左明潔

摘要：隨著高速鐵路的快速發(fā)展，高速動車組車輛逐漸增加，車輛控制系統(tǒng)對于車輛的安全穩(wěn)定運營凸顯重要。繼電器在控制系統(tǒng)中大量應(yīng)用。隨著運營里程及時間的增加，繼電器觸點氧化問題越來越多，嚴(yán)重影響了車輛控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

金屬氧化定義：氧元素與金屬元素發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，稱其為金屬氧化，也是一種重要的化工單元過程.是金屬元素失電子氧元素得電子的過程，最終生成金屬氧化物。繼電器作為電路控制的重要器件，對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。動車組的關(guān)鍵回路大量應(yīng)用繼電器進行控制。繼電器觸點的氧化問題亟待解決。

1 CRH380B型動車組繼電器觸點氧化原因分析

CRH380B型動車組繼電器采用德國西門子公司提供的多種型號繼電器，大量應(yīng)用在安全環(huán)路，車輛牽引控制，煙火報警等系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)診斷系統(tǒng)通過采集繼電器觸點狀態(tài)，對車輛狀態(tài)進行實時監(jiān)控。

由于繼電器觸點在帶電通斷過程中，觸點表面會發(fā)生氧化，電流較小繼電器觸點自潔能力下降，易造成氧化膜堆積，接觸電阻變大，導(dǎo)致繼電器觸點電氣連接不良。正常情況下，一般監(jiān)控繼電器的最小觸點負(fù)載不應(yīng)低于30mA，在不帶載情況下，繼電器百萬次動作試驗無問題，說明車輛運用環(huán)境和負(fù)載對繼電器的使用壽命有較大影響。

2 繼電器去氧化方案的確定

為驗證繼電器觸點通過電流對觸點表面氧化膜的影響，探尋合適的去氧化膜電流值，分別對2組故障繼電器串入不同去氧化電阻進行試驗。A組串入6K電阻網(wǎng)絡(luò)（相當(dāng)于通18.33mA電流）進行試驗，B組給觸點回路通30mA電流，進行試驗。隨著繼電器動作次數(shù)的增加被氧化觸點阻抗逐步降至mΩ級，觸點去氧化效果明顯，測試數(shù)據(jù)詳見表2.2。

3 去氧化模塊裝車方案及對車輛影響分析

根據(jù)繼電器試驗情況分析，采用電流法給繼電器觸點消氧化有一定的效果，在原理上具有可行性。

根據(jù)試驗結(jié)果，在繼電器故障率較高的回路中串接相應(yīng)的去氧化模塊，如圖3.2所示：

3.1去氧化模塊對安全環(huán)路邏輯的影響

去氧化模塊內(nèi)部所用元件為保險和功率電阻，無感性和容性元件。所以在原有安全環(huán)路中繼電器線圈得電后，觸點的斷開和吸合過程不會因為存在附加的延時而影響安全環(huán)路原有的邏輯。

3.2去氧化模塊對設(shè)備壽命的影響

安裝去氧化模塊每一回路電阻采用REP35系列功率電阻，其阻值為3.3K，精度為5%，功率35W。

每一路對應(yīng)電流值為：

繼電器觸點額定載流量大于1A，原電路電流不超過10mA，新增負(fù)載電流相對于繼電器觸點額定載流量影響很小，不會降低繼電器壽命。

3.3模塊對蓄電池應(yīng)急供電時間的影響

CRH3型動車組蓄電池容量為2 320Ah，應(yīng)急供電時間一般為1.5小時。

每一路去氧化回路為30mA，以增加10路計算，則總電流為0.3A。

在應(yīng)急供電時間段內(nèi)消耗電量所占蓄電池容量比例為：

η=

即在整個蓄電池應(yīng)急供電時間段內(nèi)，去氧化模塊所消耗能量相對于蓄電池總?cè)萘恐挥?.07%，完全可以忽略對蓄電池應(yīng)急供電時間的影響。

4 繼電器去氧化的應(yīng)用效果

加裝去氧化模塊的CRH380B動車組累計運行了70萬公里，對加裝去氧化模塊的繼電器觸點進行了測試，測試結(jié)果如表4.1所示。

根據(jù)上述測試結(jié)果可以得出，繼電器觸點在加裝去氧化模塊后，觸點動作阻值明顯下降，表明加裝去氧化模塊能夠解決繼電器觸點氧化問題。

5 結(jié)束語

繼電器觸點去氧化后，大大增強了繼電器觸點工作的穩(wěn)定性，減少了動車組網(wǎng)絡(luò)診斷系統(tǒng)誤報情況的發(fā)生。降低了動車組故障率，提高了動車組運用的穩(wěn)定性。

參考文獻

[1] GB/T2421.1-2008 《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 概述和指南》

[2] GB/T21413.2-2008《鐵路應(yīng)用 機車車輛電氣設(shè)備 第2部分：電工器件 通用規(guī)則》

[3] GB 14048.4-2003 《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 機電式接觸器和電動機起動器》

（作者單位：中車長春軌道客車股份有限公司）