李玉文

（北京現(xiàn)代通號工程咨詢有限公司，北京 100166）

目前，從我國鐵路長遠的發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃來看，中國鐵路的發(fā)展最終要實現(xiàn)“走出去”的戰(zhàn)略目標(biāo)。要實現(xiàn)這一目標(biāo)，就要求我們的信號系統(tǒng)及設(shè)備與國外系統(tǒng)的互聯(lián)和兼容，制定統(tǒng)一、開放性的信號系統(tǒng)和設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn)，與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，從而實現(xiàn)各國鐵路互通運營，提高鐵路跨國運輸?shù)男省?/p>

眾所周知，在我國鐵路信號系統(tǒng)中，普遍采用計算機聯(lián)鎖。部分支線和鐵路專用線采用6502繼電聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，其執(zhí)行電路由重力式AX型繼電器組成。在系統(tǒng)中，AX型繼電器用量最大，品種最多，其工作是否可靠，將影響系統(tǒng)的穩(wěn)定及行車安全。近幾十年，從AX型繼電器現(xiàn)場應(yīng)用情況來看，基本上沒有出現(xiàn)什么大的問題。但若要“走出去”，被國外業(yè)主認可，其性能參數(shù)能否滿足國際鐵路聯(lián)盟UIC標(biāo)準(zhǔn)要求，還值得作進一步探討。

1 UIC736i標(biāo)準(zhǔn)對鐵路信號繼電器主要幾項原則性要求

1）繼電器采用的接點材料為銀-石墨接點。

2）繼電器耐振性能：振頻5～22 Hz,振幅1 mm；振頻22～50 Hz,加速度2 g。

3）對于新繼電器, 其返還系數(shù)K（K=釋放電流/吸起電流）的變動范圍,不超過釋放電流與規(guī)定吸起電流相除所得商的±15％。

4）繼電器靠彈力、磁力和彈片的預(yù)壓力保持在落下狀態(tài)，而不是靠重力。

5）繼電器結(jié)構(gòu)上能滿足“當(dāng)一個接點錯誤地在釋放位置保持閉合狀態(tài)時,結(jié)構(gòu)上應(yīng)能防止前接點閉合”的規(guī)定。

2 我國AX型繼電器滿足UIC736i標(biāo)準(zhǔn)程度及其現(xiàn)狀

1）AX型繼電器普遍采用的接點材料為銀-銀氧化鎘,而不是國際上公認的接點材料（銀-銀石墨接點）。銀-銀氧化鎘接點容易發(fā)生粘連,易受大氣環(huán)境污染的影響，會引起接點氧化發(fā)黑、接觸電阻變大,影響接點可靠性及其壽命，而銀-銀石墨接點則克服了上述缺點。

2）AX系列繼電器耐振能力為振頻15 Hz、振幅0.45 mm。與國際UIC736i標(biāo)準(zhǔn)要求的耐振性能指標(biāo)（振頻5～22 Hz,振幅1 mm；振頻22～50 Hz,加速度2 g）相比較，明顯低了一大截。試驗結(jié)果表明：在“振頻5～22 Hz,振幅1 mm；振頻22～50 Hz,加速度2 g”同樣試驗條件下，AX系列繼電器不能工作，而國外同類繼電器（如英國Q系列及Z系列繼電器）正常工作。

3）AX系列繼電器不能滿足產(chǎn)品性能參數(shù)一致性要求，在國家標(biāo)準(zhǔn)里也沒有這一要求，即對于新繼電器, 其返還系數(shù)K的變動范圍, 不超過釋放電流與規(guī)定吸起電流相除所得商的±15％。而國外同類繼電器則滿足這一要求。

4）AX系列繼電器靠重力使繼電器保持在落下狀態(tài)。

5）AX系列繼電器結(jié)構(gòu)上采用托片結(jié)構(gòu),不能滿足“當(dāng)一個接點錯誤地在釋放位置保持閉合狀態(tài)時, 結(jié)構(gòu)上應(yīng)能防止前接點閉合”的規(guī)定，就是說動接點與動斷接點發(fā)生故障粘接時、繼電器線圈通電后，動接點不能再接通動合接點。而國外同類繼電器采用限位架或片，從結(jié)構(gòu)上確保動接點不能與動斷、動合接點同時接觸，從而實現(xiàn)“故障-安全”原則。

