提高信号继电器技术性能的方法与途径李兰

提高信号继电器技术性能的方法与途径李兰

李兰

成都地铁运营有限公司四川成都610041

摘要：随着社会的发展，信号继电器作为铁路信号的重要执行元件，期产品性能和质量应得到提高和发展，通过现状进行分析，指出了AX系类继电器产品质量和性能改进的重要问题，并提出了研制适合于高速铁路和客运专线使用的新型继电器。

关键词：信号继电器；信号；重要问题

目前，在与信号机、转辙机及车站联锁配合中，继电器的品种，规格在不断增加。在本世纪初，随着计算机技术在铁路信号领域大量的应用，信号继电器的品种和数量也在逐渐减少，国内AX继电器按照国家标准来进行，并以此加强接点片由疲劳等原因折断和接点电阻不稳定造成电路不正常工作等原因。

1信号继电器发展的情况

从现场收集到的继电器故障问题主要集中在线圈断线中，加强接点片由于疲劳等原因折断和接点电租不稳定造成的电路不正常工作等问题，与世界一流的信号产品比较，在产品质量上还存在差距，在产品安全性、可靠性方面标准和理念的不一致，当然在现阶段发展过程中，该阶段还是存在的问题，因此就需要及时进行解决，来保证对信号继电器发展的方向。

2AX继电器使用存在的主要问题

该系列继电器是国内广泛使用的铁路信号继电器，产品制造处于国内先进水平，在初步估算目前所使用该系列继电器是在1000万台以上，由于继电器寿命管理期限为15年，实际还有超期使用的继电器，因此，每年均收集到继电器使用出现故障或问题的报告，分析和总结故障案例，有助于提高产品质量。

AX系列继电器在使用中存在的主要问题如下：

1）新型的继电器线圈断线、接点片疲劳断裂。2）该继电器线圈断线、接点接触不良造成电路功能失效。3）在新型继电器整流二极管击穿损坏。4）时间继电器在使用过程中受干扰后可能造成控制电路功能失效，继电器应吸起时不吸起。

2.1当然对上述问题进行分析，其原因如下：

1）从收集的现场继电器故障数据分析，继电器线圈断线，与继电器型号没有直接关系，产品从出厂时间来看，在以往生产的继电器所占比例较大，有些继电器是在传统的时间出厂，处于继电器规定的寿命管理期限附近，但是从继电器功能及制造质量来讲，继电器即使超过了使用寿命，继电器线圈也不应出现断线的故障，这与生产过程的质量控制和装备的技术水平有关。2）有机加强接点继电器动接点在使用过程中存在断裂现象，主要原因因为有极加强接点继电器衔铁闭合与释放时，受到了冲击力比较大，动接点运动行程大，造成动接点片疲劳断裂。另一方面原因是在产品制造过程中村在动接点片表明划伤现象。随着铁路运行密度和车速的提高，每天继电器动作次数明显提高，个别继电器使用年限或使用次数超出产品规定的界限，这也是继电器动接电片断裂的另一个原因。3）整流继电器二极管损坏的原因可以分为两种，有部分继电器投入使用时间比较短，有的是在开通过程中整流二极管损坏，起原因是继电器开通阶段，现场可能存在电流混电问题，造成二极管过流损坏。另一种原因是整流二极管本身存在潜在的质量隐患，在使用过程中或当外在的电气或机械应力提高，环境温度或湿度的变化造成潜在隐患变成实际电子元件的故障。近几年的发展中，工厂在继电器的生产过程中，将二极管逐件进行老化筛选，整流继电器电子元件早期失效问题得到很好的解决。4）时间继电器由于抵抗电磁干扰能力不强，造成新型继电器使用过程中功能失效，继电器是因为现场配线施工不规范或没有考虑到电磁干扰，没有将屏蔽的地线有效的接地，因此造成继电器电源感应到高频电压信号，继电器不能正常工作，解决问题的主要办法是提高时间继电器的抗干扰能力，在继电器电源线上增加磁环，降低耦合干扰产生的电信号，采取措施后，实际效果良好。

