JSBXC-850 型时间继电器的故障分析和处理

2013-07-20沈建苹上海铁路局杭州电务段

上海铁道增刊 2013年2期

沈建苹上海铁路局杭州电务段

继电器是铁路电气集中车站电务信号设备的重要组成部分。继电器在运用中不可避免地会出现接点可动部分磨耗、损伤，金属零部件的氧化、变形、龟裂，线圈绝缘电阻的绝缘降低等，如果不定期地对继电器进行检修测试，就有可能因为继电器机械性能、电气特性的变化而造成设备故障。因此，对应用中的继电器要按照周期有计划地进行检修。JSBXC-850 型时间继电器用于铁路信号设备，在电路中主要作用是控制电气集中的限时解锁。

1 继电器的构造与特性

继电器由时间控制单元与JWXC-370/480 型无极继电器组合而成，继电器的机械特性、电气特性与JWXC-370/480型继电器基本相同，如表1、表2 所示，补充说明一下继电器的特别规定及在检修中应注意的几个问题：

（1）继电器的延时误差均不能超过标准值的±15%。（检修时不超过±10%）

（2）在通电至继电器闭合的缓吸时间内，后接点的压力为10 mN～15 mN。

（3）R2 的大小应保证在C1 充电到延时时间的60%放电时，电流通过370Ω线圈，继电器不吸起，同时还必须保证在电源电压降至21 Ⅴ，双线圈同时通电时，继电器应可靠吸起。

（4）在测试各档延时时间时，每次测试应间隔2 min。

表1 继电器的电气特性

表2 继电器的机械特性

2 继电器的动作原理

JSBXC-850 型继电器是一种电子缓吸时间继电器，通过不同的接线，可获得180 s、30 s、13 s、3 s 等四种延时，它有4个时间选择端子（52、61、63、83），可以根据需要将其中一个端子与51 端子连接，将延时固定，以满足信号电路的需要。继电器的电路见图1，电路由稳压电路、充电电路和自闭电路组成，其核心是采用了有单结晶体管组成的脉冲延时电路。下面说明一下继电器是怎样获得延时的。

图1 继电器电路图

继电器工作时，从73、62 端子加直流24 Ⅴ电源，由于在单结晶体管BT 的发射极E 和第一基极B1 的放电回路中接入了继电器的前圈（370Ω），而继电器的后圈480 Ω 则通过电阻R1、及51、53端子与电源连接，而51、53 端子受继电器自身一组动接点11、12 的控制和R4形成自闭电路。这样当接通电源时，480Ω 线圈有电流通过，其电路见图2。

图2 继电器工作路径图之一

此时，由于R1 的电阻很大，为3 kΩ～4.7 kΩ, 因此通过480 Ω 线圈的电流很小，继电器不会动作。

与此同时，在充放电回路中，电容C1 也开始充电，其电路见图3。

图3 继电器工作路径图之二

因为此电流流过370 Ω 线圈的方向正好与480 Ω 线圈的相反，因此继电器也不会动作。

当电容器C1 充电电压上升到大于单结晶体管BT 的击穿电压时，则BT 的发射极E 与第一基极B1 导通，C1 放电，其电路图4。

此时电流流过前圈的方向与后圈相同，而且两者之和可以达到继电器的工作安匝，继电器的衔铁立即吸合。

图4 继电器工作路径图之三

继电器吸起后，继电器的前接点11-12 沟通了自闭电路（见图5）。

图5 继电器工作路径图之四

由于R4 与R1 并接，电路的电阻降低近一半，流过继电器的后圈电流增加到大于继电器的释放电流，继电器可靠吸起。

由此可见，由于BT 与C1 组成的脉冲延时电路的存在，使继电器从电源接通到完全吸合经过一段时间，这一段时间就是继电器吸起延时时间，这一吸起延时与充电电路的下列参数有关：

（1）C1 的电容量越大，则充电达到单结晶体管击穿电压的时间越长，那么吸起时间也越大。

（2）充电电路的电阻R 越大，则电容器充电电流很小，充电时间必然延长，故延时越大。电路利用这一特点，在端子52、61、63、83 分别接入不同电阻值。获得四种延时。

（3）与单结晶体管的击穿电压有关，而击穿电压又由单结晶体管的分压比η决定。分压比η 越大，击穿电压越高，则C1 充电电压升高，缓吸延时加大。

电路中其他元件的作用是：

（1）电路中串接的稳压管D2 与D3,其作用是为了消除电源电压波动对延时的影响，串联后的稳压值为19.5 Ⅴ～20.5Ⅴ，保证继电器电源电压在21 Ⅴ～27 Ⅴ间变化时，吸起时间仍保持标准值。

