李蘭（成都地鐵運(yùn)營有限公司，四川 成都610000）

淺談安全型繼電器及檢修

李蘭（成都地鐵運(yùn)營有限公司，四川 成都610000）

作為城市軌道交通信號控制系統(tǒng)的信號繼電器，是城市軌道交通信號設(shè)備中最主要而又大量采用的元器件之一，為了確保城市軌道交通運(yùn)輸安全與提高運(yùn)輸效率，信號設(shè)備的工作性能必須可靠，所以要求信號繼電器必須安全可靠。

城市軌道交通；信號控制系統(tǒng)；信號繼電器

前言

繼電器是自動控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中常用的元器件，它用于接通和斷開電路，用以發(fā)布控制命令，反映設(shè)備狀態(tài)以及進(jìn)行邏輯運(yùn)算，以構(gòu)成自動控制和遠(yuǎn)程控制電路。各個領(lǐng)域的自動控制系統(tǒng)均采用繼電器。城市軌道交通信號控制技術(shù)中也廣泛采用繼電器，稱為信號繼電器（在信號系統(tǒng)中，簡稱繼電器），繼電器是城市軌道交通信號控制技術(shù)中的重要部件。它無論作為繼電器式信號系統(tǒng)的核心部件，還是作為電子式或計算機(jī)式信號系統(tǒng)的接口部件，都發(fā)揮著重要的作用。繼電器動作的可靠性直接影響到信號系統(tǒng)的可靠性和安全性。

1 信號繼電器檢修的目的與要求

繼電器在長期運(yùn)用過程中，由于接點的燒損，可動部分的磨耗，線圈因受潮而絕緣降低，金屬零件的氧化、龜裂、變形等，引起機(jī)械與電氣特性的逐漸變化，如果不進(jìn)行定期的預(yù)防性檢修，就有可能因特性變壞而造成設(shè)備故障，因此，繼電器檢修的目的就是要克服繼電器運(yùn)用中產(chǎn)生的缺點，恢復(fù)其電氣、機(jī)械特性，保證其可靠、安全的工作。

按周期有計劃的開展繼電器檢修工作，可以做到無病防病，有病根治，貫徹了信號設(shè)備維修工作以預(yù)防為主的原則。

2 安全型繼電器概述

AX系列安全型繼電器是指它的結(jié)構(gòu)必須符合“故障——安全”原則。在故障情況下前階段閉合的概率遠(yuǎn)小于后接點閉合的概率。這樣，就可以用前接點代表危險側(cè)信息，用后階段代表安全側(cè)信息。因此安全型繼電器在結(jié)構(gòu)上有以下特點：①前接點采用熔點高，不會因熔化而使前接點黏連的導(dǎo)電及導(dǎo)熱性能良好的材料。②增加銜鐵重量，采用“重力恒定”原理在線圈斷電時強(qiáng)制將前接點斷開。③采用剩磁極小的電工純鐵構(gòu)成磁路系統(tǒng)，并在銜鐵與極靴之間設(shè)有一定厚度的非磁性止片，當(dāng)銜鐵吸起時仍有一定的氣隙以防剩磁吸力將銜鐵吸住。④銜鐵不會因機(jī)械故障而卡在吸起狀態(tài)。

3 信號繼電器常用技術(shù)名詞

額定值：繼電器工作時所接入的電源系統(tǒng)的電壓或電流值。

工作值：供給繼電器動作使前接點全部閉合，并滿足規(guī)定的接點壓力的電壓和電流值。

釋放值（或落下值）：向繼電器線圈供以過負(fù)荷值的電壓或電流，使前接點閉合后逐漸降低電壓或電流，至前接點斷開時的電壓或電流值。

轉(zhuǎn)極值：向繼電器線圈供以規(guī)定極性的電壓或電流，使有極銜鐵轉(zhuǎn)極，而相應(yīng)位置的接點（定位接點或反位接點）閉合，并滿足規(guī)定的接點壓力的電壓或電流值。

