安全型继电器

第二节安全型继电器AX系列安全型继电器，是在座式继电器和大插入式继电器的基础上，由我国自行设计和制造的。它与座式和大插入式相比，结构新颖、重量轻、体积小。经现场几十年的运用考验，证明其安全可靠、性能稳定，能满足信号电路对继电器提出的各种要求。它是我国铁路信号继电器的主要定型产品，应用最为广泛。一、安全型继电器概述安全型继电器是直流24V系列的重弹力式直流电磁继电器，其典型结构为无极继电器，其他各型继电器由无极继电器派生。因此，绝大部分零件都能通用。1．插入式和非插入式安全型继电器分为插入式和非插入式。插入式多为单独使用，非插入式常使用于有防尘外壳的组匣中。两者的区别仅在于，插入式继电器带有透明性能很好的外罩，用以密封防尘，同时为了与插座配合使用，插入式继电器安装在胶木底座上。图1-3插入式无极继电器提把外罩2．安全型继电器的型号表示法安全型继电器型号用汉字拼音字母和数字表示，字母表示继电器种类，数字表示线圈的电阻值(单位Ω)，例如。JWJXCH1250.44继电器无极加强接点(普通接点不标)信号插入式缓放(非缓放不标)后圈电阻值前圈电阻值3．安全型继电器的品种及用途安全型继电器具有无极、无极加强接点、无极缓放、无极加强接点缓放、整流式、有极、有极加强、偏极、单闭磁5种9类，如表l-2所示。它们的特性和线圈电阻值各不相同，在信号电路中有不同的作用。4．继电器插座安全型继电器组成插入式，需加装继电器插座板。图1-4安全型继电器插座插座插孔旁所注接点编号系无极继电器的接点编号，其他各型继电器的接点系统的位置及使用编号与之不同，而实际使用的插座仅此一种，所以必须按图1-5所示符号对照使用。安全型继电器有多种类型，为防止不同类型的继电器错误插接，在插座下部鉴别孔内铆以鉴别销。鉴别销号码详见表1-2中所列。不同类型的继电器由型别盖上的鉴别孔进行鉴别，根据规定的鉴别孔逐个钻成，以与鉴别销相吻合。鉴别孔位置及型别盖外形如图1-6所示。(图1-5表1-2图1-6略)5．安全型继电器的特点在铁路信号系统中，凡是涉及行车安全的继电电路都必须采用安全型继电器。所谓安全型继电器是指它的结构必须符合故障～安全原则(发生安全侧故障的可能性远远大于发生危险侧故障的可能性；处于禁止运行状态的故障有利于行车安全，称为安全侧故障；处于允许运行状态的故障可能危及行车安全，称为危险侧故障)。它是一种故障不对称器件，在故障情况下使前接点闭合的概率远小于后接点闭合的概率。这样，就可以用前接点代表危险侧信息，用后接点代表安全侧信息。为了达到故障一安全要求，安全型继电器在结构上有以下特点：①前接点采用熔点高、不会因熔化而使前接点粘连的导电性能良好的材料。②增加衔铁重量，采用“重力恒定”原理在线圈断电时强制将前接点断开。③采用剩磁极小的铁磁材料构成磁路系统，并在衔铁与极靴之间设有一定厚度的非磁性止片，当衔铁吸起时仍有一定的气隙以防剩磁吸力将衔铁吸住。④衔铁不致因机械故障而卡在吸起状态。二、安全型继电器的结构和动作原理1．无极继电器无极继电器有JWXC-2000、JWXC-1700、JWXC-1000、JWXC-7、JWXC-2.3、JWXC-型及缓放的JWXC-H600、JWXC-JWXC-H340型等品种。(1)直流无极继电器的结构无极继电器由电磁系统和接点系统两大部分组成。电磁系统包括线圈、铁芯、轭铁和衔铁。如图1-7所示，具有结构紧凑、加工方便等特点。480370300500H图1-7无极继电器的电磁系统线圈角型衔铁重锤片①线圈线圈水平安装在铁芯上，分为前圈和后圈，之所以采用双线圈，主要是为了增强控制电路的适应性和灵活性，可根据电路需要单线圈控制、双线圈串联控制或双线圈并联控制。线圈绕在线圈架上，缓放型无极继电器为了增加缓放时间，采用铜质阻尼线圈架。线圈用高强度漆包线密排绕制，抽头焊有引线片。1前圈后圈324++--②铁芯铁芯由电工纯铁制成，其为软磁材料，具有较高的磁通密度和较小的剩磁，以利于继电器的工作。