3国际标准与国家标准对照存在的主要差异

国际标准新型继电器与国际铁路联盟标准来进行对照，由于对信号系统及器件的安全理解存在一些差异，主要体现在三个方面：1）当标准化的设置达到一定范围的时候，更要加强继电器的结构设计，那么这个时候就必须要采用强制引导的接点结构。2）接点必须是采用无熔焊危险的材料。3）继电器的使用过程中，抗振动性应达到较高的水平。

4信号继电器改进的方法和途径

国内生产企业近年来不断改进产品的设计与质量，提高工艺制造水平和生产过程的质量控制能力，并且结合现场收集数据的分析，企业主要进行了以下改进：

4.1继电器线圈绕制工艺的提高

将继电器线圈架材质由热固性塑料改进改为热塑性塑料，虽然材料的成本成倍增加，但提高了零件加工精度和生产效率，解决了生产和使用过程零件易损坏等问题。采用数控设备绕制线圈，使线圈的匝数误差控制在一定的范围内，线圈绕制的一致性大大提高。采用一定范围的绝缘胶带进行线圈表面绝缘封闭，解决线取俺引线端绝缘及断的问题，这样从整体上提高了线圈质量和制造水平，也大大减少了继电器故障数量。

4.2减少继电器接点电阻

继电器接点的接触电阻一直生产过程控制的一个难题，近年来虽未改进生产工艺，但注意生产过程和生产环境对接点表面的影响还是比较大，并在触头制造成型后就采取必要保护措施，注意接点保护的持续性和有效性。特别注意生产环境中温度、湿度及有害气体可能对接点表面的影响。通过采取有效措施并注意环境对接点电阻的影响，取得了比较好的控制效果，特别是近一年来，继电器接点电阻控制明显好于从前，不论是产品出厂检验、现场测试及产品寿命试验，继电器接点电阻都能比较稳定地控制在相对范围内。

4.3加强接点单元进行改进

在动片根部增加辅助片，减少动接点片在工作中应力集中，还能有效防止生产过程中可能在动接点片上产生的划痕。尤其是在改进后，加强动接点片在继电器正常使用中断裂问题基本得到了解决。

4.4AX继电器产品标准与新型继电器对比所存在的差异

该继电器和新型继电器是很难通过产品改进进行解决，很多问题是由于产品结构设计阶段遵守的标准和产品安全理念不同产生的结果。那么如果要想得到解决，就必须重新制定产品产品开发的技术条件，重新思考产品安全准则，研制新系列的信号继电器，使信号继电器的产品质量和技术性能达到世界先进水平。

4.5关于对继电器中主要控制的对象

继电器主要控制对象是继电器间的逻辑、点灯电路和道岔电路，相对来讲，继电器接点电阻的变化对继电器的功能影响比较小。在继电器与计算机配合使用的电路中，继电器接点电阻对完成电路功能影响比较大，可能直接影响到电路控制或检测功能，造成信号系统某项功能失效，影响行车安全。

5新型铁路信号继电器的研制

在有关客运专线开通的时候，这样也就标志着我国相关性铁路运输的信号比较大，同样也达到了世界先进水平，为了提升国产信号继电器的质量与性能，满足铁路市场对信号继电器的安全性、可靠性的质量要求，使国内铁路信号产品的制造达到世界先进水平，制定开发适合于客运专线及铁路使用新型信号继电器计划、重点从信号继电器的安全、可靠性和可维护性要求进行改进设计，并且把新型继电器放在首位，进行解决。

小结：以上所述，新型继电器的插接方式应该保持在与AX系列继电器插座基础上开始使用，那么在此基础上，还应设计适合现场非焊接式配线要求的插座，保证与继电器插接方便，接触可靠，安全和固定方式这样在室内也可以使用，从而达到继电器插接的可靠性和安全性。

参考文献：

[1]曹云东，孙宏杰，王贝贝，刘炜.铁路信号继电器触簧系统冲击特性应用研究[J].机电元件，2014.