浅谈安全型继电器及检修

李兰（成都地铁运营有限公司，四川 成都610000）

浅谈安全型继电器及检修

李兰（成都地铁运营有限公司，四川 成都610000）

作为城市轨道交通信号控制系统的信号继电器，是城市轨道交通信号设备中最主要而又大量采用的元器件之一，为了确保城市轨道交通运输安全与提高运输效率，信号设备的工作性能必须可靠，所以要求信号继电器必须安全可靠。

城市轨道交通；信号控制系统；信号继电器

前言

继电器是自动控制系统和远程控制系统中常用的元器件，它用于接通和断开电路，用以发布控制命令，反映设备状态以及进行逻辑运算，以构成自动控制和远程控制电路。各个领域的自动控制系统均采用继电器。城市轨道交通信号控制技术中也广泛采用继电器，称为信号继电器（在信号系统中，简称继电器），继电器是城市轨道交通信号控制技术中的重要部件。它无论作为继电器式信号系统的核心部件，还是作为电子式或计算机式信号系统的接口部件，都发挥着重要的作用。继电器动作的可靠性直接影响到信号系统的可靠性和安全性。

1 信号继电器检修的目的与要求

继电器在长期运用过程中，由于接点的烧损，可动部分的磨耗，线圈因受潮而绝缘降低，金属零件的氧化、龟裂、变形等，引起机械与电气特性的逐渐变化，如果不进行定期的预防性检修，就有可能因特性变坏而造成设备故障，因此，继电器检修的目的就是要克服继电器运用中产生的缺点，恢复其电气、机械特性，保证其可靠、安全的工作。

按周期有计划的开展继电器检修工作，可以做到无病防病，有病根治，贯彻了信号设备维修工作以预防为主的原则。

2 安全型继电器概述

AX系列安全型继电器是指它的结构必须符合“故障——安全”原则。在故障情况下前阶段闭合的概率远小于后接点闭合的概率。这样，就可以用前接点代表危险侧信息，用后阶段代表安全侧信息。因此安全型继电器在结构上有以下特点：①前接点采用熔点高，不会因熔化而使前接点黏连的导电及导热性能良好的材料。②增加衔铁重量，采用“重力恒定”原理在线圈断电时强制将前接点断开。③采用剩磁极小的电工纯铁构成磁路系统，并在衔铁与极靴之间设有一定厚度的非磁性止片，当衔铁吸起时仍有一定的气隙以防剩磁吸力将衔铁吸住。④衔铁不会因机械故障而卡在吸起状态。

3 信号继电器常用技术名词

额定值：继电器工作时所接入的电源系统的电压或电流值。

工作值：供给继电器动作使前接点全部闭合，并满足规定的接点压力的电压和电流值。

释放值（或落下值）：向继电器线圈供以过负荷值的电压或电流，使前接点闭合后逐渐降低电压或电流，至前接点断开时的电压或电流值。

转极值：向继电器线圈供以规定极性的电压或电流，使有极衔铁转极，而相应位置的接点（定位接点或反位接点）闭合，并满足规定的接点压力的电压或电流值。

充磁值（过负载值）：为了测试释放值，预先使铁芯磁化而向继电器线圈供以4倍工作值的电压或电流值。

吸起时间：向继电器线圈通以规定的电压或电流起至全部前接点闭合的时间。

缓放时间：向继电器线圈供以规定的电压或电流后，切断电源，从断开电源时起至全部动接点离开前接点的时间。

动接点：无极接点组中能闭合前接点和后接点的接点。或有极接点组中能闭合定位接点和反位接点的接点。

前接点：当线圈有电时，动接点与之闭合的接点。

后接点：当线圈无电时，动接点与之闭合的接点。

定位接点：当线圈通以规定的正方向电源，有极动接点与之闭合的接点。

安全系数：额定值与工作值之比，比值愈大，在额定电源下继电器工作愈稳定。

返还系数：落下值与工作值之比，此值愈大，继电器愈灵敏；此值愈小，电源波动大的情况下，继电器仍能稳定工作。

4 AX系列安全型继电器的种类

常见的AX系列安全型继电器有无极（包括无极、无极加强接点、无极缓放、无极加强接点缓放）、整流式、有极（包括有极、有极加强）、偏极四种。

安全型继电器为直流24V系列的重弹力式直流电磁继电器，其典型结构为无极继电器，其他各型继电器均为无极继电器的派生。因此，它们中的绝大部分零件都能通用。无极继电器由直流电磁系统和节点系统两大部分组成。电磁系统是由铁芯、L型轭铁、角型衔铁、线圈等组成。接点系统是由银接点单元、动接点单元、电源片单元、拉杆、绝缘轴与动（中）接点轴、压片、下止片与接点架。

无极继电器的磁系统为无分支磁路，在线圈上加上直流电压后，线圈中的电流使铁芯磁化，在铁芯内产生工作磁通，它由铁芯极靴处经过主工作气隙进入衔铁，又经过第二工作气隙而进入轭铁，然后回到铁芯，形成一闭合回路。在工作气隙处，由于工作磁通的作用，铁芯与衔铁检产生电磁吸力，当电磁吸力大到足以克服机械负载的阻力时，衔铁即与铁芯吸合。

