安全型继电器特性
7讲 安全型继电器
无极继电器的磁系统为无分支磁路，如图所示。
在线圈上加上直流电线圈中的电流I使铁心磁化，在铁心内产生工作磁通φ
靴处经过主工作气隙δ进人衔铁，又经过第二工作气隙δ进入轭铁，然后回到铁心，形成一闭合回路。
在工作气隙δ处，由于磁通φ
与衔铁间产生电磁吸引力F D，当F D大到足以克服机械负载的阻力
是衔铁自重)时，衔铁即与铁心吸合。
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。
有极继电器的磁路系统由永磁磁路与电磁磁路两部分组合而成，为了
产生的吸引力一致，磁通是加强的，等于φD +
I
M
φ。
而在δ。
继电器
后接点代表安全侧信息
接点符合:故障—安全原则：处于禁止运行的状态的故障有 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，称为危险侧故障。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，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。
❖ 能反映电流极性，并能保持其极性状态。 ❖ 特殊：用刀形永久磁铁代替了无极继电器的部分轭
铁，产 生两路极化磁通。 ❖ 特点：
1）在磁路结构中有永久磁铁或线圈 2）衔铁受两种独立磁路控制：控制磁通和极化磁通 3）灵敏度提高，只要较少的安匝就可以动作 4）动作时间较快。
极化磁通分为j1和j2两条：
❖ 2）磁滞影响。
(1)当电流增大 I2 ，I1 ＝1 （2）当电流减I小 1 ，I2 ＝1 吸起时需要的电流 大非 ，常 释放是要小的多。
❖ 继电器的工作值一般大于吸起值，所以工作 值大于释放值。返还系数小于1。
❖ 安全型最高0.5，一般0.3,0.4。
衔铁与磁极之间， 加提 止高 片返还系数。
四、铁路信号对继电器的要求
1、安全、可靠 2、动作可靠、准确 3、使用寿命长 4、有足够的闭合和断开电路的能力 5、有稳定的电气特性和时间特性 6、保持良好的电气绝缘强度。
五、信号继电器的分类
1、按动作原理分：电磁、感应继电器 2、按动作电流分：直流（无极、偏极、有极）、
交流继电器 直流继电器由直流电源供电的，它所通电流的极 性，又可分为无极、偏极有极继电器。直流继电 器都是电磁继电器。 交流继电器由交流电源供电的。DJ
显然，左边对衔铁力的大吸于右边对衔铁力的吸 衔铁吸向左边落下状态。
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。
安全型继电器工作原理
安全型继电器工作原理一、引言安全型继电器是一种保护人员和设备安全的电气控制器，广泛应用于机械、自动化、航空航天等领域。
其主要作用是在发生危险情况时，通过控制电路的开关来实现设备的停止或警报，从而避免事故的发生。
本文将详细介绍安全型继电器的工作原理。
二、安全型继电器的定义安全型继电器是一种能够在机械、自动化和工业控制系统中提供安全保护功能的电气控制装置。
它可以监测机器运行状态，并在出现危险情况时采取相应的措施，如切断电源、停止机器等。
三、安全型继电器的组成安全型继电器由输入端、逻辑单元和输出端三部分组成。
1. 输入端：输入端接收来自传感器或其他信号源的信号，如光栅传感器、急停按钮等。
2. 逻辑单元：逻辑单元对输入信号进行处理，并根据设置好的逻辑关系判断是否需要触发输出端。
3. 输出端：输出端负责控制执行机构，如切断电源、停止机器等。
四、安全型继电器的工作原理安全型继电器的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 输入信号检测：输入端接收来自传感器或其他信号源的信号，并将其转化为电信号。
2. 逻辑处理：逻辑单元对输入信号进行处理，并根据设置好的逻辑关系判断是否需要触发输出端。
逻辑单元通常采用PLC（可编程逻辑控制器）或其他类似的控制器，可以实现复杂的逻辑运算和控制策略。
3. 输出动作：当逻辑单元判断需要触发输出端时，输出端会执行相应的动作，如切断电源、停止机器等。
输出端通常由继电器或其他类似的开关设备组成，可以实现高可靠性和精确控制。
4. 故障诊断：安全型继电器通常还具有故障诊断功能。
当发生故障时，它可以自动检测并报警或采取相应的保护措施，避免事故的发生。
五、安全型继电器的分类安全型继电器按照不同的工作原理和功能特点可以分为以下几类：1. 电子式安全继电器：采用电子元件实现输入信号的检测和逻辑处理，具有高速、高精度、低功耗的特点。
2. 机械式安全继电器：采用机械开关实现输入信号的检测和逻辑处理，具有结构简单、可靠性高的特点。
安全型继电器电气特性自动测试系统架构设计
