提高鐵路信號安全型繼電器可靠性的分析

李雪

摘? 要：文章主要分析了鐵路信號安全型繼電器的可靠性，重點(diǎn)對當(dāng)前鐵路信號安全型繼電器的可靠性研究的重要性以及現(xiàn)狀進(jìn)行了相關(guān)的討論。在對當(dāng)前的安全型繼電器的可靠性進(jìn)行研究的過程當(dāng)中，仍然面臨很多的問題。通過對提高鐵路信號安全型繼電器的可靠性進(jìn)行分析，以期保證繼電器的使用安全，保證設(shè)備的正常使用。

關(guān)鍵詞：安全型繼電器;可靠性;使用安全

中圖分類號：U284? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）10-0070-02

Abstract： In this paper， the reliability of railway signal safety relay is analyzed， and the importance and present situation of the reliability research of railway signal safety relay are discussed in detail. In the process of studying the reliability of the current safety relay， there are still many problems. Through the analysis of improving the reliability of railway signal safety relay， it is intended to ensure the safety of relay use and the normal use of equipment.

Keywords： safety relay; reliability; use safety

1 概述

當(dāng)前，隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，人們的生活水平也在不斷的提升，國家的鐵路路網(wǎng)系統(tǒng)也隨之得到了飛速的發(fā)展。在鐵路路網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行的過程當(dāng)中，要將控制系統(tǒng)給以及信號設(shè)備系統(tǒng)的安全性進(jìn)行保證。在鐵路信號設(shè)備系統(tǒng)當(dāng)中有一個(gè)很重要的基礎(chǔ)部件，那就是安全型繼電器，所以一定要將繼電器的可靠性進(jìn)行保證。

2 提升安全型繼電器可靠性的重要性

2.1 保證設(shè)備的正常使用

在傳統(tǒng)的鐵路信號控制電路當(dāng)中最重要的一個(gè)元件就是安全型繼電器，在將電路進(jìn)行斷開以及閉合的過程當(dāng)中，應(yīng)用的方式相對比較特別，這樣可以對線路占用檢測進(jìn)行完成，還可以進(jìn)行進(jìn)路安排，對道岔選擇工作任務(wù)進(jìn)行完成。在當(dāng)前國內(nèi)的一些傳統(tǒng)信號控制系統(tǒng)當(dāng)中，承擔(dān)的運(yùn)輸任務(wù)還是很繁重。如果想要將安全運(yùn)行進(jìn)行保證，那么需要全面的對安全型繼電器進(jìn)行相關(guān)的分析。在高速鐵路和城市軌道交通建設(shè)發(fā)展的過程當(dāng)中，對于一些系統(tǒng)設(shè)備和基礎(chǔ)的元件以及設(shè)備的使用壽命都有很嚴(yán)格的規(guī)定和要求。針對軌道交通信號繼電器來說，對其的使用壽命有具體的標(biāo)準(zhǔn)，例如結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和損耗率低以及查錯(cuò)比較方便等都是對其的要求。在對繼電器進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，要對材料更新工作以及產(chǎn)品的物理特性方面的工藝改進(jìn)工作進(jìn)行重視。在實(shí)際使用安全型繼電器的過程當(dāng)中，如果出現(xiàn)一些細(xì)微的問題，那么就有可能對設(shè)備的正常使用產(chǎn)生一定的問題，要對設(shè)備的安全性進(jìn)行保證，對其使用壽命進(jìn)行延長，定期對其進(jìn)行維護(hù)，保證設(shè)備的正常使用。

2.2 保證系統(tǒng)的使用安全

在鐵路系統(tǒng)的所有安全指標(biāo)當(dāng)中，最重要的就是安全可靠性。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程當(dāng)中，不管出現(xiàn)的問題多么微小，都會對整個(gè)信號系統(tǒng)產(chǎn)生一些安全方面的威脅。一般來說，對于安全型信號繼電器，工業(yè)要求相對較高，觸點(diǎn)系統(tǒng)必須要和系統(tǒng)同步，而且信號要穩(wěn)定和精準(zhǔn)，對其使用壽命要求較高，在進(jìn)行閉合和斷開電路的過程當(dāng)中，要保證電氣功能充足。如果設(shè)備身處的環(huán)境和濕度的變化較大，那么就要保證電氣絕緣強(qiáng)度夠高。還要將設(shè)備的時(shí)間特性以及電氣特性進(jìn)行保證，保證設(shè)備可以進(jìn)行長時(shí)間的工作，還要對其壽命進(jìn)行保證。如果繼電器不同，那么性能也會不同。在安全使用信號安全型繼電器的過程當(dāng)中，如果使用設(shè)備的時(shí)間超過八年，或者使用的次數(shù)超過規(guī)定，那么就要及時(shí)的更換設(shè)備，要將舊的設(shè)備進(jìn)行維修。但是在實(shí)際使用的過程當(dāng)中，有些繼電器并沒有達(dá)到自己應(yīng)該有的使用壽命，仍然可以正常的進(jìn)行工作。但是如果很多繼電器已經(jīng)到期了，對設(shè)備進(jìn)行更換，那么就會產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)的情況。存在一些繼電器，并沒有將其規(guī)定的工作時(shí)限達(dá)到，就已經(jīng)出現(xiàn)了一些問題，這會對設(shè)備的正常使用產(chǎn)生一定的影響，而且會對整個(gè)信號系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。