充磁值（過負(fù)載值）：為了測試釋放值，預(yù)先使鐵芯磁化而向繼電器線圈供以4倍工作值的電壓或電流值。

吸起時間：向繼電器線圈通以規(guī)定的電壓或電流起至全部前接點閉合的時間。

緩放時間：向繼電器線圈供以規(guī)定的電壓或電流后，切斷電源，從斷開電源時起至全部動接點離開前接點的時間。

動接點：無極接點組中能閉合前接點和后接點的接點?；蛴袠O接點組中能閉合定位接點和反位接點的接點。

前接點：當(dāng)線圈有電時，動接點與之閉合的接點。

后接點：當(dāng)線圈無電時，動接點與之閉合的接點。

定位接點：當(dāng)線圈通以規(guī)定的正方向電源，有極動接點與之閉合的接點。

安全系數(shù)：額定值與工作值之比，比值愈大，在額定電源下繼電器工作愈穩(wěn)定。

返還系數(shù)：落下值與工作值之比，此值愈大，繼電器愈靈敏；此值愈小，電源波動大的情況下，繼電器仍能穩(wěn)定工作。

4 AX系列安全型繼電器的種類

常見的AX系列安全型繼電器有無極（包括無極、無極加強(qiáng)接點、無極緩放、無極加強(qiáng)接點緩放）、整流式、有極（包括有極、有極加強(qiáng)）、偏極四種。

安全型繼電器為直流24V系列的重彈力式直流電磁繼電器，其典型結(jié)構(gòu)為無極繼電器，其他各型繼電器均為無極繼電器的派生。因此，它們中的絕大部分零件都能通用。無極繼電器由直流電磁系統(tǒng)和節(jié)點系統(tǒng)兩大部分組成。電磁系統(tǒng)是由鐵芯、L型軛鐵、角型銜鐵、線圈等組成。接點系統(tǒng)是由銀接點單元、動接點單元、電源片單元、拉桿、絕緣軸與動（中）接點軸、壓片、下止片與接點架。

無極繼電器的磁系統(tǒng)為無分支磁路，在線圈上加上直流電壓后，線圈中的電流使鐵芯磁化，在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生工作磁通，它由鐵芯極靴處經(jīng)過主工作氣隙進(jìn)入銜鐵，又經(jīng)過第二工作氣隙而進(jìn)入軛鐵，然后回到鐵芯，形成一閉合回路。在工作氣隙處，由于工作磁通的作用，鐵芯與銜鐵檢產(chǎn)生電磁吸力，當(dāng)電磁吸力大到足以克服機(jī)械負(fù)載的阻力時，銜鐵即與鐵芯吸合。

無極繼電器的機(jī)械特性曲線就是表示隨著磁路工作氣隙的變化，機(jī)械反作用力的變化規(guī)律。繼電器的機(jī)械反作用力由兩部分構(gòu)成：銜鐵的重量和接點系統(tǒng)的機(jī)械力，前者是不變的，而后者是變化的。機(jī)械反作用力包括六個轉(zhuǎn)折點和五個工作過程。其中六個轉(zhuǎn)折點是：第1轉(zhuǎn)折點——后接點在工作位置。此時銜鐵的重力與后接點壓力平衡，繼電器處于穩(wěn)定的落下位置。第2轉(zhuǎn)折點——后接點與托片接觸瞬間。此時動接點與后接點將離開但仍接觸，它們之間具有初壓力，但無公共行程。第3轉(zhuǎn)折點——動接點與后接點分離瞬間。此時動接點與后接點剛分離，它們之間既無壓力，又無間隙。第4轉(zhuǎn)折點——動接點與前接點接觸瞬間。此時動接點與前接點將接觸，它們之間既無間隙，又無壓力。第5轉(zhuǎn)折點——前接點離開托片瞬間。此時動接點與前接點剛接觸，具有初壓力，但無共同行程。第6轉(zhuǎn)折點——前接點在工作位置。此時動接點與前接點間由于走完了共同行程而具有終壓力。

5 繼電器檢修與調(diào)整工藝

繼電器調(diào)整的目的，就是要達(dá)到電氣牽引特性與機(jī)械特性的最好配合。繼電器在工作過程中，電磁系統(tǒng)始終處于主動（牽引）方面，而接點系統(tǒng)處于被動（阻力）方面，故磁路特性的好壞，對繼電器工作起主導(dǎo)作用。因此，調(diào)整繼電器時，就應(yīng)該實行“先磁路、后接點”的原則，這一原則的特點是：用理論與實踐相結(jié)合的辦法，預(yù)先找車?yán)^電器的最佳銜鐵動程，同時合理地安排機(jī)械特性轉(zhuǎn)折點處的工作氣隙，然后，在既定的磁路間隙下，調(diào)整接點系統(tǒng)，同時，反過來又用接點系統(tǒng)的位置來保證上述磁路間隙的實現(xiàn)。這種基于電磁繼電器基本原理指導(dǎo)下的調(diào)整方法，可以達(dá)到電磁牽引特性與機(jī)械特性的最佳配合。

