关于研制符合国际铁路联盟（UIC）标准要求的信号继电器探讨

李玉文

（北京现代通号工程咨询有限公司，北京 100166）

目前，从我国铁路长远的发展战略和规划来看，中国铁路的发展最终要实现“走出去”的战略目标。要实现这一目标，就要求我们的信号系统及设备与国外系统的互联和兼容，制定统一、开放性的信号系统和设备制造标准，与国际标准接轨，从而实现各国铁路互通运营，提高铁路跨国运输的效率。

众所周知，在我国铁路信号系统中，普遍采用计算机联锁。部分支线和铁路专用线采用6502继电联锁控制系统，其执行电路由重力式AX型继电器组成。在系统中，AX型继电器用量最大，品种最多，其工作是否可靠，将影响系统的稳定及行车安全。近几十年，从AX型继电器现场应用情况来看，基本上没有出现什么大的问题。但若要“走出去”，被国外业主认可，其性能参数能否满足国际铁路联盟UIC标准要求，还值得作进一步探讨。

1 UIC736i标准对铁路信号继电器主要几项原则性要求

1）继电器采用的接点材料为银-石墨接点。

2）继电器耐振性能：振频5～22 Hz,振幅1 mm；振频22～50 Hz,加速度2 g。

3）对于新继电器, 其返还系数K（K=释放电流/吸起电流）的变动范围,不超过释放电流与规定吸起电流相除所得商的±15％。

4）继电器靠弹力、磁力和弹片的预压力保持在落下状态，而不是靠重力。

5）继电器结构上能满足“当一个接点错误地在释放位置保持闭合状态时,结构上应能防止前接点闭合”的规定。

2 我国AX型继电器满足UIC736i标准程度及其现状

1）AX型继电器普遍采用的接点材料为银-银氧化镉,而不是国际上公认的接点材料（银-银石墨接点）。银-银氧化镉接点容易发生粘连,易受大气环境污染的影响，会引起接点氧化发黑、接触电阻变大,影响接点可靠性及其寿命，而银-银石墨接点则克服了上述缺点。

2）AX系列继电器耐振能力为振频15 Hz、振幅0.45 mm。与国际UIC736i标准要求的耐振性能指标（振频5～22 Hz,振幅1 mm；振频22～50 Hz,加速度2 g）相比较，明显低了一大截。试验结果表明：在“振频5～22 Hz,振幅1 mm；振频22～50 Hz,加速度2 g”同样试验条件下，AX系列继电器不能工作，而国外同类继电器（如英国Q系列及Z系列继电器）正常工作。

3）AX系列继电器不能满足产品性能参数一致性要求，在国家标准里也没有这一要求，即对于新继电器, 其返还系数K的变动范围, 不超过释放电流与规定吸起电流相除所得商的±15％。而国外同类继电器则满足这一要求。

4）AX系列继电器靠重力使继电器保持在落下状态。

5）AX系列继电器结构上采用托片结构,不能满足“当一个接点错误地在释放位置保持闭合状态时, 结构上应能防止前接点闭合”的规定，就是说动接点与动断接点发生故障粘接时、继电器线圈通电后，动接点不能再接通动合接点。而国外同类继电器采用限位架或片，从结构上确保动接点不能与动断、动合接点同时接触，从而实现“故障-安全”原则。

3 研制符合UIC标准要求的铁路信号继电器的必要性

既然AX继电器作为保证行车安全最基本设备，还存在上述固有的一些不符合国际标准的缺点，假设我们完全取消继电器，情况会怎样呢？为此，在2002年，兰州交通大学兰州大成铁路信号有限公司研制出LDJLZ-Ⅱ型全电子化计算机联锁系统，并通过铁道部科学技术司科技成果鉴定，该系统完全取消了AX继电器，采用电子模块构成执行电路。目前，该系统仅限在部分厂矿企业及铁路专用线上使用，尽管使用状况良好，但若要大面积推广应用，还需经长期现场试验和论证。因此，从中国铁路基本国情出发，实事求是地说，短时间内不可能完全取消AX继电器。近几年来，随着国家不断加大铁路投资规模，据保守估计，继电器的年产量在50万台以上。同时，铁道部对铁路产品实行市场准入制度，建立独立的铁路产品检验机构和产品认证中心（CRCC）。尽管AX继电器也取得CRCC认证，但要进入国际市场还存在很大难度。即使进入一些发展中或第三世界国家，也有一定困难。这是因为，虽然这些国家铁路发展滞后，但他们聘请的国际项目咨询、监理以及独立第三方安全认证机构（安全认证机构ISA主要有TUV,Atkins,LR等欧洲公司）审核人员的水平并不低于研发人员，这些机构会严格按照国际市场的准入许可和国际标准要求，对信号系统及设备进行安全审计和评估。一般情况下，只有取得SIL4级证书后，才能获得准入许可。因此，实现我国铁路信号系统制式及设备“走出去”的战略目标，就必须要求研制出“高可靠、无维修、少维护、长寿命”，且符合UIC标准的安全型继电器。

继电器这种产品看似体积不大、功能简单、结构也不复杂，但它涉及到的学科和专业是多方面的，如力学、材料学、电磁学、制造工艺、机械和电气等。随着我国城市轨道交通的快速发展，国际上几大铁路信号公司，如法国阿尔斯通公司（Alstom）、德国西门子公司（Siemens）、法国阿尔卡特公司（Alcatel）、意大利安萨尔多公司（Ansaldo）（含法国CSEE公司）、英国西屋公司（WestingHouse）、美国USSI公司等，已迅速进入我国地铁市场，在他们的系统中，就发现有AX继电器同类继电器，刚好可以作一些简单的比较。

在SelTrac 340“移动闭塞”列车自动控制系统中，信号系统紧急制动（EB）继电器用作车载继电器，而AX继电器只能适用于地面室内使用，原因是AX继电器耐振性能指标达不到国际标准要求。

在现场，还发现AX继电器抗冲击能力较差。一批继电器在装卸时，因装卸工人的疏忽，没按装卸要求“轻拿、轻放”，致使继电器受较强冲击而报废。

通过观察发现：他们的继电器接点采用银-银石墨；美国USSI公司系统中继电器接点组结构采用限位架，加拿大Alcatel公司系统中继电器接点组结构采用限位片；继电器都是靠弹力、磁力和弹片的预压力保持在落下状态，而不是靠重力。这种继电器特点：维修工作量小、可靠性高和寿命长。该继电器还有许多专利技术，如银-石墨接点材料、吸弧磁钢、偏极磁钢、接点组结构形式以及接点杯的加工和焊接工艺等，处于知识产权和专利技术的保护，但比较结果还需试验才能得出结论。

由此可见，要尽快研制出符合UIC标准要求的继电器，也不是一件很容易的事，但我们必须尽快迈出这一步。随着我国科技水平不断进步，产品制造及加工、工艺技术与欧美发达国家的差距正在缩小，以前制约和阻碍提高设计水平和加工能力的障碍，现在看来也不是不可逾越的。因此，笔者相信一定能做好这项工作。

[1]国际铁路联盟UIC736i标准[S].

[2]GB/T 7417-2010 铁路信号AX系列继电器[S].