
- pomarańczowych w tarczach ostrzegawczych,
- niebieskich w tarczach manewrowych,
- białych w sygnalizatorach powtarzających.
W związku z tym, że żarówki rezerwowe mają mniejszą moc to świecą dłużej lecz słabiej. Żarówki główne i rezerwowe świecą jednocześnie. Przepalenie żarówki głównej jest sygnalizowane poprzez przyciemnienie powtarzacza na pulpicie w nastawni natomiast przepalenie żarówki rezerwowej powoduje wygaszenie tego powtarzacza. 
Powtarzacze na pulpitach nastawczych: kostkowym (1), komputerowym (2) - opis na powiększeniach
Powtarzacze: tarczy rozrządowej (1), tarcz manewrowych (2)
Zobacz opis urządzeń sterowania ruchem kolejowym - tutaj.
Zasilanie semaforów jest realizowane napięciem 230 V AC, które jest przetwarzane w transformatorach zasilających na napięcie 110 V AC i doprowadzane do głowicy sygnalizatora.
Światła sygnałów zezwalających na jazdę są zasilane ze wspólnego dla wszystkich semaforów transformatora grupowego. W obwodzie światła czerwonego stosowany jest oddzielny transformator zasilający, co zapobiega powstawaniu fałszywych obrazów sygnałowych przy jednym zwarciu żył kabla.
Podobnie światła sygnałów zastępczych mają swoje własne zasilacze grupowe. Transformatory zasilające (indywidualne i grupowe) znajdują się np. w przekaźnikowniach posterunków ruchu (nastawniach).
W każdej komorze sygnałowej znajduje się indywidualny transformator (sygnałowy) dla każdej żarówki, który przetwarza doprowadzone z transformatora zasilającego napięcie 110 V na napięcie 12 V. Żarówki główne i rezerwowe zasila jeden transformator, przy czym w obwód żarówki rezerwowej włączony jest opornik.
Schemat przykładowego sygnalizatora świetlnego i układ zasilania
A - soczewka barwna - mała (dla światła białego: przezroczysta)
B - soczewka bezbarwna (matowa - dla światła białego)
C - pierścień mocowania soczewek
D - żarówka główna - 24 W
E - żarówka rezerwowa - 12W
F - transformator sygnałowy 110 V / 12 V
G - opornik zasilania żarówki rezerwowej
H - pokrywa inspekcyjna
Komora światła zielonego
Transformator sygnałowy w komorze
Instalacja elektrycznwa w skrzynce zbiorczej na dole głowicy sygnalizatora - kable od tranformatorów sygnałowych (1) i listwa zaciskowa podłączenia zasilania (2)
W sygnalizatorach świetlnych stosuje się układ dwóch soczewek typu Fresnela, czyli soczewek pierścieniowych, schodkowych. Soczewka wewnętrzna (mniejsza) posiada pierścienie schodkowe po swojej zewnętrznej stronie, natomiast soczewka zewnętrzna posiada pierścienie schodkowe od wewnętrznej strony.
Celem zastosowania takiego rodzaju soczewek jest skupienie wiązki światła sygnałowego i skierowanie jej w kierunku pojazdu trakcyjnego - "do oczu maszynisty" - przez co obrazy sygnałowe wyświetlane przez sygnalizatory są widoczne z dużych odległości (kilkuset metrów, a nawet kilku kilometrów).
Soczewki zewnętrzne są przezroczyste (w niektórych rozwiązaniach dla światła białego stosuje się soczewki matowe). Soczewki wewnętrzne są barwione na odpowiedni kolor w zależności od sygnału jaki mają wyświetlać, a dla światła białego stosowane są soczewki matowe. W sygnalizatorach stosowane są żarówki bezgwintowe - z trzpieniami bolcowymi.
Soczewki (opis na 1 powiększeniu)
Warto zauważyć, że komory latarni sygnalizatorów świetlnych kolejowych nie są wyposażane w odbłyśniki. Za kierunkowanie i skupianie strumienia światła odpowiada powyżej opisany układ soczewek Fresnela. W typowych sygnalizatorach drogowych, strumień świetlny nie jest kierunkowany lecz rozpraszany np. przez soczewkę szerokostrumieniową i wzmacniany przez odbłyśnik, znajdujący się w komorze latarni za źródłem światła (żarówką).
