铁路信号基础设备维护（第二版） 课件 项目一 信号继电器检修

铁路信号基础设备维护典型工作任务1.1信号继电器认知项目一信号继电器检修

典型工作任务1.1信号继电器认知继电器是铁路信号设备的主要器件之一，用它可构成逻辑电路或作为执行元件直接监督和控制列车的运行。1.信号继电器的基本原理继电器是一种电励开关，可接通和断开电路，用以发布控制命令和反映设备状态。各个领域的自动控制系统均采用继电器。铁路信号技术中广泛采用的各类继电器，统称为信号继电器，简称继电器。信号继电器是用于闭合或断开信号电路的低压电磁开关，主要由电磁系统、接点系统两大部分构成。其中电磁系统由线圈、固定的铁心和轭铁以及可动的衔铁构成，接点系统由动接点和静接点构成。

当给线圈中通以一定数值的电流后，在衔铁和铁心之间就产生一定数量的磁通，该磁通经铁心、衔铁、轭铁和气隙形成一个闭合磁路，铁心对衔铁就产生了吸引力。吸引力的大小取决于所通电流的大小。当电流增大到一定值时，吸引力增大到能克服衔铁向铁心运动的阻力时（主要是衔铁自重），衔铁就被吸向铁心。由衔铁带动的动接点（随衔铁一起动作的接点）也随之动作，与动合接点（又称前接点）接通。此状态称为继电器励磁吸起，简称吸起。

吸引力随电流的减小而减小，当吸引力减小到不足以克服衔铁重力时衔铁靠自重落下（称为释放），衔铁带动动接点与前接点断开，与动断接点（又称后接点）接通。此状态称为继电器失磁落下，简称落下。

典型工作任务1.1信号继电器认知

通过上述分析可知，继电器具有开关特性，可利用它的接点通、断电路，构成各种控制和表示电路。

如图（b）的信号点灯电路，前接点接通时点亮绿灯，后接点接通时点亮红灯。最简单的电磁继电器实质上就是一个带接点的电磁铁，其动作原理如下图a所示。2.继电器的继电特性继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）。继电器的继电特性是当输入量达到一定值时，输出量发生突变，也叫做继电器的输入—输出特性。如图1—2所示。继电器线圈回路为输入回路，继电器接点所在回路为输出电路。当线圈中电流Ix1从0增加到某一定值Ix2时，继电器衔铁被吸引，接点闭合，接点回路中的电流Iy从0突然增大到Iy2。此后，若Ix继续增大，由于接点回路中阻值不变，Iy保持不变。当线圈中电流Ix减小到Ix1时，继电器衔铁释放，输出电流Iy突然从Iy2减小到0。此后，Ix再减小，Iy保持为0不变。