１ 系 统 架构 设计
为设 计 安 全 型 继 电器 的系 统 架构 ， 在 深 入 研 究 安 全 型 继 电 器 的 电气 特 性 和各 种 型 号 安 全 型 继 电 器 的规 定 测 试 流程基础上 ， 选 定 了适 合 本 课 题 的 相 应 硬 件 和 软 件 环 境 ，
进 而 明确 各 个模 块 功能 ， 最 后 进 行 系 统 架 构设 计 。 本 系 统 以 装有 安 全 型 继 电器 电 气 特 性 自动 测 试 软 件 的工 控 机 为 核 心 ， 通过 Ｐ ＣＩ 一１ ７ ５ ６控 制 继 电器 状 态 ， 通 过
性能需要严把质量关 ， 所 有 相关 技 术指 标 均 合 格 的产 品 才 能投入使用 。 安 全 型 继 电器 的生 产 ， 以合 作 公 司 为 例 ， 仍 然 以传 统 的人 Ｔ测 试 和 Ａ动 测 试 相 结 合 这 种 半 自动 的 方 式来 完 成 。 人． Ｔ ＝ 测试 的误 检 率 和 漏 检 率 很 高 ； 人 工测试 效率低 下 ， 自
（ １ ． 西安 工程 大 学 ， 陕 西 西安 ７ １ ０ ０ ４ ８ ； ２ ． 中国人 民解放 军 ６ ９ ２ ４ ３ 部队 ， 新疆 鸟鲁 木 齐 ８ ３ ０ ０ ０ １ ）
摘 要 ： 针 对 目前 安 全 型 继 电 器生 产 中人 工 测 试 效 率低 下 且 易 出错 的 现状 ， 以先 进 的硬 件 为 支撑 ， 设 计 了一 种稳 定 高
动测 试 ８个 继 电 器 平 均 大 约 需 要 ５ ａｉ ｒ ｎ ， 而 人 工 测 试 每 一 个都需要 ５ ～１ ０ ｎ ＇ ｉ ｆ ｎ ； 再者， 安 全 型 继 电器 种 类 繁 多 ， 人 工 测 试 需 要 Ｔ 人 具有 较 强 的专 业 知 识 来 应 对 各 种 情 况 ， 容 易
铁路信号继电器简介
信号继电器铁路信号技术中广泛采用继电器，称为信号继电器(在铁路信号系统中，可简称继电器)，是铁路信号技术中的重要部件.它无论作为继电式信号系统的核心部件,还是作为电子式或计算机式信号系统的接口部件，都发挥着重要的作用。
继电器动作的可靠性直接影响到信号系统的可靠性和安全性。
一、信号继电器概述信号继电器是用于铁路信号中的各类继电器的统称,是各类信号控制系统不可缺少的重要器件。
（一）、铁路信号对继电器的要求信号继电器作为铁路信号系统中的主要（或重要）器件,它在运用中的安全、可靠就是保证各种信号设备正常使用的必要条件.为此，铁路信号对继电器提出了极其严格的要求,具体如下:（l）动作必须可靠、准确；（2)使用寿命长；（3）有足够的闭合和断开电路的能力；（4)有稳定的电气特性和时间特性；(5）在周围介质温度和湿度变化很大的情况下，均能保持很高的电气绝缘强度。
具体要求见《信号维修规则技术标准》11继电器11 。
1通则。
按照工作的可靠程度，信号继电器可分为三级：一级继电器：绝对不允许发生前接点与动接点之间的熔接；衔铁落下与前接点的断开由衔铁及可动部分的重量来保证；当任意一组前接点闭合时,所有后接点必须全部断开，反之亦然；衔铁处于落下位置时，应该稳定的工作，后接点压力主要由重力作用产生；有较高的返还系数：轨道继电器不小于50%，一般继电器不小于30％。
二级继电器：衔铁依靠本身重量或接点弹片反作用力返还；返还系数不小于20%；当任意一组前接点闭合时，所有后接点必须全部断开,反之亦然.三级继电器(电码型和电话型）：衔铁返还与后接点的压力均由动接点弹片的反作用力产生;前后接点均有熔接的可能。
在信号设备的执行电路中，如果继电器由于工作不正常而不能断开前接点时，将严重威胁行车的安全，故设计时均采用一级继电器,又由于一级继电器的高度可靠性.因此，在电路中就不再考虑用电路的方法来检查继电器衔铁的落下状态.因此，在检修一级继电器时，要求特别注意其可靠性,并严格保证其技术条件。
安全型继电器电气特性自动测试系统架构设计
安全型继电器电气特性自动测试系统架构设计摘要：针对目前安全型继电器生产中人工测试效率低下且易出错的现状，以先进的硬件为支撑，设计了一种稳定高效的安全型继电器电气特性自动测试系统，实现了安全型继电器全部型号（包括交流型和直流型）的自动测试，大幅提升了该产品的生产效率。
关键词：安全型继电器；电气特性；自动测试系统；架构设计0 引言安全型继电器是铁路信号系统的重要组成部分，其质量关系到国家和人民生命财产安全，温州“7·23”动车事故后铁路信号系统性能与质量更是受到极大关注。
电气性能需要严把质量关，所有相关技术指标均合格的产品才能投入使用。
安全型继电器的生产，以合作公司为例，仍然以传统的人工测试和自动测试相结合这种半自动的方式来完成。
人工测试的误检率和漏检率很高；人工测试效率低下，自动测试8个继电器平均大约需要5min，而人工测试每一个都需要5～10min；再者，安全型继电器种类繁多，人工测试需要工人具有较强的专业知识来应对各种情况，容易受到主观因素的影响。