外层镀锌防护。它的尺寸大小，根据继电器的规格不同而有区别。缓放型继电器、灵敏继电器尺寸大些，以加大缓放时间或减小工作值。极靴在铁芯头部，用冷镦法加粗。在极靴正面，钻有两个圆孔，是为了组装和检修时，紧固和拆装铁芯用的。③轭铁轭铁呈L形，由电工纯铁板冲压成型，外表镀多层铬防护。④衔铁衔铁为角形，靠蝶形钢丝卡固定在轭铁的刀刃上，动作灵活。衔铁由电工纯铁冲压成型，衔铁上铆有重锤片，以保证衔铁靠重力返回。重锤片由薄钢板制成，其片数由接点组的多少决定，使衔铁的重量基本上满足后接点压力的需要。一般8组后接点用三片，6组用两片，4组用一片，2组不用。衔铁上有止片，止片由黄铜制成，安装在衔铁与铁芯闭合处。止片有6种厚度，因继电器规格不同而异，可取下按规格更换。止片用以增大继电器在吸起状态的磁阻，减小剩磁影响，保证继电器可靠落下。在电磁系统中，除衔铁和铁芯间工作气隙δ外，在轭铁的刀口处尚有第二工作气隙δ’，以减小磁路的磁势降，从而提高继电器的灵敏度。⑤接点系统接点系统如图1—10所示。处于电磁系统上方，通过接点架、螺钉紧固在衔铁上，两者成为一个整体。用螺钉将下止片、电源片单元、银接点单元、动接点单元以及压片按顺序组装在接点架上。在紧固螺钉前，应将拉杆、绝缘轴、动接点轴与动接点组装好。无极继电器接点系统采用两排纵列式联动结构，因此，接点组数只能成偶数增减。拉杆传动中心线与接点中心线一致，以减少不必要的传动损失。为减少接点组组装时的积累公差，将接点片与托片组合压在酚醛塑料内以形成单元块。单元块之间为平面接触，易于控制公差，同时提高了接点组之间的绝缘强度。图1—10银接点单元由锡磷青铜带制成的接点片与由黄铜制成的托片，两组对称地压制在胶木内。在接点簧片的端部焊有银接点。接点接触时碰撞会产生颤动，颤动将形成电弧，对接点有较大的破坏作用，为消除这种颤动必须设置托片。在调整继电时，可在接点片和托片间加一个初压力，保证接点刚接触时可动部分的动能被接点片吸收，这样既可消除颤动，又可缩短接点的完全闭合时间，大大减轻了接点的烧损。动接点单元由锡磷青铜带制成的动接点簧片与黄铜板制成的补助片压制在酚醛塑料胶木内。动接点簧片端部焊有动接点。动接点由银氧化镉制成。电源片单元由黄铜制成的电源片压在胶木内。拉杆有铁制的和塑料制的，衔铁通过拉杆带动接点组。绝缘轴用冻石瓷料(一种新型陶瓷材料)制成，抗冲击强度足够。动接点轴由锡磷青铜线制成。压片由弹簧钢板冲压成弓形，分上、下两片，其作用是保证接点组的稳固性。下止片由锡磷青铜板制成，外层镀镍。它在衔铁落下时起限位作用。接点架由钢板制成，用稳钉与轭铁固定，保证接点架不变位。接点架的安装尺寸是否标准，角度是否准确，对继电器的调整有很大影响。(2)无极继电器的动作原理无极继电器的磁系统为无分支磁路。在线圈上加上直流电压后，线圈中的电流Ι使铁芯磁化，在铁芯内产生工作磁通Φ，它由铁芯极靴处经过主工作气隙δ进入衔铁，又经过第二工作气隙δ’进入轭铁，然后回到铁芯，形成一闭合磁路。在工作气隙δ处，由于磁通Φ的作用，铁芯与衔铁间产生电磁吸引力FD，当FD大到足以克服机械负载的阻力FJ(主要是衔铁自重)时，衔铁即与铁芯吸合。此时衔铁通过拉杆带动动接点运动，使后接点断开，前接点闭合。当线圈中的电流减小时，铁芯中的磁通按一定规律随之减小，吸引力也随着减小。当电流小到一定值时，它所产生的吸引力小于机械力时，衔铁离开铁芯，被释放。此时拉杆带动动接点运动，使前接点断开，后接点闭合。2．无极加强接点继电器加强接点继电器是为通断功率较大的信号电路而设计的。无极加强接点继电器有JWJXC-480型、缓放的JWJXC-H和JWJXC-H型等品种。JWJXC-480型继电器，其磁系统具有加大尺寸的无极磁路，接点系统由两组普通接点和两组加强接点组成，表示为2QH和2QHJ。普通接点与无极继电器相同，加强接点则具有特殊设计的大功率接点和磁吹弧器。JWJXC-H和JWJXC-H型无极加强接点缓放继电器，其电磁系统和无极缓放继电器(JWXC-H340)相同。