典型工作任务1.1信号继电器认知回差特点：吸起值、释放值不一样。吸起值＞释放值3.继电器的作用作为控制元件，继电器通常应用于自动控制电路中，实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。（1）扩大控制范围。例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路。（2）放大。例如，继电器的继电特性，能用一个很微小的控制量，来控制很大功率的电路。（3）综合信号。例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果。（4）自动、遥控、监测。例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。典型工作任务1.1信号继电器认知4.铁路信号对继电器的要求典型工作任务1.1信号继电器认知5.信号继电器分类典型工作任务1.1信号继电器认知5.信号继电器分类典型工作任务1.1信号继电器认知5.信号继电器分类典型工作任务1.1信号继电器认知典型工作任务1.1信号继电器认知6.继电器的主要电气特性参数（1）额定值。继电器在规定或特定运用状态时的电压或电流值。（2）工作值。向继电器线圈通电，直到衔铁止片（钉）与铁芯（极靴）接触、全部动合接点闭合，并满足规定接点压力时所需要的最小电压或电流值。（3）反向工作值。向继电器线圈反向通电，直到衔铁止片（钉）与铁芯（极靴）接触、全部动合接点闭合，并满足规定接点压力时所需要的最小电压或电流值。（4）充磁值。为了测试释放值或转极值，预先使磁系统充分磁化，向继电器线圈通以几倍的工作值或转极值。（5）释放值。向继电器线圈通以充磁值，然后逐渐降低电压和电流，至全部动合接点断开时的最大电压或电流值。（6）正（反）向转极值。使有极继电器的衔铁转极，全部定（反）位接点闭合，并满足规定接点压力时的正（反）向最小电压或电流值。（7）反向不动作值。向偏极继电器线圈反向通电，继电器不动作的最大电压值。7信号继电器的检修目的及要求继电器在运用过程中，因为接点烧损，可动部分的磨耗，线圈受潮使绝缘降低，金属零件的氧化、龟裂、变形等，引起机械与电气特性的逐渐变化，必须进行定期的预防性检修。信号继电器检修的目的就是要克服继电器运用中产生的缺点，恢复其电气、机械特性，保证其可靠、安全的工作。信号继电器在应用状态下，由现场信号工区负责测试检查；当出现问题时要送到信号检修所进行返修。正常情况下信号继电器都要由信号检修所负责定期入所修，轮修周期根据理论分析和现场使用情况而定，有半年到十年不等。典型工作任务1.1信号继电器认知谢谢大家！铁路信号基础设备维护典型工作任务1.2安全型继电器的检修

项目一信号继电器检修

1、安全型继电器认知

AX系列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，其它各型号都是由其派生而成。因此，绝大部分零件都能通用。

典型工作任务1.2安全型继电器的检修1）插入式和非插入式外观上是否有防尘罩，前者单独使用，后者装于匣内使用。

典型工作任务1.2安全型继电器的检修典型工作任务1.2安全型继电器的检修2）安全型继电器型号的表示法采用汉字拼音字母和数字表示，字母表示继电器种类，数字表示线圈的阻值。3）安全型继电器的品种及用途无极、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、单闭磁等5种9类20品种及3个派生品种。典型工作任务1.2安全型继电器的检修图一插座图二无极继电器图三有极继电器典型工作任务1.2安全型继电器的检修4）继电器插座典型工作任务1.2安全型继电器的检修插座接点编号对照典型工作任务1.2安全型继电器的检修插座接点编号对照典型工作任务1.2安全型继电器的检修插座接点编号对照5）安全型继电器的特点

前接点代表危险侧信息后接点代表安全侧信息

接点符合: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。典型工作任务1.2安全型继电器的检修处于禁止运行状态的故障有利于行车的安全，称为安全侧，处于允许运行状态的故障可能危及行车安全，称为危险侧。由于其在故障情况下，使前接点闭合的概率远远小于后接点闭合的概率。典型工作任务1.2安全型继电器的检修6）安全性继电器的寿命电寿命、2×10（5-6）机械寿命10×10（6）典型工作任务1.2安全型继电器的检修2、安全型继电器的结构和动作原理1）无极继电器（1）直流无极继电器结构：电磁系统（线圈、铁心、轭铁、衔铁）接点系统（拉杆、动静接点组）（2）无极继电器动作原理：电→磁→力→动作拉杆，典型工作任务1.2安全型继电器的检修典型工作任务1.2安全型继电器的检修

F吸引力＞F重力为吸起状态。

线圈通电→产生磁通（衔铁、铁心）→产生吸引力→克服衔铁阻力→衔铁吸向铁心→衔铁带动动接点动作→前接点闭合、后接点断开（继电器吸起）。

F吸引力＜F重力为落下状态。电流减少→吸引力下降→衔铁依靠重力落下→动接点与前接点断开，后接点闭合（继电器落下）

典型工作任务1.2安全型继电器的检修无极特性：不能辨别输入物理量的特征，1+4-，1-4+继电器都会吸起，断电就会落下。典型工作任务1.2安全型继电器的检修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。典型工作任务1.2安全型继电器的检修2）无极加强接点继电器无极加强接点继电器接点系统3）整流式继电器整流式继电器有四种规格：JZXC-480、JZXC-0.14、JZXC-156、JZXC-H18及派生的JZXC-H18F。JZXC-480型继电器的磁路具体有加大的尺寸，是为了增大返还系数（加大止片厚度）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，安装有二级管2CP25组成的桥式全波整流电路。典型工作任务1.2安全型继电器的检修

