CRH380B動車組繼電器壽命評估技術(shù)分析

于天野 鄭本卓

摘要：隨著我國科技的快速發(fā)展，促使我國交通設(shè)施得到全面創(chuàng)新，其中動車可成為時代發(fā)展的典型代表，動車的全面運行，提高了居民的出行便利程度，帶動了經(jīng)濟發(fā)展。在動車運行過程中會出現(xiàn)一些干擾因素，其中繼電器是主要的因素之一，本文主要根據(jù)繼電器的干擾因素進行繼電器壽命評估，并采用相關(guān)技術(shù)構(gòu)建技術(shù)模型，強化繼電器的使用壽命，促使CRH380B動車組可持續(xù)運行。

關(guān)鍵詞：CRH380B動車組;繼電器;壽命評估技術(shù)

引言：

繼電器在CRH380B動車組中的應(yīng)用數(shù)量較多，若繼電器出現(xiàn)問題，則會對動車的運行造成嚴重影響，而杜絕繼電器故障發(fā)生需要使用壽命評估技術(shù)進行分析，精準定位故障點，并采用適宜的處理方式完善繼電器功能，確保正常運行。

一、繼電器使用壽命的影響因素

（一）生產(chǎn)工藝

繼電器在生產(chǎn)過程涉及很多生產(chǎn)工藝，例如焊接工藝、封裝工藝、機械應(yīng)力、清洗工藝等，上述工藝均會對繼電器使用壽命產(chǎn)生影響，例如在加工靜、動簧片過程中，常會使用清洗液開展清洗工藝，但因清洗液處理不當，簧片上常會附著清洗業(yè)，當清洗液在簧片凝固后，會影響觸點的接觸能力，從而導(dǎo)致接觸不良或斷電的現(xiàn)象發(fā)生。此外，在使用焊接工藝時，會促使繼電器觸點表明形成一種薄膜或附著有機顆粒物，從而加大繼電器接觸電阻，影響繼電器的整體使用壽命。

（二）環(huán)境因素

動車組在運行過程中會受環(huán)境因素干擾，導(dǎo)致繼電器出現(xiàn)諸多故障，從而影響動車正常運行。其中環(huán)境干擾因素包括溫度、濕度及機械應(yīng)力，當繼電器處于高溫、潮濕的環(huán)境時，從而影響繼電器使用壽命。繼電器在運行過程中，因振動、碰撞、沖擊的影響，會促使繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致繼電器發(fā)生失效現(xiàn)象。此外，工作人員對繼電器進行檢測時，也常會出現(xiàn)失效樣品漏盤，導(dǎo)致繼電器修改的參數(shù)不切合實際，從而干擾動車的正常運行[1]。

二、CRH380B動車組繼電器壽命評估技術(shù)分析

在采用繼電器壽命評估技術(shù)時，需要構(gòu)建相關(guān)模型，以便對繼電器的使用情況進全面預(yù)估，確保繼電器故障可以準確識別，具體評估內(nèi)容如下。

（一）構(gòu)建接觸電阻退化模型，評估繼電器壽命特征

繼電器在工作過程中，其觸頭腐蝕膜形成主要與其解除區(qū)域的擴散作用有著直接關(guān)系，因擴散作用涉及空位機制、間隙機制、易位機制，相關(guān)學者根據(jù)接觸退化這一現(xiàn)象構(gòu)建出微接觸退化模型，并結(jié)合相關(guān)計算方式對繼電器的壽命數(shù)據(jù)信息進行預(yù)估，為繼電器的正常使用提供基礎(chǔ)保障。通過吸合時間、接觸電阻失效閾值對繼電器壽命進行預(yù)測，通過查閱相關(guān)技術(shù)文檔手冊 后確定：吸合時間在30～100ms時繼電器未失效，其接觸電阻和吸合時間失效閾值如下：

1.接觸電阻大于起始電阻阻值2倍時，即Rt/R0≥2時，繼電器失效。

2.吸合時間小于起始值0.85倍時，即Tχ（χ）/Tχ（0）≤0.85時，繼電器失效。

（二）構(gòu)建吸合時間退化模型，合理控制繼電器正常使用

吸合時間主要收繼電器簧片反力變化影響，可通過Larson-Miller 分析法推導(dǎo)吸合時間退化模型，經(jīng)過數(shù)據(jù)計算得出，可由吸合時間失效閾值預(yù)估出繼電器使用壽命，由此可看出該模型的推導(dǎo)，具有較強的實際應(yīng)用意義，對于繼電器的合理使用提供有效幫助[2]。