Komora świetlna z odbłyśnikiem latarni klasycznego sygnalizatora drogowego
Soczewki zewnętrzne kolejowych sygnalizatorów świetlnych posiadają sektory odchylające strumień światła o kąt 55 stopni tak, by maszynista widział wskazanie sygnalizatora, stojąc pojazdem trakcyjnym blisko niego. 
Soczewki zewnętrzne i sektory odchylające (opis na 1 powiększeniu)
Sektory odchylające
W sygnalizatorach wysokich sektory odchylające skierowane są w dół, natomiast w sygnalizatorach niskich (karzełkowych) do góry.
Położenie sektorów odchylających dla sygnalizatora wysokiego i niskiego
Głowice sygnalizatorów (latarnie) należy odpowiednio ustawić tak, by strumień światła z soczewek był właściwie skierowany według wymagań widoczności. Ustawienie głowicy realizuje się poprzez śruby ją mocujące do masztu. Sam proces ustawiania natomiast odbywa się przez celownik w formie wizjera zintegrowanego z głowicą - składa się on z układu dwóch otworów, przez które należy spojrzeć i gdy kierunek widoczny w otworach jest zgodny z wymaganiami dla kierunku przebiegu strumienia świetlnego, to głowicę blokuje się w ustalonej pozycji powyżej omówionymi śrubami. Ustawienie to można porównać do celowania z karabinu (muszka - szczerbinka). W starego typu sygnalizatorach zastosowany był wizjer w posstaci soczewek optycznych (luneta).
Śruby do mocowania i regulacji głowicy oraz wizjer (celownik) do jej ustawiania (opis na powiększeniu)
Jeżeli sygnalizatory wysokie wyposażone są w dodatkowe wskaźniki lub pasy świetlne to zasilanie ich żarówek jest realizowane również przez niezależne transformatory sygnałowe zabudowane w ich komorach (latarniach). W tych układach nie stosuje się żarówek rezerwowych. W pasach świetlnych stosowany jest analogicznie jak w komorach głównych podwójny układ soczewek (zewnętrzna przezroczysta, a wewnętrzna barwiona na kolor zielony lub pomarańczowy). Dla latarń wskaźników stosuje się filtr matowy (mleczny).
Wskaźnik W24 oraz pas świetlny (zielony / pomarańczowy) na masztach semaforów
Schemat zasilania pasów świetlnych
W przypadku stosowania latarń sygnałowych ze źródłami światła bezżarowymi, czyli w oparciu o diody świetlne LED, obowiązują wymagania opisane w instrukcji Ie-123 "Wymagania dla układów nieżarowego źródła światła latarń sygnałowych sygnalizatorów kolejowych" - zobacz instrukcję,
Przykład wskaźnika LED na maszcie semafora (W24)
Wskaźniki LED na maszcie semafora
Semafor ze źródłami światła LED
Głowica sygnalizatora (zadaszenia latarni) 
Głowice sygnalizatorów (drabinki z koszami zabezpieczającymi i pokrywy inspekcyjne latarni)
Na liniach zelektryfikowanych sygnalizatory świetlne jaki i inne urządzenia infrastruktury kolejowej są uszynione, czyli celowo połączone z szynami torów (siecią powrotną prądu trakcyjnego). W przypadku zetknięcia się sieci jezdnej z urządzeniami, znajdującymi się przy torach na skutek na przykład oberwania się sieci lub przebicia, nastąpi bezpośrednie zwarcie sieci trakcyjnej - popłynie duży prąd zwarciowy, który spowoduje zadziałanie zabezpieczeń w podstacji trakcyjnej, a tym samym wyłączenie napięcia w sieci.
Przewód uszynienia sygnalizatora połączony z szynami toru
Zobacz opis sieci trakcyjnej - tutaj.