整流式

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，接点组上访安装由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。典型工作任务1.2安全型继电器的检修整流式继电器的线圈、整流器与电源片连接如图所示典型工作任务1.2安全型继电器的检修

整流式继电器的接点系统的结构与无级继电器相同，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级继电器相同，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。典型工作任务1.2安全型继电器的检修4）有极继电器

JYJXC-135/220（1）结构上：永久磁铁与轭铁相接，其余与无极继电器相同。典型工作任务1.2安全型继电器的检修特点：（1）在磁路结构中有永久磁铁或起永久磁铁作用的局部线圈。（2）衔铁动作是受两种独立的磁系统控制的，两个磁系统：一是由线圈电流产生的电磁系统；这种磁通称为控制磁通φK；另一是由永久磁铁磁势所形成的磁通，称为极化磁通φJ。（3）灵敏度较高，即只要较少的安匝就能动作，如有的动作安匝为1~4安匝。而无极继电器却需要50~200安匝。（4）动作时间较快，如最快的继电器只需要1~2ms。无极继电器则需要10~100ms，有些甚至还要慢些。典型工作任务1.2安全型继电器的检修典型工作任务1.2安全型继电器的检修AX型有极继电器有JYX-660、JYXC-270及加强接点的JYJXC-J3000等型有极继电器。AX型有极继电器的磁路属于不对称的并联磁路结构，如图所示，极化磁通分为与两条并联支路（虚线）：从N极出发，经第一工作气隙、铁心、轭铁回到S极，另一路从N极出发经衔铁上部、重锤片、第二工作气隙δ2后回到S极，很明显，这两条并联的极化磁通的磁路是不对称的，因此造成了这种极性保持继电器的正向吸起值与反向打落值不一致的原因之一。典型工作任务1.2安全型继电器的检修（2）动作上：能反映电流的极性。

1+4-时，中接点与前接点闭合定位吸起状态断电后，保持定位吸起状态。

1-4+时，中接点与后接点闭合反位打落状态断电后，保持反位打落状态。典型工作任务1.2安全型继电器的检修

3）偏极继电器JPXC-1000结构上：多有一块L形的永久磁铁。典型工作任务1.2安全型继电器的检修典型工作任务1.2安全型继电器的检修动作上：能反映电流的极性。1+4-时，中接点与前接点闭合吸起状态1-4+时，中接点与后接点闭合落下状态不通电时，中接点与后接点闭合落下状态鉴别电流的极性，只有线圈中的电源极性1+、4-，继电器才励磁。典型工作任务1.2安全型继电器的检修6）单闭磁继电器

单闭磁继电器是具有一个闭合磁路的安全型继电器。单闭磁继电器的接点系统与无极继电器相同。磁路系统是由Ⅱ形铁心、L形轭铁和衔铁组成。Ⅱ形铁心装在轭铁上形成一个闭合磁路。典型工作任务1.2安全型继电器的检修为了说明方便，在图纸上将Ⅱ形铁心旋转90°、铁心截面为矩形，铁心的两个心柱上各装有一个扁形线圈。当两个线圈中的一个通电时，所产生的磁通被封闭在闭合磁路中，工作气隙δ1和δ2中都没有磁通通过，见图（a）因此衔铁不吸起。当两个线圈都通电而产生的磁通一致时，其磁通也被封闭在闭合磁路中，工作气隙δ1和δ2中仍没有磁通存在，见图（b）因此衔铁也不会吸起。只有当两个线圈通电而所产生的磁通方向相反时，磁通才被迫通过气隙δ1、衔铁、δ2及轭铁回到铁心构成闭合磁路，见图（c）。这时，磁通在δ1和δ2中产生吸力使衔铁吸起。当两个线圈中任何一个或两个同时断电时，衔铁即释放典型工作任务1.2安全型继电器的检修