传统的自动测试由于设备老化，设计存在缺陷，技术落后甚至已经被淘汰，不能代替人工测试，而且少数继电器型号因测试参数多、测试过程复杂，传统自动测试系统无法满足需求。
针对以上问题，结合项目研究内容，在研究安全型继电器生产环节和工作特点的基础上，本文总结了安全型继电器电气特性人工测试方法的不足，以先进技术与设备为支撑，分别研发了直流型与交流型继电器电气特性自动测试系统。
主要研究工作是：①完成了系统的业务分析和功能需求；②完成了安全型继电器电气特性自动测试系统架构设计与实施；③设计与实现了直流型继电器电气特性自动测试系统软件。
本系统功能齐全，操作简单、实用，降低了对操作人员的素质要求，消除了人为误差，提高了测试精度，实现了安全型继电器电气特性的自动测试与数据管理，经实际现场测试与使用，系统运行稳定，性能良好，各项指标均达到用户要求，确保了投放市场产品的合格率。
铁路信号基础1(共六册)
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。
第三节 时间继电器
时间继电器JSBXC-850是一种缓吸继电器，借助电子电路，获得180、 30、13、3秒的四种延时。 一、JSBXC-850型半导体时间继电器 1、延时电路 主要借助RC的充放电，使单结晶体管的基极电位发生变化，导致其 导通和截止。 2、延时时间：改变R的阻值实现。 3、其他元件作用
二、安全型继电器的结构和动作原理
1、无极继电 器
（1）、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）、动作原理： 电→磁→力→动作拉 杆，F吸引力＞F重力 为吸其状态。
（3）、F吸引力 ＜F重力为落 下状态。 （4）、无极特 性
2、整流式继电器
整 流 继 电 器 JZXC-480与无极型基 本一致，仅在接点组 上安装了二极管组成 的半波或全波整流电 路。输入的是交流电 源，经整流后再送入 线圈。使用中注意其 电源端子1、4短接。
三、信号设备大体上可以分为车站联锁设备、 区间闭塞设备、机车信号和列车运行控制设 备、调度监督和调度集中、驼峰调车、道口 信号设备等，信号现代化的方向是数字化、 网络化、智能化和综合化。
第一章 信号继电器
第一节
一、继电器的基本原理
信号继电器概述
1、组成：由接点系统和电磁系统两大部分组成，电磁系统由线圈、固定的 铁心、轭铁以及可动的衔铁。接点系统由动接点、静接点构成。
绪
论
一、铁路信号设备是组织指挥列车运行，保证行车安全，提高运 输效率，传递信息，改善行车人员劳动条件的关键设施。铁路信号的 基础设备，包括信号继电器、信号机、轨道电路、转辙机等。 1、信号继电器是铁路信号中所用各类继电器的统称。 其不仅是构成各种继电式控制系统的关键，而且是电子式或计算机式 控制系统的的接口部件。
任务二：继电器特性及应用
缓放原理： 当其线圈接通电源或断开电源时，铁芯中的磁 通发生变化，在铜线圈架中产生感应电流（涡 流），感应电流所产生的磁通阻止原磁通的变 化，使铁芯中的磁通变化减慢（楞次定律）， 从而使继电器缓吸缓放。具体电路中，以应用 它的缓放特性居多。
2）构成缓放电路以获得继电器的缓放
a、提高继电器的端电压使其快吸； b、与继电器线圈串联RC并联电路使其快吸； c、继电器线圈并联电阻或二极管使其缓放（消耗断电产生 的反向电动势，继续给线圈供电--延时）； 电阻不好（消耗电能）；二极管（不但不消耗电能，还不会对 其他元件造成影响） d、短路继电器一个线圈使其缓放（相当于加一个铜环）；
2)、翼板是将电磁系统的能量转换为机械能的关键部件。
3)、接点组 JRJC1-70/240型继电器要 占用两个安全型继电器的位 置。 接点组：2Q、2H
2、工作原理
1)、相位 选择ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ： 电
→磁→涡流
→力，局部
电压相位超
前轨道相位 90°。
2、频率选择性 当50HZ的电压加在轨道线圈上时，其产生的转矩 力在一个周期内的平均值为零。因此，轨道线圈混
反向工作值：反向通电的工作值。造成反向工作值 大于工作值的原因是磁路剩磁影响所致，反向工作 值一般不大于工作值的百分之120 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。 返还系数：释放值与工作值之比。 意义：此值越高，标志着继电器的落下越灵敏。
2、时间特性 在接通或断开电源时，由于电磁感应的作用， 在铁芯中产生涡流，在线路中产生感应电流， 这些电流产生的磁通或多或少地都具有一些 缓动的时间特性。 各种控制电路中继电器完成的作用不一，对 继电器的时间特性要求也不一样。