接点系统由两组带磁吹弧器的加强前接点、两组不带磁吹弧器的加强后接点和两组普通接点组成，即2QJ、2H、2QH。前圈为主线圈，后线圈为电流保持线圈。44.012513.012544.012513.0125JWJXC-H型继电器则是专为交流转辙机设计的缓放继电器，其后线圈为电压保持线圈。JWJXC-H型继电器主要用于驼峰调车场五线制道岔电路，其电压线圈(120Ω)的缓放时间不小于0.55s，电流线圈(0.17Ω)的缓放时间不小于0.4s，由于延长了缓放时间，较好地解决道岔四开的间题。无极加强接点继电器电磁系统虽与无极继电器相同，但由于接点系统结构的改变，引起磁系统的结构参数有较大变化。无极加强接点继电器的线圈与电源片连接方式与无极继电器相同。8012517.0120无极加强接点继电器的接点系统如图1-12所示。它的普通接点与无极继电器相同。加强接点组由加强动接点单元和带磁吹弧器的加强接点单元组成。为了防止接点组间的飞弧短路，在两组加强接点间安装既耐高温、又具有良好绝缘性能的云母隔弧片。隔弧片铆在拉杆上。为保证加强接点的安装空间，增加了空白单元。图中用虚线表示的熄弧磁钢，说明只有带熄弧器的加强后接点才有。由锡磷青铜片冲压成型的加强动接点片头部，铆有由银氧化镉制成的动接点。而加强静接点片头部，同样铆接银氧化镉接点，在接点的同一位置点焊了安装磁钢的熄弧器夹。图1-12空白单元加强动接点单元磁吹弧器云母隔弧片熄弧磁钢由铝镍钴合金或铁镍铝合金制成。其熄弧原理是利用电弧在磁场中受力运动而产生吹弧作用，使电弧迅速冷却而熄灭。为避免电弧烧损接点及对磁钢去磁，加强接点端部设有导弧角，使电弧迅速移到接点及磁钢的前部位置。由于磁钢吹弧方向与极性有关，因此，熄弧磁钢极性的安装有特定的要求。3.整流式继电器整流式继电器用于交流电路中,它通过内部的半波或全波整流电路将交流电变为直流电而动作。之所以是为了避免在AX系列继电器中采用结构形式完全不同的交流继电器，以提高产品的系列化、通用化程度。整流式继电器的电磁系统与无极继电器相同。只是磁路结构参数有所不同。更主要的是，在接点组上方安装由二极管组成的半波或全波整流电。整流式继电器有JZXC-480、JZXC-0.14、JZXC-H156、JZXC-H18型及派生的JZXC-H18F型等品种。JZXC-480型继电器的磁路具有加大的尺寸(加大止片厚度)，是为了增大返还系数而不使工作值增加很多。它具有不规则的4QH与2Q接点组。在接点组上，安装有二极管2CP25组成的桥式全波整流电路。JZXC-0.14型继电器磁系统与JZXC-480相同。两线圈并联连接，有4QH接点组，接点组上方安装由2CZ-1型二极管组成的半波整流电路。JZXC-H156与JZXC-H18型继电器为具有缓放特性的整流式继电器，其采用铜线圈架，接点系统为4QH接点组。在接点组上方，安装由二极管2CP25组成的桥式全波整流电路。JZXC-H18F是JZXC-H18的派生型号，具有防雷性能，以保护整流二极管免遭击穿。JZXC-H142型、JZXC-Hl38型和JZXC-H60型整流式继电器用于LED为光源的信号点灯电路。JZXCl6／16型整流式继电器具有较高的返还系数，用于自动闭塞区间信号点灯电路，可解决长距离供电电缆漏泄电流大，灯丝断电器释放不可靠的间题。其前圈为二极管封闭的短路线圈，无整流单元与电源线直接连接，具有一定的防雷功能。JZXC-H0.14／0.14型继电器主要用于道口信号点灯电路中的灯丝继电器。整流式继电器的接点系统的结构与无极继电器相同，零部件全部通用，只是接点的编号有区别。整流式继电器动作原理与无极继电器相同，但由于交流电源通过整流后动作继电器，在线圈上加上的是全波或半波的脉动直流电，其中存在交变成分，使电磁吸引力产生脉动，工作时发出响声，对继电器正常工作带来不利影响。4．有极继电器有极继电器根据线圈中电流极性不同而具有定位和反位两种稳定状态，