利用这样的工作原理，在使用时可将一个线圈通以固定极性的电源，而另一个线圈的电源极性则是正、负变化的。这样，单闭磁继电器就成为不带永久磁铁的偏极继电器，可用来检查两个控制命令之间的极性关系。如果将单闭磁继电器的一个线圈经常通以固定方向的电源，作为局部线圈，则单闭磁继电器又可当线路继电器使用。另外，单闭磁继电器也可作为“与门”继电器电路使用。典型工作任务1.2安全型继电器的检修3、安全型继电器的特性1）电气特性电气特性是安全型继电器的基本要求，也是设计和实现信号逻辑电路的依据。其包括额定值，充磁值，释放值，工作值，反向工作值，转极值，反向不工作值。典型工作任务1.2安全型继电器的检修⑴额定值：满足继电器安全系数所必须接入的电压或电流。AX系列继电器的额定电压为24V⑵充磁值：为了测试继电器的释放值或转极值，向线圈通以4倍的工作值或转极值。⑶释放值：向继电器通以规定的充磁值，然后逐渐降低电压或电流，至全部前接点断开时的最大电压或电流值。典型工作任务1.2安全型继电器的检修⑷工作值：向继电器线圈通电，直到前接点全部闭合，并满足规定接点压力所需要的最小电压或电流值。不大于额定值的70%。⑸反向工作值：反向通电，至前接点全部闭合，并满足规定接点压力所需要的最小电压或电流值。不大于工作值得120%⑹转极值：使有极继电器衔铁转极的最小电流或电压值。典型工作任务1.2安全型继电器的检修⑺反向不工作值，向偏极继电器线圈反向通电，继电器不动作的最大电压值。释放值和工作值之比称为返还系数，返还系数高标志着继电器的落下越灵敏。规定普通继电器的返还系数不小于30%，缓放型继电器不小于20%，轨道继电器不小于50%。典型工作任务1.2安全型继电器的检修2）时间特性当线圈通电到衔铁动作，带动后接点断开，前接点接通，需要一定的时间。当线圈衔铁动作，带动前接点断开，后接点接通，也需要一定的时间。即吸合需要时间，释放也需要时间。

典型工作任务1.2安全型继电器的检修

吸合时间指向继电器通入额定值起至全部前接点闭合所需的时间

返回时间指向继电器通入额定值，从线圈断电时至后接点闭合所需的时间通电后接点断开前接点闭合断电前接点断开后接点闭合吸合时间返回时间典型工作任务1.2安全型继电器的检修是改变继电器的结构是用电路来实现3）改变继电器时间特性的方法典型工作任务1.2安全型继电器的检修①改变继电器结构改变衔铁与铁心间止片厚度，来改变继电器的返回时间；选用电阻率较高的铁磁材料，以缩短继电器的动作时间；增大线圈导线的线径来减小继电器的吸合时间；心上套短路铜环使继电器缓动，构成缓放型继电器。典型工作任务1.2安全型继电器的检修②用电路改变继电器的时间特性提高继电器端电压使其快吸；与继电器线圈串联RC并联电路使其快吸；在继电器线圈两端并联电阻或二极管使其缓放；短路继电器一个线圈使其缓放；在继电器线圈两端并联RC串联电路，使继电器缓吸缓放。典型工作任务1.2安全型继电器的检修4.安全型继电器的接点继电器接点是继电器的执行机构，通过接点来反映继电器的状态，进行电路的控制。对于继电器接点有较高的要求，从接点材料到接点结构，从接点组数到接点容量。对频繁通断大电流的接点，还必须采取灭火花措施。典型工作任务1.2安全型继电器的检修