模型構(gòu)建計算方法：

推算過程：Larson-Miller 分析法得出θ=T（lnt+C）×10?3，在由該模型描述計算某一時刻換片反力值，計算方式?Tχ（χ） = Tχ（χ）/Tχ（0） = aFs +b，隨后結(jié)合吸收時間與簧片反力之間的關(guān)系，進行計算推導(dǎo)得出吸合時間退化模型計算方式如上。

θ ：Larson-Miller參數(shù)

T：溫度單位

t：時間

C：以常數(shù)20為基準

a，b：待定系數(shù)

Tχ（χ）：χ 時刻

Tχ（0）：0 時刻吸合時間值

（三）構(gòu)建加速模型，增強壽命檢測指標的準確性

構(gòu)建加速模型主要理論依據(jù)是當應(yīng)力材料強度在其承受范圍內(nèi)容，則不會產(chǎn)生產(chǎn)品失效的現(xiàn)象。但在隨著使用時間的不斷增長，會促使應(yīng)力材料內(nèi)部產(chǎn)生變化，當變化處于臨界狀態(tài)時，此時變回發(fā)生失效，進而誘發(fā)繼電器形成故障，影響動車正常運行。在構(gòu)建加速模型的過程中，不同的監(jiān)測指標均可使用不同的加速模型，例如阿倫尼斯加速模型，其使用范圍是在常溫狀態(tài)下分析出繼電器使用壽命;艾琳模型主要是講述溫度/濕度等多種應(yīng)力對繼電器的使用壽命產(chǎn)生的影響;溫/濕度模型可通過溫度及濕度兩種控制因素分析繼電器的使用壽命，待數(shù)據(jù)分析得出后，可以為相關(guān)技術(shù)人員提供準確的工作方向，避免嚴重故障形成。

三、CRH380B動車組繼電器壽命評估技術(shù)展望

對于CRH380B動車組繼電器未來的發(fā)展不僅要以技術(shù)創(chuàng)新為主，還要增設(shè)多種人性化服務(wù)功能，為相關(guān)的及時人員的檢查與壽命評估工作提供便利條件，從而提升相關(guān)人員的工作效率，確保動車可以持續(xù)高效的運行。此外，我國相關(guān)的鐵路部門需要積極引進先進的繼電器生產(chǎn)及壽命評估技術(shù)，促使相關(guān)技術(shù)可得到全面性的完善，同時還要加強內(nèi)部內(nèi)人才的培養(yǎng)，確保在技術(shù)與人才的雙重支持下，延長繼電器的使用壽命，這樣不僅可以提高動車運行效率，還可以提高相關(guān)資源的有效利用率，切實的符合我國綠色環(huán)保的發(fā)展目標，所以在后期的研究及試驗工作中，需要以環(huán)保為基礎(chǔ)，有效保護生態(tài)環(huán)境，保證國家可持續(xù)發(fā)展[3]。

結(jié)束語

綜上所述，CRH380B動車組在運行過程中，繼電器的使用壽命與很多因素相關(guān)，例如吸合電壓、接觸電阻、環(huán)境因素、應(yīng)力因素等都會切實的反應(yīng)出繼電器的使用壽命，而評估其壽命使用情況組要依靠相關(guān)的評估技術(shù)，評估技術(shù)運用的基礎(chǔ)依靠各個退化模型的構(gòu)建，因各個退化模型可精準的計算出相應(yīng)的數(shù)值結(jié)果，為繼電器調(diào)設(shè)參數(shù)也提供有效保障，同時也避免更為嚴重的運行問題形成，并阻止了生命安全及財產(chǎn)的損失。

參考文獻：

[1]李佳欣，劉云，裴春興，等.CRH380B系列動車組繼電器壽命評估技術(shù)研究[J].中國測試，2020，46（9）：82-89，118.

[2]陳康寧，王召斌，李朕，等.繼電器貯存可靠性評估與壽命試驗方法綜述[J].電器與能效管理技術(shù)，2020（12）：1-6.

作者簡介：于天野，男，滿族 吉林省吉林市永吉縣，1989年5月7日，?？?，技師，研究方向：380B平臺動車組技術(shù)。