提高铁路信号安全型继电器可靠性的分析

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　　摘  要：文章主要分析了铁路信号安全型继电器的可靠性，重点对当前铁路信号安全型继电器的可靠性研究的重要性以及现状进行了相关的讨论。在对当前的安全型继电器的可靠性进行研究的过程当中，仍然面临很多的问题。通过对提高铁路信号安全型继电器的可靠性进行分析，以期保证继电器的使用安全，保证设备的正常使用。
　　关键词：安全型继电器;可靠性;使用安全
　　中图分类号：U284         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）10-0070-02
　　Abstract： In this paper， the reliability of railway signal safety relay is analyzed， and the importance and present situation of the reliability research of railway signal safety relay are discussed in detail. In the process of studying the reliability of the current safety relay， there are still many problems. Through the analysis of improving the reliability of railway signal safety relay， it is intended to ensure the safety of relay use and the normal use of equipment.
　　Keywords： safety relay; reliability; use safety
　　1 概述
　　当前，随着社会经济的不断发展和进步，人们的生活水平也在不断的提升，国家的铁路路网系统也随之得到了飞速的发展。在铁路路网系统在运行的过程当中，要将控制系统给以及信号设备系统的安全性进行保证。在铁路信号设备系统当中有一个很重要的基础部件，那就是安全型继电器，所以一定要将继电器的可靠性进行保证。
　　2 提升安全型继电器可靠性的重要性
　　2.1 保证设备的正常使用
　　在传统的铁路信号控制电路当中最重要的一个元件就是安全型继电器，在将电路进行断开以及闭合的过程当中，应用的方式相对比较特别，这样可以对线路占用检测进行完成，还可以进行进路安排，对道岔选择工作任务进行完成。在当前国内的一些传统信号控制系统当中，承担的运输任务还是很繁重。如果想要将安全运行进行保证，那么需要全面的对安全型继电器进行相关的分析。在高速铁路和城市轨道交通建设发展的过程当中，对于一些系统设备和基础的元件以及设备的使用寿命都有很严格的规定和要求。针对轨道交通信号继电器来说，对其的使用寿命有具体的标准，例如结构稳定和损耗率低以及查错比较方便等都是对其的要求。在对继电器进行设计的过程当中，要对材料更新工作以及产品的物理特性方面的工艺改进工作进行重视。在实际使用安全型继电器的过程当中，如果出现一些细微的问题，那么就有可能对设备的正常使用产生一定的问题，要对设备的安全性进行保证，对其使用寿命进行延长，定期对其进行维护，保证设备的正常使用。
　　2.2 保证系统的使用安全
　　在铁路系统的所有安全指标当中，最重要的就是安全可靠性。在系统运行的过程当中，不管出现的问题多么微小，都会对整个信号系统产生一些安全方面的威胁。一般来说，对于安全型信号继电器，工业要求相对较高，触点系统必须要和系统同步，而且信号要稳定和精准，对其使用寿命要求较高，在进行闭合和断开电路的过程当中，要保证电气功能充足。如果设备身处的环境和湿度的变化较大，那么就要保证电气绝缘强度够高。还要将设备的时间特性以及电气特性进行保证，保证设备可以进行长时间的工作，还要对其寿命进行保证。如果继电器不同，那么性能也会不同。在安全使用信号安全型继电器的过程当中，如果使用设备的时间超过八年，或者使用的次数超过规定，那么就要及时的更换设备，要将旧的设备进行维修。但是在实际使用的过程当中，有些继电器并沒有达到自己应该有的使用寿命，仍然可以正常的进行工作。但是如果很多继电器已经到期了，对设备进行更换，那么就会产生经济浪费的情况。存在一些继电器，并没有将其规定的工作时限达到，就已经出现了一些问题，这会对设备的正常使用产生一定的影响，而且会对整个信号系统的安全稳定性产生一定的影响。
　　2.3 对故障进行及时维修
　　在对设备进行维修的过程当中，一般会采用两种模式对其进行维修。一种是故障维修，另一种是预防维修。故障维修就是说，在设备出现问题之后，必须要对其进行维修，机器会呈现出一种被维修的状态。预防维修就是说，在设备出现问题之前，要对设备进行定期的维护。如果使用故障维修的方式，那么就会替代维修的继电器，这样就不会对设备的安全性产生很大的影响。如果是使用预防维修的方式，对设备进行定期的检测，这样并不能对继电器的参数变化进行实时的检测，如果在对其进行维修检测的过程当中，有比较长的时间间隔，那么很有可能会将设备当中的故障遗漏，那么就会将彻底无法对其进行维修的情况发生。所以对安全型继电器的可靠性进行相关的研究具有的价值很高。