2.3 對故障進(jìn)行及時(shí)維修

在對設(shè)備進(jìn)行維修的過程當(dāng)中，一般會采用兩種模式對其進(jìn)行維修。一種是故障維修，另一種是預(yù)防維修。故障維修就是說，在設(shè)備出現(xiàn)問題之后，必須要對其進(jìn)行維修，機(jī)器會呈現(xiàn)出一種被維修的狀態(tài)。預(yù)防維修就是說，在設(shè)備出現(xiàn)問題之前，要對設(shè)備進(jìn)行定期的維護(hù)。如果使用故障維修的方式，那么就會替代維修的繼電器，這樣就不會對設(shè)備的安全性產(chǎn)生很大的影響。如果是使用預(yù)防維修的方式，對設(shè)備進(jìn)行定期的檢測，這樣并不能對繼電器的參數(shù)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測，如果在對其進(jìn)行維修檢測的過程當(dāng)中，有比較長的時(shí)間間隔，那么很有可能會將設(shè)備當(dāng)中的故障遺漏，那么就會將徹底無法對其進(jìn)行維修的情況發(fā)生。所以對安全型繼電器的可靠性進(jìn)行相關(guān)的研究具有的價(jià)值很高。

3 安全型繼電器的特性

擁有繼電特性是安全型繼電器的一大特征。這種特性可以改變參數(shù)，從而使參數(shù)發(fā)生瞬時(shí)變化，實(shí)現(xiàn)對較大物體的遠(yuǎn)距離控制。安全型繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有著相當(dāng)嚴(yán)格的要求。比如接點(diǎn)系統(tǒng)的動(dòng)作一定要都相同，而且應(yīng)該準(zhǔn)確無誤。可以很好的對電路進(jìn)行閉合和斷開，銜鐵也要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的重量。這樣可以使得線圈電源在被切斷的時(shí)候，可以很好的避開危險(xiǎn)側(cè)，中接點(diǎn)和前接點(diǎn)可以在第一時(shí)間斷開進(jìn)入安全區(qū)。如果外界的溫度和濕度都發(fā)生了巨大的變化時(shí)，應(yīng)當(dāng)是電氣絕緣的強(qiáng)度維持在較高階段。并且應(yīng)利用熔點(diǎn)較高的材料作為前接點(diǎn)材料。如此一來可以防止物理形變，保持平穩(wěn)的電器參數(shù)與時(shí)間特性等。電氣特性，機(jī)械特性與時(shí)間特性都是安全型繼電器的主要特性。這種特性可以幫助繼電器進(jìn)行更好的檢測和維修護(hù)理。電氣特性的值分為很多種，比如額定值，釋放值和反向工作值等。而對于安全行繼電器中的機(jī)械特性來說，機(jī)械力就是其主要的參數(shù)，而這種機(jī)械力則又包括接點(diǎn)簧片的彈力以及位于銜鐵上重錘片的重力。在繼電器進(jìn)行接通或者斷開的時(shí)候，新磁通會阻礙原有的磁通，那么就會造成緩慢動(dòng)作產(chǎn)生的特性就叫做時(shí)間特性。

4 現(xiàn)階段繼電器主要的研究內(nèi)容

4.1 繼電器接點(diǎn)組拉桿材質(zhì)

現(xiàn)階段，對鐵路信號安全型繼電器進(jìn)行相關(guān)的研究的過程中，一些信號工廠會對繼電器接點(diǎn)組拉桿采用國產(chǎn)未改性聚碳酸酯，這種材料在一定程度上存在一定的問題，比如這種材料本身比較脆弱，在進(jìn)行塑造完成后，會很容易受到相應(yīng)的外力干擾，從而影響繼電器的拉桿，造成相應(yīng)的缺口，如果外力持續(xù)，且不采取相關(guān)的措施，就會導(dǎo)致拉桿的斷裂。對于現(xiàn)階段的繼電器接點(diǎn)組拉桿，斷裂的拉桿會對鐵路的正常運(yùn)行造成相應(yīng)的影響，比如影響行車的效率以及安全等。因此在進(jìn)行具體研究中，針對拉桿的材料，需要進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，對機(jī)械的理化性能如尺寸穩(wěn)定性、耐磨性以及強(qiáng)度等內(nèi)容。

4.2 繼電器電源片、空白單元以及動(dòng)靜接點(diǎn)的材質(zhì)