1）对接点系统的要求

(1)接点闭合时，接触可靠，接触电阻小而且稳定；

(2)接点断开时，要可靠分开，接点间电阻为无穷大，即有一定的间隙；

(3)接点在闭合和断开过程中没有颤动；

(4)不发生熔接；

(5)耐各种腐蚀；

(6)导热率和导电率要高；

(7)使用寿命长。典型工作任务1.2安全型继电器的检修2）接点参数(1)接点材质要求机械强度高、导电率和导热率高、耐腐蚀、熔点较高、加工容易、价格适宜。(2)接点电阻与接点材料、接点间压力、接点的接触形式、接点间电压降、温度及化学腐蚀、电腐蚀等因素有关。接点电阻由接触电阻及接点本身的电阻两部分组成。典型工作任务1.2安全型继电器的检修3)接点压力接触点之间的压力和材质，在很大程度上决定着接点电阻的大小。4)接点齐度同一继电器的所有接点用于电路中，理论上要求同时接触。继电器各组接点同时接触的误差称为接点不齐度，要求其越小越好。典型工作任务1.2安全型继电器的检修5)接点间隙接点间隔增大后，拉长了电弧，可使电弧熄灭。6)接点滑程

为了保证接点的可靠工作，当接点开始接触后，要求接点相互之间有一定程度的位移，该位移叫做接点滑程。典型工作任务1.2安全型继电器的检修

3）接点容量继电器接点所允许通过的最大电流称为接点容量。4）接点材料要求：电阻系数小，抗压强度低，不易氧化，氧化物电阻率小。适合的材料：银电阻率最低，氧化膜的导电率与纯银几乎相等，抗压强度不高。一般采用银和银合金作为接点材料。

典型工作任务1.2安全型继电器的检修控制大电流和高电压的接点：钨和金属陶瓷等钨：熔点高，硬度高，不会熔合，几乎没有机械磨损，耐电腐蚀能力强，但它在大气中易氧化。金属陶瓷：磨损小、熔点很高、耐电蚀能力强、不易熔合、导电导热性能好。如：银氧化铬。

典型工作任务1.2安全型继电器的检修5）接点的接触形式有面接触、线接触和点接触三种。

典型工作任务1.2安全型继电器的检修面接触：若接点的接触面稍有歪斜，两个接点的接触面就不能全面接触，因此接触电阻较大。加上接点表面的氧化物层自动净化不良，所以接触电阻很不稳定。线接触的压力比较集中，接点表面滑动，使氧化层和灰尘自动脱落，使接触电阻减小，而且接触电阻也较稳定。点接触压力最为集中，接触电阻也最稳定，但接触电阻大，散热面积小，温升高，只适用于小功率的控制电路中。

典型工作任务1.2安全型继电器的检修6）接点的灭火花电路

为了提高接点的使用寿命，应设法避免接点间发生火花。发生火花的原因：接点控制电路中有电感元件，当接点断开时往往以高电压击穿空气隙，将这些能量出现在接点之间，形成火花放电(但此时，因电流未达到电弧临界电流，不会产生电弧)。

典型工作任务1.2安全型继电器的检修要消灭接点火花，一般采用灭火花电路，总的原理是利用灭火花电路沟通电感负载所产生的感应电流回路，以降低自感电势，并把磁场能量消耗在回路中的电阻上，这样接点间的电压就可能降低到不能击穿空气隙，避免接点火花的出现。典型工作任务1.2安全型继电器的检修7）熄灭接点电弧

产生条件：当电路中的电流较大时(大于产生电弧的临界电流)时，接点断开过程中，接点间产生电弧。危害：增加了接点的电腐蚀，同时还引起接点表面的氧化。

电弧自行熄灭途径：限制电路功率和增大接点间隙距离。典型工作任务1.2安全型继电器的检修常用的熄弧方法：磁吹弧

这种方法是利用磁场的电磁力把电弧拉长，起到增大接点间距离的作用，使电弧拉长到加在接点间的电压不足以维持电弧燃烧所需的电压而自行熄灭。

磁吹弧的方向根据左手定则确定。要求接点间电弧向外吹。

典型工作任务1.2安全型继电器的检修

磁吹弧的方向根据左手定则确定，如图所示。此时要求通过接点电流的方向，应符合使接点间电弧向外吹的原则。否则，向内吹弧，非但不会熄灭电弧，还会造成接点的损伤。加强接点上用磁吹弧的继电器都规定了接点的正负极性，使用中要注意其方向。典型工作任务1.2安全型继电器的检修