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接 点 闭 合
吸合时间
返回时间
3.改变继电器时间特性的方法
一是改变继电器的结构
二是用电路来实现
3.改变继电器时间特性的方法
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； 铁心上套短路铜环使继电器缓动，构成缓 放型继电器。
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。
2.接点参数
(3)接点压力
免接点火花的出现。
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。
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，
3.改变继电器时间特性的方法
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，
四、安全型继电器的接点
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。
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。
2.接点参数
(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。
四、安全型继电器的接点 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。
四、安全型继电器的接点
• 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。
为了测试继电器的释放值或转极值，
预先使继电器磁系统磁化，向其线圈通以 4倍的工作值或转极值。
1.电气特性
(3)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。
1.电气特性
(4)工作值 向继电器线圈通电，直到衔铁止片
与铁心接触、全部前接点闭合，并满足
规定接点压力所需要的最小电压或电流
值。
1.电气特性
(5)反向工作值 向继电器线圈反向通电，直到衔铁
止片与铁心接触、全部前接点闭合，并
满足接点压力时所需要的最小电压或电
流值。
1.电气特性
(6)转极值 使有极继电器衔铁转极的最小电压
或电流值，又分为正向转极值和反向转 极值。
1.电气特性
(7)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。
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。
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。 P29图
作业
• 1. 安全型继电器的电气特性主要包括哪些？
三、安全型继电器的特性
电气特性 时间特性 机械特性
用来表征继电器的性能，是使用和检修 继电器的重要依据。
1.电气特性
(1)额定值 额定值是满足继电器安全系数所必 须接入的电压或电流值。 AX系列继电器的额定电压为直流24 V，作为轨道继电器、灯丝继电器、道岔 起动继电器时除外。
1.电气特性
(2)充磁值
• 2. 安全型继电器对接点系统有什么要求？
• 3.安全型继电器接点采用什么材料？为什么？
• 4. 电弧对节点系统的危害？常采用什么息弧
方法？
四、安全型继电器的接点
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
四、安全型继电器的接点
• 5．接点的接触形式 • 有面接触、线接触和点接触三种。
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)。
• 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
• 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。
四、安全型继电器的接点
• 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。
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
线圈断电到衔铁动作，带动前接点断开，
后接点接通，也需要一定的时间。
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