在進(jìn)行繼電器安裝的過程中，酚醛模塑料PF2A4-161J是電源片、空白單元、動(dòng)靜接點(diǎn)的主要材料。但是這種材料也在實(shí)際的運(yùn)用的過程中，存在相應(yīng)的問題。比如，在進(jìn)行模壓制作的過程中，容易導(dǎo)致熱流動(dòng)性過長的問題;酚醛模塑料低指標(biāo)的強(qiáng)度和剛性;酚醛模塑料沒有抗霉變性，不利于實(shí)際的應(yīng)用;在進(jìn)行制作的過程中，酚醛模塑料會在塑化的條件下，尺寸的穩(wěn)定性會因此進(jìn)行相應(yīng)的降低。在繼電器實(shí)際應(yīng)用的過程中，會因?yàn)榇罅壳逦酃ぷ鳎谝欢ǔ潭壬蠈?dǎo)致繼電器在后期有大的調(diào)整，因此會影響繼電器的穩(wěn)定運(yùn)行。

5 材料改善

相關(guān)研究人員在進(jìn)行研究的過程中，結(jié)合相關(guān)材料的性質(zhì)，對上述有缺點(diǎn)的材料進(jìn)行相應(yīng)的改善。一些研究人員認(rèn)為可以將國產(chǎn)未改性聚碳酸酯材料改為PA46，同時(shí)將酚醛模塑料材料改為PT-310，分別作為繼電器接點(diǎn)組拉桿的材料以及電源片單元、空白單元以及動(dòng)靜接點(diǎn)的材料。其中選用PA46原因是因?yàn)椋鹤鳛槎《泛图憾峥s聚的相應(yīng)產(chǎn)物，具有高結(jié)晶度以及高熔點(diǎn)的特點(diǎn)。在高溫的環(huán)境下，丁二胺有少量的碳元素，分子間有較強(qiáng)的作用力，在溫度高的環(huán)境下耐熱，能夠保證相關(guān)材料的剛性和高強(qiáng)度，保證在進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的過程中，保證相關(guān)的材料不易變形 ，因此作為拉桿材料。選用PT-310材料的原因?yàn)椋鹤鳛椴伙柡途埘ツ２牧希渚哂心蜔岣男浴⑹芡饬Φ淖兓^小、有更好的電氣性以及良好耐電弧性，在進(jìn)行具體的研究過程中，能夠減少相應(yīng)的缺口，降低吸水性，促進(jìn)更好的材料選擇。

6 當(dāng)前對安全型繼電器可靠性進(jìn)行研究的現(xiàn)狀

在當(dāng)前的階段當(dāng)中，探索鐵路信號安全型繼電器的機(jī)理，對壽命預(yù)測方法以及繼電器的可靠性進(jìn)行研究，這些問題的研究體系相對來說不是很完善。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，高速鐵路也隨之飛速的發(fā)展，這對計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的普及提供了相關(guān)的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)信號設(shè)備系統(tǒng)是由安全性繼電器組成的，所以在國內(nèi)外當(dāng)中還沒有研究鐵路信號安全型繼電器壽命預(yù)測以及可靠性的系統(tǒng)。如果想要對安全性繼電器的可靠性進(jìn)行相關(guān)的研究，那么可能就需要對國內(nèi)外行業(yè)在研究航天用繼電器以及其他繼電器的相關(guān)方法進(jìn)行借鑒。繼電器的種類相對來說比較多，而且這些繼電器的工作原理都是相通的，所以可以對這些安全型繼電器進(jìn)行相關(guān)的學(xué)習(xí)和借鑒，這樣在對繼電器進(jìn)行研究的過程當(dāng)中，可以加入一些新思路，研究面也更加廣泛。

在對繼電器失效模式進(jìn)行分類的過程當(dāng)中，要將相關(guān)的規(guī)定作為劃分依據(jù)，將其分為隨機(jī)失效以及退化性失效。隨機(jī)性失效就是繼電器在一些特定的工作條件或者是環(huán)境進(jìn)行工作的過程當(dāng)中，要將穩(wěn)定的工作狀態(tài)進(jìn)行保持。但是可能在一個(gè)隨機(jī)的時(shí)刻，繼電器就突然沒有辦法將應(yīng)有的功能發(fā)揮出來，無法對其進(jìn)行正常使用。導(dǎo)致繼電器出現(xiàn)隨機(jī)性失效的原因有很多種，不管是外部因素還是內(nèi)部因素都有可能。退化性失效就是說隨著不斷加長的繼電器的工作時(shí)間和動(dòng)作次數(shù)，繼電器的性能會變的越來越低，最后會導(dǎo)致繼電器無法正常使用的情況發(fā)生，對鐵路信號安全型繼電器的可靠性產(chǎn)生影響，影響設(shè)備的正常使用。

7 結(jié)束語

綜上，在當(dāng)前對鐵路信號安全型繼電器可靠性進(jìn)行研究的過程當(dāng)中，還是存在很多問題，所以要對國內(nèi)外的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行借鑒，進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，將安全型繼電器的可靠性進(jìn)行提升，可以將設(shè)備的整體使用壽命進(jìn)行延長，將設(shè)備運(yùn)行過程當(dāng)中的安全性進(jìn)行保證，提高設(shè)備的安全性，提高工作效率。

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