用永久磁钢作磁吹弧有许多优点：可节省铜线和绝缘材料，灭弧系统结构简单；灭弧功能较稳定；没有电能消耗；可使接点开距缩小。

典型工作任务1.2安全型继电器的检修典型工作任务1.2安全型继电器的检修典型工作任务1.2安全型继电器的检修典型工作任务1.2安全型继电器的检修典型工作任务1.2安全型继电器的检修谢谢大家！铁路信号基础设备维护典型工作任务1.3时间继电器检修项目一信号继电器检修

典型工作任务1.3时间继电器检修JSBXC一850和JSBXC1一850型等时间继电器是一种缓吸继电器，借助电子电路，获得180s、30s、13s、3s等延时，以满足信号电路的需要。时间继电器由时间控制单元与JWXC型无极继电器组合而成。时间控制单元装在印刷电路板上，安装在接点组的上方。典型工作任务1.3时间继电器检修典型工作任务1.3时间继电器检修典型工作任务1.3时间继电器检修典型工作任务1.3时间继电器检修典型工作任务1.3时间继电器检修典型工作任务1.3时间继电器检修典型工作任务1.3时间继电器检修Ⅰ为输入部分，经4个光电耦合器IC2—1，~IC2—4。（5Z1一4型）输入端不同连接，设定不同的延时时间，其连接同JSBXC一850型继电器。光电耦合器起隔离作用，将外部电路和单片机隔离开。当光电耦合器的发光二极管有输入导通时，其光敏三极管就导通。否则，就截止。Ⅱ为控制电路，由IC1、（DIP18型）和晶体振荡器JZ及C6

、C7等组成。JZ为IC1，提供振荡源。当IC1的输入端RB0一RB3其中一个有输入时，通过软件的设定，其输出端RA1~RA3在不同的延时时间后就有序列脉冲输出。在延时过程中发光二极管1ED每秒钟闪亮一次。Ⅲ为动态输出部分。当单片机的输出，通过光电耦合器IC3接至M（）S管T2（IRF840型）栅极。在序列脉冲的作用下，T2反复导通和截止。T2导通时，对电容器C8充电。T2截止时，C8对C9放电。当C9上电压充至继电器工作值时，通过前圈（370Ω）使继电器吸起。继电器吸起，其前接点11一12闭合，又使后圈（480Ω）励磁，于是继电器可靠吸起。

Ⅳ为电源部分。经73一62输入的电源经D1，鉴别极性。C1

R2

C2

组成的滤波电路滤除交流成分，三端稳压器T1（7805型）稳压，为单片机提供工作电源。典型工作任务1.3时间继电器检修谢谢大家！铁路信号基础设备维护典型工作任务1.4电源屏用继电器检修项目一信号继电器检修

典型工作任务1.4电源屏继电器检修典型工作任务1.4电源屏继电器检修典型工作任务1.4电源屏继电器检修典型工作任务1.4电源屏继电器检修典型工作任务1.4电源屏继电器检修典型工作任务1.4电源屏继电器检修典型工作任务1.4电源屏继电器检修典型工作任务1.4电源屏继电器检修典型工作任务1.4电源屏继电器检修典型工作任务1.4电源屏继电器检修谢谢大家！铁路信号基础设备维护典型工作任务1.5灯丝转换继电器检修项目一信号继电器检修

典型工作任务1.5灯丝转换继电器检修典型工作任务1.5灯丝转换继电器检修典型工作任务1.5灯丝转换继电器检修典型工作任务1.5