　　3 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，实现对较大物体的远距离控制。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。可以很好的对电路进行闭合和断开，衔铁也要达到标准的重量。这样可以使得线圈电源在被切断的时候，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，保持平稳的电器参数与时间特性等。电气特性，机械特性与时间特性都是安全型继电器的主要特性。这种特性可以帮助继电器进行更好的检测和维修护理。电气特性的值分为很多种，比如额定值，释放值和反向工作值等。而对于安全行继电器中的机械特性来说，机械力就是其主要的参数，而这种机械力则又包括接点簧片的弹力以及位于衔铁上重锤片的重力。在继电器进行接通或者断开的时候，新磁通会阻碍原有的磁通，那么就会造成缓慢动作产生的特性就叫做时间特性。 　　4 现阶段继电器主要的研究内容
　　4.1 继电器接点组拉杆材质
　　现阶段，对铁路信号安全型继电器进行相关的研究的过程中，一些信号工厂会对继电器接点组拉杆采用国产未改性聚碳酸酯，这种材料在一定程度上存在一定的问题，比如这种材料本身比较脆弱，在进行塑造完成后，会很容易受到相应的外力干扰，从而影响继电器的拉杆，造成相应的缺口，如果外力持续，且不采取相关的措施，就会导致拉杆的断裂。对于现阶段的继电器接点组拉杆，断裂的拉杆会对铁路的正常运行造成相应的影响，比如影响行车的效率以及安全等。因此在进行具体研究中，针对拉杆的材料，需要进行相应的优化，对机械的理化性能如尺寸稳定性、耐磨性以及强度等内容。
　　4.2 继电器电源片、空白单元以及动静接点的材质
　　在进行继电器安装的过程中，酚醛模塑料PF2A4-161J是电源片、空白单元、动静接点的主要材料。但是这种材料也在实际的运用的过程中，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。在继电器实际应用的过程中，会因为大量清污工作，而在一定程度上导致继电器在后期有大的调整，因此会影响继电器的稳定运行。
　　5 材料改善
　　相关研究人员在进行研究的过程中，结合相关材料的性质，对上述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未改性聚碳酸酯材料改为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。其中选用PA46原因是因为：作为丁二胺和己二酸缩聚的相应产物，具有高结晶度以及高熔点的特点。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材料的原因为：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。
　　6 当前对安全型继电器可靠性进行研究的现状
　　在当前的阶段当中，探索铁路信号安全型继电器的机理，对寿命预测方法以及继电器的可靠性进行研究，这些问题的研究体系相对来说不是很完善。随着社会经济的不断发展和进步，高速铁路也随之飞速的发展，这对计算机联锁系统的普及提供了相关的基础。传统信号设备系统是由安全性继电器组成的，所以在国内外当中还没有研究铁路信号安全型继电器寿命预测以及可靠性的系统。如果想要对安全性继电器的可靠性进行相关的研究，那么可能就需要对国内外行业在研究航天用继电器以及其他继电器的相关方法进行借鉴。继电器的种类相对来说比较多，而且这些继电器的工作原理都是相通的，所以可以对这些安全型继电器进行相关的学习和借鉴，这样在对继电器进行研究的过程当中，可以加入一些新思路，研究面也更加广泛。
　　在对继电器失效模式进行分类的过程当中，要将相关的规定作为划分依据，将其分为随机失效以及退化性失效。随机性失效就是继电器在一些特定的工作条件或者是环境进行工作的过程当中，要将稳定的工作状态进行保持。但是可能在一个随机的时刻，继电器就突然没有办法将应有的功能发挥出来，无法对其进行正常使用。导致继电器出现随机性失效的原因有很多种，不管是外部因素还是内部因素都有可能。退化性失效就是说随着不断加长的继电器的工作时间和动作次数，继电器的性能会变的越来越低，最后会导致继电器无法正常使用的情况发生，对铁路信号安全型继电器的可靠性产生影响，影响设备的正常使用。
　　7 结束语
　　綜上，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。
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