提高鐵路信號安全型繼電器可靠性的分析

孟全治

中鐵一局集團電務工程有限公司 陜西西安 710000

鐵路信號安全型繼電器關互信號系統的穩定性，直接影響列車運行安全，它采用的是重力式原理，是信號系統實現聯鎖邏輯關系的重要執行機構．安全型繼電器安裝于組合架或組合柜內，大部分繼電器時刻處于供電狀態。列車運行徑路辦理過程中，繼電器頻繁吸起落下，繼電器線圈長期帶電工作，線圈發熱不易散發。繼電器接點在通斷過程中產生的拉弧致使節點表面容易氧化，電阻增大導致接觸不良。在繼電器生產、線路建設以及運營環節中，都需要對繼電器可靠性進行保障[1]。

1 電磁繼電器的工作原理

電磁式繼電器由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片及外保護殼組成，它利用電磁效應來實現繼電器的通斷。在線圈兩端加上電壓，電流通過線圈而產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力的作用下吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。線圈斷電后，電磁的吸力消失，銜鐵就會在彈簧的作用力下返回原位，使動觸點與靜觸點（常閉觸點）吸合。這樣吸合、釋放以達到繼電器在控制電路中的通斷目的。繼電器的常開觸點指未通電時處于斷開狀態的靜觸點，繼電器的常閉觸點指通電時處于接通狀態的靜觸點。

2 提高鐵路信號安全型繼電器可靠性的有效措施

2.1 建立三維有限元模型

建立三維有限元模型目的在于繼電器研發或技術改造前用于計算機模擬測試，以確保繼電器產品性能的有力保障。

三維有限元模型作為仿真過程中進行計算的邊界條件之一，其建模的精確度將直接關系到最終仿真結果的準確度。為計算繼電器觸簧系統的固有頻率和模態振型，需要對模型采取分配材料屬性、設置載荷和設定邊界條件等處理步驟。三維有限元模型的建立有助于繼電器產品特性的穩定。

2.2 定型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，從而使參數發生瞬時變化，實現遠距離控制。安全型繼電器的內部結構有著相當嚴格的要求。比如接點系統的動作一定要都相同，而且應該準確無誤。要想準確對電路進行閉合和斷開，銜鐵配重需要合理、標準，線圈斷電后可以很好的避開危險側，中接點和前接點可以在第一時間斷開進入安全區。如果外界的溫度和濕度都發生了巨大的變化時，應當是電氣絕緣的強度維持在較高階段。并且應利用熔點較高的材料作為前接點材料。如此一來可以防止物理形變，確保繼電器的電氣參數及時間參數的平穩。電氣特性，機械特性與時間特性是安全型繼電器的主要特性，這些特性是我們進行檢測和維修護理的依據。明確繼電器特性也是在繼電器生產及維護過程中有效的保障[2]。

2.3 改善繼電器生產材料

相關研究人員在進行研究的過程中，結合相關材料的性質，對有缺點的材料進行相應的改善。一些研究人員認為可以將國產聚碳酸酯材料改為PA46，同時將酚醛模塑料材料改為PT-310，分別作為繼電器接點組拉桿的材料以及電源片單元、空白單元以及動靜接點的材料。選用PA46是因為其作為丁二胺和己二酸縮聚的相應產物，具有高熔點和高結晶度的特點。在高溫的環境下，丁二胺有少量的碳元素，分子間有較強的作用力，在溫度高的環境下耐熱，能夠保證相關材料的剛性和高強度，保證在進行實際應用的過程中，保證相關的材料不易變形，因此作為拉桿材料。選用PT-310材料是因為其作為不飽和聚酯模材料，其具有耐熱改性、受外力的變化較小、有更好的電氣性以及良好耐電弧性，在進行具體的研究過程中，能夠減少相應的缺口，降低吸水性，促進更好的材料選擇。

酚醛模塑料PF2A4-161J是空白單元、電源片的主要材料。但是這種材料在運用過程中也是存在相應的問題。比如，在進行模壓制作的過程中，容易導致熱流動性過長的問題；酚醛模塑料低指標的強度和剛性；酚醛模塑料沒有抗霉變性，不利于實際的應用；在進行制作的過程中，酚醛模塑料會在塑化的條件下，尺寸的穩定性會因此進行相應的降低。

因此不斷改善、研制繼電器生產材料，使用性能更穩定、更可靠的材料，有助于提升繼電器工作的可靠性。

2.4 定期對繼電器日常維護

在對設備進行維護的過程當中，一般會采用兩種模式對其進行維修。分別是故障維修和預防維修。故障維修是指在設備出現問題之后，必須要對其進行維修。預防維修就是說，在設備出現問題之前，對繼電器進行定期的維護[3]。

定期對繼電器進行日常的維護是我們避免故障的有效手段，然其電氣特性是看不見摸不到的東西，而目前繼電器檢測設備并非便攜式的儀表，無法實現實時檢測，建立繼電器使用跟蹤機制，根據使用部位的繼電器的重要性及運行時間長短，有計劃的、科學的進行更換測試，是我們目前能采取的最好的維護模式。

因此研制便攜式繼電器檢測儀器，同樣是我們應該注重研發的方向，以確保信號系統的運行穩定。

3 結語

綜上，在當前對鐵路信號安全型繼電器可靠性進行研究的過程當中，還是存在很多問題，所以要對國內外的相關技術進行借鑒，進行不斷的創新，將安全型繼電器的可靠性進行提升，可以將設備的整體使用壽命進行延長，將設備運行過程當中的安全性進行保證，提高設備的安全性，提高工作效率。