无极继电器的机械特性曲线就是表示随着磁路工作气隙的变化，机械反作用力的变化规律。继电器的机械反作用力由两部分构成：衔铁的重量和接点系统的机械力，前者是不变的，而后者是变化的。机械反作用力包括六个转折点和五个工作过程。其中六个转折点是：第1转折点——后接点在工作位置。此时衔铁的重力与后接点压力平衡，继电器处于稳定的落下位置。第2转折点——后接点与托片接触瞬间。此时动接点与后接点将离开但仍接触，它们之间具有初压力，但无公共行程。第3转折点——动接点与后接点分离瞬间。此时动接点与后接点刚分离，它们之间既无压力，又无间隙。第4转折点——动接点与前接点接触瞬间。此时动接点与前接点将接触，它们之间既无间隙，又无压力。第5转折点——前接点离开托片瞬间。此时动接点与前接点刚接触，具有初压力，但无共同行程。第6转折点——前接点在工作位置。此时动接点与前接点间由于走完了共同行程而具有终压力。

5 继电器检修与调整工艺

继电器调整的目的，就是要达到电气牵引特性与机械特性的最好配合。继电器在工作过程中，电磁系统始终处于主动（牵引）方面，而接点系统处于被动（阻力）方面，故磁路特性的好坏，对继电器工作起主导作用。因此，调整继电器时，就应该实行“先磁路、后接点”的原则，这一原则的特点是：用理论与实践相结合的办法，预先找车继电器的最佳衔铁动程，同时合理地安排机械特性转折点处的工作气隙，然后，在既定的磁路间隙下，调整接点系统，同时，反过来又用接点系统的位置来保证上述磁路间隙的实现。这种基于电磁继电器基本原理指导下的调整方法，可以达到电磁牵引特性与机械特性的最佳配合。

6 继电器检修的辅助工艺

6.1 恒温处理

将检修完毕、电气特性合格的继电器放入恒温箱内进行恒温处理，根据实践经验，恒温处理的目的有二：①对线圈加热，排除内部潮气；②对已调整好的接点进行低温热处理，消除因调整时弯曲弹片而带来的接点片的内应力，以巩固调整的效果，不使其有过多的内应力变形。恒温处理的温度、时间有两种掌握方法：一种是+60，24h；另一种是+80，8h。

6.2 动作试验

经恒温处理的继电器，冷却后进行动作试验。试验的方法：将继电器放在专用的动作试验架上，然后线圈上通以每分钟20次左右的脉冲电源，动作10min。动作试验的目的，是考察检修好的继电器有无电气、机械特性的明显变化，从而进一步保证检修的质量。

7 常见的电气特性故障的分析及处理

7.1 工作值大

这是一种常见的电气特性故障，分下列几种情况：

（1）工作值大而释放值标准。主要原因是衔铁动程过大，引起主工作气隙的磁阻增大，电磁吸力显著下降。克服这种故障的办法就是缩小衔铁动程：若衔铁角度标准，则可改变后接点位置（向上抬）已减小衔铁动程；若衔铁角度大，则缩小衔铁张角，是衔铁动程变小。若因止片太厚引起，则换标准止片。

（2）工作值大而释放值也大。这种现象一般有三种可能性：①动接点与压力过强。克服的办法是减少动接点预压力；②前接点共同行程过大、压力过强。克服的办法是适量减少前接点行程和压力；③电磁系统缺陷。原因：a.线圈短路，更换线圈；b.磁路的铁芯与轭铁面紧固不好，接触不良，应予紧固并达到密贴；c.磁性材料的导磁率低，将导磁体更换。

（3）可动部分的机械阻卡使工作值升高。如轭铁与衔铁的刀刃不尖锐；钢丝卡扭曲；传动部分间隙过紧而别劲等，均引起机械摩擦力的增加，应针对原因处理。

7.2 释放值小

（1）前接点行程小、压力小。克服的方法是：加大前接点行程和压力，使机械特性恢复到标准位置。但对于缓放继电器，应同时考虑缓放时间不应小于标准规定。

（2）动接点预压力小或弹性不足。应加大动接点预压力，或更换标准的动接点片以保证充足的弹性。

（3）止片太薄。克服的办法：更换标准的止片。

（4）磁路缺陷。当前接点压力已达到40g，止片厚度又标准，而释放值仍很低，说明磁路元件的剩磁太大，应更换之。

7.3 接点电阻大

（1）接触面不清洁，应用砂纸打磨。

（2）接点压力不够，接触面积小。应加大接点压力。

（3）接点初压力太大，使共同行程过小。应减小初压力，加大共同行程。

（4）接点与接点片假焊。应跟换接点片。

TM58

A

2095-2066（2016）22-0237-02

2016-7-10

李 兰（1976-），女，助理工程师，主要从事地铁信号检修工作。