6 繼電器檢修的輔助工藝

6.1 恒溫處理

將檢修完畢、電氣特性合格的繼電器放入恒溫箱內(nèi)進(jìn)行恒溫處理，根據(jù)實踐經(jīng)驗，恒溫處理的目的有二：①對線圈加熱，排除內(nèi)部潮氣；②對已調(diào)整好的接點進(jìn)行低溫?zé)崽幚恚蛘{(diào)整時彎曲彈片而帶來的接點片的內(nèi)應(yīng)力，以鞏固調(diào)整的效果，不使其有過多的內(nèi)應(yīng)力變形。恒溫處理的溫度、時間有兩種掌握方法：一種是+60，24h；另一種是+80，8h。

6.2 動作試驗

經(jīng)恒溫處理的繼電器，冷卻后進(jìn)行動作試驗。試驗的方法：將繼電器放在專用的動作試驗架上，然后線圈上通以每分鐘20次左右的脈沖電源，動作10min。動作試驗的目的，是考察檢修好的繼電器有無電氣、機(jī)械特性的明顯變化，從而進(jìn)一步保證檢修的質(zhì)量。

7 常見的電氣特性故障的分析及處理

7.1 工作值大

這是一種常見的電氣特性故障，分下列幾種情況：

（1）工作值大而釋放值標(biāo)準(zhǔn)。主要原因是銜鐵動程過大，引起主工作氣隙的磁阻增大，電磁吸力顯著下降?？朔@種故障的辦法就是縮小銜鐵動程：若銜鐵角度標(biāo)準(zhǔn)，則可改變后接點位置（向上抬）已減小銜鐵動程；若銜鐵角度大，則縮小銜鐵張角，是銜鐵動程變小。若因止片太厚引起，則換標(biāo)準(zhǔn)止片。

（2）工作值大而釋放值也大。這種現(xiàn)象一般有三種可能性：①動接點與壓力過強(qiáng)?？朔霓k法是減少動接點預(yù)壓力；②前接點共同行程過大、壓力過強(qiáng)?？朔霓k法是適量減少前接點行程和壓力；③電磁系統(tǒng)缺陷。原因：a.線圈短路，更換線圈；b.磁路的鐵芯與軛鐵面緊固不好，接觸不良，應(yīng)予緊固并達(dá)到密貼；c.磁性材料的導(dǎo)磁率低，將導(dǎo)磁體更換。

（3）可動部分的機(jī)械阻卡使工作值升高。如軛鐵與銜鐵的刀刃不尖銳；鋼絲卡扭曲；傳動部分間隙過緊而別勁等，均引起機(jī)械摩擦力的增加，應(yīng)針對原因處理。

7.2 釋放值小

（1）前接點行程小、壓力小?？朔姆椒ㄊ牵杭哟笄敖狱c行程和壓力，使機(jī)械特性恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)位置。但對于緩放繼電器，應(yīng)同時考慮緩放時間不應(yīng)小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

（2）動接點預(yù)壓力小或彈性不足。應(yīng)加大動接點預(yù)壓力，或更換標(biāo)準(zhǔn)的動接點片以保證充足的彈性。

（3）止片太薄?？朔霓k法：更換標(biāo)準(zhǔn)的止片。

（4）磁路缺陷。當(dāng)前接點壓力已達(dá)到40g，止片厚度又標(biāo)準(zhǔn)，而釋放值仍很低，說明磁路元件的剩磁太大，應(yīng)更換之。

7.3 接點電阻大

（1）接觸面不清潔，應(yīng)用砂紙打磨。

（2）接點壓力不夠，接觸面積小。應(yīng)加大接點壓力。

（3）接點初壓力太大，使共同行程過小。應(yīng)減小初壓力，加大共同行程。

（4）接點與接點片假焊。應(yīng)跟換接點片。

TM58

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2095-2066（2016）22-0237-02

2016-7-10

李 蘭（1976-），女，助理工程師，主要從事地鐵信號檢修工作。