3 研制符合UIC標(biāo)準(zhǔn)要求的鐵路信號繼電器的必要性

既然AX繼電器作為保證行車安全最基本設(shè)備，還存在上述固有的一些不符合國際標(biāo)準(zhǔn)的缺點，假設(shè)我們完全取消繼電器，情況會怎樣呢？為此，在2002年，蘭州交通大學(xué)蘭州大成鐵路信號有限公司研制出LDJLZ-Ⅱ型全電子化計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)，并通過鐵道部科學(xué)技術(shù)司科技成果鑒定，該系統(tǒng)完全取消了AX繼電器，采用電子模塊構(gòu)成執(zhí)行電路。目前，該系統(tǒng)僅限在部分廠礦企業(yè)及鐵路專用線上使用，盡管使用狀況良好，但若要大面積推廣應(yīng)用，還需經(jīng)長期現(xiàn)場試驗和論證。因此，從中國鐵路基本國情出發(fā)，實事求是地說，短時間內(nèi)不可能完全取消AX繼電器。近幾年來，隨著國家不斷加大鐵路投資規(guī)模，據(jù)保守估計，繼電器的年產(chǎn)量在50萬臺以上。同時，鐵道部對鐵路產(chǎn)品實行市場準(zhǔn)入制度，建立獨立的鐵路產(chǎn)品檢驗機構(gòu)和產(chǎn)品認證中心（CRCC）。盡管AX繼電器也取得CRCC認證，但要進入國際市場還存在很大難度。即使進入一些發(fā)展中或第三世界國家，也有一定困難。這是因為，雖然這些國家鐵路發(fā)展滯后，但他們聘請的國際項目咨詢、監(jiān)理以及獨立第三方安全認證機構(gòu)（安全認證機構(gòu)ISA主要有TUV,Atkins,LR等歐洲公司）審核人員的水平并不低于研發(fā)人員，這些機構(gòu)會嚴格按照國際市場的準(zhǔn)入許可和國際標(biāo)準(zhǔn)要求，對信號系統(tǒng)及設(shè)備進行安全審計和評估。一般情況下，只有取得SIL4級證書后，才能獲得準(zhǔn)入許可。因此，實現(xiàn)我國鐵路信號系統(tǒng)制式及設(shè)備“走出去”的戰(zhàn)略目標(biāo)，就必須要求研制出“高可靠、無維修、少維護、長壽命”，且符合UIC標(biāo)準(zhǔn)的安全型繼電器。

繼電器這種產(chǎn)品看似體積不大、功能簡單、結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，但它涉及到的學(xué)科和專業(yè)是多方面的，如力學(xué)、材料學(xué)、電磁學(xué)、制造工藝、機械和電氣等。隨著我國城市軌道交通的快速發(fā)展，國際上幾大鐵路信號公司，如法國阿爾斯通公司（Alstom）、德國西門子公司（Siemens）、法國阿爾卡特公司（Alcatel）、意大利安薩爾多公司（Ansaldo）（含法國CSEE公司）、英國西屋公司（WestingHouse）、美國USSI公司等，已迅速進入我國地鐵市場，在他們的系統(tǒng)中，就發(fā)現(xiàn)有AX繼電器同類繼電器，剛好可以作一些簡單的比較。

在SelTrac 340“移動閉塞”列車自動控制系統(tǒng)中，信號系統(tǒng)緊急制動（EB）繼電器用作車載繼電器，而AX繼電器只能適用于地面室內(nèi)使用，原因是AX繼電器耐振性能指標(biāo)達不到國際標(biāo)準(zhǔn)要求。

在現(xiàn)場，還發(fā)現(xiàn)AX繼電器抗沖擊能力較差。一批繼電器在裝卸時，因裝卸工人的疏忽，沒按裝卸要求“輕拿、輕放”，致使繼電器受較強沖擊而報廢。

通過觀察發(fā)現(xiàn)：他們的繼電器接點采用銀-銀石墨；美國USSI公司系統(tǒng)中繼電器接點組結(jié)構(gòu)采用限位架，加拿大Alcatel公司系統(tǒng)中繼電器接點組結(jié)構(gòu)采用限位片；繼電器都是靠彈力、磁力和彈片的預(yù)壓力保持在落下狀態(tài)，而不是靠重力。這種繼電器特點：維修工作量小、可靠性高和壽命長。該繼電器還有許多專利技術(shù)，如銀-石墨接點材料、吸弧磁鋼、偏極磁鋼、接點組結(jié)構(gòu)形式以及接點杯的加工和焊接工藝等，處于知識產(chǎn)權(quán)和專利技術(shù)的保護，但比較結(jié)果還需試驗才能得出結(jié)論。

由此可見，要盡快研制出符合UIC標(biāo)準(zhǔn)要求的繼電器，也不是一件很容易的事，但我們必須盡快邁出這一步。隨著我國科技水平不斷進步，產(chǎn)品制造及加工、工藝技術(shù)與歐美發(fā)達國家的差距正在縮小，以前制約和阻礙提高設(shè)計水平和加工能力的障礙，現(xiàn)在看來也不是不可逾越的。因此，筆者相信一定能做好這項工作。

[1]國際鐵路聯(lián)盟UIC736i標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]GB/T 7417-2010 鐵路信號AX系列繼電器[S].