提高铁路信号安全型继电器可靠性的分析

孟全治

中铁一局集团电务工程有限公司 陕西西安 710000

铁路信号安全型继电器关互信号系统的稳定性，直接影响列车运行安全，它采用的是重力式原理，是信号系统实现联锁逻辑关系的重要执行机构．安全型继电器安装于组合架或组合柜内，大部分继电器时刻处于供电状态。列车运行径路办理过程中，继电器频繁吸起落下，继电器线圈长期带电工作，线圈发热不易散发。继电器接点在通断过程中产生的拉弧致使节点表面容易氧化，电阻增大导致接触不良。在继电器生产、线路建设以及运营环节中，都需要对继电器可靠性进行保障[1]。

1 电磁继电器的工作原理

电磁式继电器由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片及外保护壳组成，它利用电磁效应来实现继电器的通断。在线圈两端加上电压，电流通过线圈而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力的作用下吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。线圈断电后，电磁的吸力消失，衔铁就会在弹簧的作用力下返回原位，使动触点与静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放以达到继电器在控制电路中的通断目的。继电器的常开触点指未通电时处于断开状态的静触点，继电器的常闭触点指通电时处于接通状态的静触点。

2 提高铁路信号安全型继电器可靠性的有效措施

2.1 建立三维有限元模型

建立三维有限元模型目的在于继电器研发或技术改造前用于计算机模拟测试，以确保继电器产品性能的有力保障。

三维有限元模型作为仿真过程中进行计算的边界条件之一，其建模的精确度将直接关系到最终仿真结果的准确度。为计算继电器触簧系统的固有频率和模态振型，需要对模型采取分配材料属性、设置载荷和设定边界条件等处理步骤。三维有限元模型的建立有助于继电器产品特性的稳定。

2.2 定型安全型继电器的特性

拥有继电特性是安全型继电器的一大特征。这种特性可以改变参数，从而使参数发生瞬时变化，实现远距离控制。安全型继电器的内部结构有着相当严格的要求。比如接点系统的动作一定要都相同，而且应该准确无误。要想准确对电路进行闭合和断开，衔铁配重需要合理、标准，线圈断电后可以很好的避开危险侧，中接点和前接点可以在第一时间断开进入安全区。如果外界的温度和湿度都发生了巨大的变化时，应当是电气绝缘的强度维持在较高阶段。并且应利用熔点较高的材料作为前接点材料。如此一来可以防止物理形变，确保继电器的电气参数及时间参数的平稳。电气特性，机械特性与时间特性是安全型继电器的主要特性，这些特性是我们进行检测和维修护理的依据。明确继电器特性也是在继电器生产及维护过程中有效的保障[2]。

2.3 改善继电器生产材料

相关研究人员在进行研究的过程中，结合相关材料的性质，对有缺点的材料进行相应的改善。一些研究人员认为可以将国产聚碳酸酯材料改为PA46，同时将酚醛模塑料材料改为PT-310，分别作为继电器接点组拉杆的材料以及电源片单元、空白单元以及动静接点的材料。选用PA46是因为其作为丁二胺和己二酸缩聚的相应产物，具有高熔点和高结晶度的特点。在高温的环境下，丁二胺有少量的碳元素，分子间有较强的作用力，在温度高的环境下耐热，能够保证相关材料的刚性和高强度，保证在进行实际应用的过程中，保证相关的材料不易变形，因此作为拉杆材料。选用PT-310材料是因为其作为不饱和聚酯模材料，其具有耐热改性、受外力的变化较小、有更好的电气性以及良好耐电弧性，在进行具体的研究过程中，能够减少相应的缺口，降低吸水性，促进更好的材料选择。

酚醛模塑料PF2A4-161J是空白单元、电源片的主要材料。但是这种材料在运用过程中也是存在相应的问题。比如，在进行模压制作的过程中，容易导致热流动性过长的问题；酚醛模塑料低指标的强度和刚性；酚醛模塑料没有抗霉变性，不利于实际的应用；在进行制作的过程中，酚醛模塑料会在塑化的条件下，尺寸的稳定性会因此进行相应的降低。

因此不断改善、研制继电器生产材料，使用性能更稳定、更可靠的材料，有助于提升继电器工作的可靠性。

2.4 定期对继电器日常维护

在对设备进行维护的过程当中，一般会采用两种模式对其进行维修。分别是故障维修和预防维修。故障维修是指在设备出现问题之后，必须要对其进行维修。预防维修就是说，在设备出现问题之前，对继电器进行定期的维护[3]。

定期对继电器进行日常的维护是我们避免故障的有效手段，然其电气特性是看不见摸不到的东西，而目前继电器检测设备并非便携式的仪表，无法实现实时检测，建立继电器使用跟踪机制，根据使用部位的继电器的重要性及运行时间长短，有计划的、科学的进行更换测试，是我们目前能采取的最好的维护模式。

因此研制便携式继电器检测仪器，同样是我们应该注重研发的方向，以确保信号系统的运行稳定。

3 结语

综上，在当前对铁路信号安全型继电器可靠性进行研究的过程当中，还是存在很多问题，所以要对国内外的相关技术进行借鉴，进行不断的创新，将安全型继电器的可靠性进行提升，可以将设备的整体使用寿命进行延长，将设备运行过程当中的安全性进行保证，提高设备的安全性，提高工作效率。