finder80.91型繼電器檢測裝置的設計研究

李國良　耿燦

摘要：課題主要以沈陽地鐵二號線電客車制動系統的finder80.91型時間繼電器為例結合繼電器的故障原因優化現有檢測方法。目前檢測手段主要通過低電阻測試儀、示波器等儀器對繼電器進行人工檢測，步驟較為繁瑣，finder80.91型繼電器檢測裝置實現了finder80.91型繼電器的自動化檢測，減少了人力成本，提升了運營服務質量。

關鍵詞：繼電器;地鐵列車;檢測裝置

一、選題目的及背景

繼電器在二號線電客車中有廣泛的應用，例如空壓機排污控制、列車牽引制動邏輯等功能都是由繼電器控制實現的。finder80.91型時間繼電器為二號線電客車空壓機供風管路排污控制裝置，一旦損壞會導致空壓機常排風，嚴重時會造成列車風壓過低引起緊急制動，對運營服務質量造成較大的影響。

二、finder80.91型繼電器結構原理及故障表現

（一）結構分析

目前二電客車使用的時間繼電器主要分為定時繼電器和延時繼電器兩種，finder80.91型繼電器屬于定時繼電器的一種。80.91型繼電器內部分為電磁執行機構和由單片機控制的時間控制機構。

80.91型繼電器執行機構，它是由電磁系統和觸點系統兩大系統組成的。具體由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。[1]

（二）工作原理

圖1為80.91型時間繼電器B1觸點常得電時的邏輯關系，當B1觸點得電時18觸點與巧觸點會執行T1時間的導通，16觸點與巧觸點執行T2時間的導通，18觸點、16觸點相對巧觸點開閉合的周期相反。

（三）故障表現

finder80.91型時間繼電器安裝在空壓機電器控制箱內，正常工作狀態下空壓機得到運行指令后，如圖2所示KT繼電器線圈得電，KT常開觸點閉合，290線得電。K2為finder80.91型時間繼電器，此時K2時間繼電器的A1、A2、B1觸點同時得電。80.91型時間繼電器在電路中的功能為控制水分離器（WSDR）、二級過濾裝置（DDR）、管道過濾器（PDR）的定時排污，三個過濾裝置在空壓機結構中主要起清潔風源的作用，根據空壓機設計原理，每隔120s排污裝置需排污一次，每次排污時間為2秒。空壓機三個過濾裝置中分別在電路中串聯了1個排污電磁閥，通過80.91型時間繼電器給出的通斷信號來準確執行排污動作。

80.91型時間繼電器出現故障時，電客車主要表現為故障端空壓機過濾裝置異常排風。當80.91型時間繼電器出現故障時，三個過濾裝置的排污電磁閥處于常開啟狀態，空壓機無法輸出壓縮空氣至管路，可能會造成電客車晚點甚至下線，對運營服務質量造成較大的影響。

三、finder80.91型繼電器檢測裝置的原理及驗證

（一）檢測手段優化的意義

目前時間繼電器功能性檢測主要使用示波器觀察波形變化，計時方式采用人工計時，不僅檢修效率低而且較為繁瑣，無法完成對80.91型繼電器多次測量。

制作時間繼電器檢測裝置的目的是通過自動化檢測提高了80.91型繼電器的檢測效率和檢修質量，減少檢修人員勞動強度并避免了觸電的危險。[2]

（二）硬件設計原理

繼電器檢測裝置以8位增強改進型單片機STC15F2K16S2為控制核心。STC15F2K16S2型單片機具有2KB的片內SRAM，45KB非揮發EEPROM、雙異步串行口、8路10位A/D轉換器、3個16位的定時器/計數器、3通道PCA/CCP/PWM捕獲比較單元，可實現硬件看門狗WDT等功能。[3]

硬件主要由液晶顯示屏、單片機、電源三大部分組成。電源切換部分由DC12V電磁繼電器的動合觸點控制模塊電源的通斷狀態。單片機通過光電隔離器采集模塊輸出的電壓跳變信號，與系統內的時鐘系統配合記錄發生時刻，進行數據分析，判斷參數是否達到設置要求。

（三）軟件設計原理

單片機首先給被測繼電器供電開始測試，如圖3所示。以T1定時器為時間基準，通過延時法去抖動方法，準確找到4個測點對應的時刻，進而運算求出脈寬參數，顯示其數值（單位：秒），當繼電器檢測部分輸出異常或T1和T2偏差過大時，可導致測試過程暫停等待，按1次“跳過鍵K55”，可結束本次測試過程，進行下一次測試過程

四、結論

finder80.91型繼電器檢測裝置改善了傳統時間繼電器檢測過程中效率低下、過程繁瑣等缺點，實現了自動化檢測，同時避免檢測過程中觸電的危險。本裝置簡化了故障處理難度，節約了人力成本，使用本裝置繼電器檢測每次可節約兩名檢修人員30分鐘工作時間。同時本裝置較人工計時方法準確性有了較大的，減少繼電器故障的發生，提升電客車的運營服務質量。本裝置與人工計時方法相比精確度較高，檢測難度大大降低，極大的提升了電客車的檢修效率。

參考文獻：

[1]關欣，李文華，沈江峰，張林林.鐵路用繼電器參數測試技術的研究[J].電器與能效管理技術，2016，（11）7-12.

[2]張慶雙.繼電器的選用與檢測方法[J].家電檢修技術，2011，6（10）.

[3]劉立軍.il STC15W4K60Sd單片機LED開關電源控制器的設計[J].工業控制計算機，2017，30（1）：130-131.