（2）二极管D1 是为防止电源极性接错而设。当电源接错时，它使电路不通而本身承担了全部电源电压。

（3）二极管D4 是吸收继电器的370 Ω 线圈的磁场能量的，防止继电器断电时，引起的反电势使单结晶体管BT 击穿，从而避免了电路的干扰。

（4）C2 是单结晶体管第二基极的平滑电容，同时也是稳压后的滤波电容，以消除电源杂音对电路延时的干扰。

（5）R5 是单结晶体管的基极电阻。

3 常见故障的分析和处理

3.1 故障现象1：继电器通电后不动作

故障原因之一：稳压管D2 与D3 被击穿。用电压法测量D2 与D3 两端电压是否在19.5 Ⅴ～20.5 Ⅴ间。如果电压只有10Ⅴ左右或为零，可以确认D2 与D3其中之一被击穿或两者都被击穿短路，使单结晶体管及C1 上的不到足够的电压，继电器通电后不动作。同时，R3 严重发热，甚至烧黑。

处理方法：应立即切断电源，取下稳压管，并更换。

故障原因之二：电容器C1 被击穿。C1 被击穿后，继电器前圈中有恒定电流通过，此电流与后圈的电流方向相反。因此继电器通电后不动作。

处理方法：用电压表测试C1 两端电压，若没有充电时的电压上升过程，说明C1 被击穿短路，给予更换。

故障原因之三：单结晶体管BT 的发射极E 与第一基极B1 之间被击穿短路。

用电压表测量C1 两端电压时，没有充放电过程，同时前圈中没有电流，只有后圈通电。

处理方法：更换单结晶体管。

故障原因之四：单结晶体管B1 与B2 之间断路、B2 断线、假焊等，BT 的E与B1 之间成为普通二极管，用电压表测量C1 两端电压时，没有充放电过程，继电器不动作。

处理方法：更换单结晶体管。

故障原因之五：R2 断路或假焊，使C1 没有充放电回路，造成继电器不动作。

处理方法：更换R2 或重新焊接。

故障原因之六：C2 被击穿，使得BT的B1 与B2 被短路，用电压表测量C1两端电压时，同样没有充放电过程，此现象伴随着电阻R5 的严重发热，甚至烧损。

处理方法：更换C2。

故障原因之七：继电器前圈（370Ω）断线，继电器无法工作。

处理方法：更换线圈。

故障原因之八：D4 反接，C1 有充放电过程，但继电器不动作。

处理方法：重新焊接D4。

3.2 故障现象2：继电器通电后延时动作，但不保持

这种故障的原因是后圈得不到足够的保持电流。

故障原因之一：R1 或R4 断线、假焊、阻值增大，使后圈供电回路电阻增加，线圈中电流减少，使继电器的衔铁不能保持吸合状态。

处理方法：更换电阻或补焊。

故障原因之二：继电器11-12 接点接触不良，断开了自保电阻R4，继电器将不停地跳动，但不能保持衔铁的吸合状态。

处理方法：调整继电器。

故障原因之三：480Ω 线圈断线或假焊。

选择该院收治的106例糖尿病骨科手术患者为研究对象，随机分为两组，每组53例。观察组年龄40～79岁，平均（59.3±10.4）岁，其中 21 例为女性、32 例为男性，骨科类型：15例为股骨头颈部骨折、5例为胫腓骨骨折、20例为肱骨骨折、13例为踝关节骨折；对照组年龄42～80 岁，平均（59.5±10.6）岁，其中 23 例为女性、30 例为男性，骨科类型：13例为股骨头颈部骨折、4例为胫腓骨骨折、22例为肱骨骨折、14例为踝关节骨折。两组的骨折类型、年龄等基线资料差异无统计学意义（P>0.05）。

处理方法：更换线圈或补焊。

另外，机械特性不合格也会引起此故障现象，如前接点的压力过大。处理方法：减小前接点的压力，但须在合格范围内。

3.3 故障现象：继电器在某一延时部位时通电后不动作

故障原因：这说明该部位的充电电阻开路或假焊。应查明原因，以予克服。JSBXC 型继电器经常发生3 s 延时部位动作，而13 s、30 s、180 s 等延时部位不动作。当用电压表测试C1 上的充电电压，可以观察到在3 s 延时部位，C1 上有不断的充放电过程，而在其他延时部位，则C1 上充电到一定的电压即停止上升，且没有放电过程。这种现象说明C1 上的充电电压达不到单结晶体管发射极与基极导通所需的峰点电压。原因是：电容器C1 漏泄电流或单结晶体管的ICBO 过大，则此漏泄电流在充电电阻上造成的压降使C1 的充电电压达不到单结晶体管所需的峰值电压，所以电路失去放电过程，继电器不动作。

处理方法：确定不良元件，予以更换。