闡述繼電器在鐵路電氣工程低壓電器中的運(yùn)用

張晨明

摘要：在經(jīng)濟(jì)發(fā)展大好勢(shì)頭的影響下，我國(guó)電氣化鐵路迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。受到先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的影響，繼電器功能及構(gòu)件質(zhì)量得到了不斷的優(yōu)化與完善，并且已經(jīng)在鐵路電氣自動(dòng)化控制中得到了廣泛的運(yùn)用。因此，本文將針對(duì)鐵路電氣工程低壓電器中繼電器的運(yùn)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：繼電器；電氣工程；低壓電器；分類(lèi)；作用；選擇

引言：

電氣工程自動(dòng)化發(fā)展勢(shì)頭已經(jīng)勢(shì)不可擋，不斷的提高電氣工程低壓電器設(shè)備的自動(dòng)化程度已經(jīng)成為了電氣工程發(fā)展過(guò)程中十分重要的議題之一。但是，在實(shí)際操作中由于電壓不穩(wěn)或異常導(dǎo)致的故障現(xiàn)象、設(shè)備報(bào)損問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。因此，積極的運(yùn)用繼電器、發(fā)揮繼電器的控制功能，才有助于保護(hù)電器工程系統(tǒng)及低壓電器的正常運(yùn)行。

一、電氣工程低壓電器中繼電器工作原理

通過(guò)利用金屬片在受熱情況下變質(zhì)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電流工作異常條件下自動(dòng)切斷電源的目的，就是繼電器的結(jié)構(gòu)原理。繼電器通過(guò)使用此類(lèi)原理，就可以在電氣工程無(wú)人監(jiān)視的情況下確保其正常運(yùn)行，保護(hù)設(shè)備安全。其中金屬片、熱元件等是繼電器的重要組成構(gòu)件。當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)作時(shí)，熱元件受熱放出熱量、導(dǎo)致金屬片彎曲，一旦金屬片彎曲，導(dǎo)板的觸點(diǎn)會(huì)因此斷開(kāi)，電源就被切斷；當(dāng)斷電以后，金屬片不在受熱得到冷卻，隨之電路重新恢復(fù)了連接，相應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)得到保護(hù)，并且工程又得以順利運(yùn)作。[1]

二、繼電器分類(lèi)分析

1.首先是電磁繼電器

電磁鐵芯是電磁繼電器的核心構(gòu)件，電磁繼電器通常由輸入回路和輸出回路組成，且二者關(guān)系緊密。電磁繼電器主要利用輸入回路中的銜鐵、電磁鐵之間的相互作用力實(shí)現(xiàn)銜鐵的活動(dòng)，從而完成繼電器的正常工作。

2.固態(tài)繼電器分析

該繼電器主要由4個(gè)接線端口組成，其中有兩個(gè)接線段是輸入端口，另外兩個(gè)是輸入端口，這對(duì)繼電器的運(yùn)行來(lái)說(shuō)提供了很的保障。其在工作期間可以通過(guò)這兩個(gè)端口進(jìn)行輸出與輸入轉(zhuǎn)換。[2]

3.熱繼電器研究

雙金屬片、熱元件、觸點(diǎn)等是熱繼電器的重要組成部分，當(dāng)熱量傳導(dǎo)至金屬片后，金屬片就會(huì)受熱變形彎曲，此時(shí)金屬片就會(huì)將繼電器中的相關(guān)熱元件依次串聯(lián)在一起，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)連接電動(dòng)機(jī)、觸點(diǎn)控制電路的目的。當(dāng)電動(dòng)機(jī)開(kāi)始進(jìn)行正常的工作后，熱繼電器觸點(diǎn)將不再發(fā)生變化。若處在承壓狀態(tài)，雙金屬片會(huì)發(fā)生適度的形變，最終使觸點(diǎn)斷開(kāi)，并將電機(jī)控制電路切斷，從而對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的目的。隨著時(shí)間的推移，金屬片熱量散盡后就會(huì)恢復(fù)原來(lái)的形狀，此時(shí)再次聯(lián)通電路，熱繼電器將馬上自動(dòng)復(fù)位。

三、繼電器作用與選擇

1.電力工程中繼電器的作用

電力工程中要想將電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制目的實(shí)現(xiàn)，就必須依賴(lài)?yán)^電器設(shè)備。繼電器在電力工程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，通常我們將其歸納為以下五點(diǎn)：

首先，在電器控制中可以利用操作繼電器的方式擴(kuò)大控制范圍，一般可以使用多觸點(diǎn)繼電器對(duì)電器工程中的大量觸點(diǎn)實(shí)施不同的控制，從而讓電器的多種功能得以有效發(fā)揮。

其次，可以使用繼電器小電流操作功能，去控制電器工程設(shè)備大電流電器，實(shí)現(xiàn)以小控大的目的。

然后，通過(guò)對(duì)繼電器的操作可以實(shí)現(xiàn)控制較強(qiáng)信號(hào)的能力，通過(guò)這種能力我們就可以把這些信號(hào)進(jìn)行相互之間的綜合比較，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的控制。[3]

最后，可以將部分輔助設(shè)備安裝到繼電器上，從而對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)督、監(jiān)控的目的。這種方法，能夠打破地域的限制，可以利用計(jì)算機(jī)植入程序等方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力工程的有效控制。

2.電力工程中繼電器的使用的選擇條件

要想確保電力工程電力系統(tǒng)可以平穩(wěn)、有序的運(yùn)行，就必須做好電氣工程低壓電器的保護(hù)工作。因此，為了提高電器及系統(tǒng)的保護(hù)與運(yùn)行效果，就必須做好繼電器使用條件的選擇工作。

首先，在繼電器選擇的過(guò)程中，要密切的關(guān)注繼電器的基礎(chǔ)功能、性能、配置，在選擇中要堅(jiān)持“以控制電源在電路中使用”的原則。所確定使用的繼電器，應(yīng)該具備“把電器系統(tǒng)電路內(nèi)部電流及電壓管控在指定范圍之內(nèi)的”能力，同時(shí)也要確保存在足夠的電流為電力系統(tǒng)供電，確保其可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

其次，電力工程中選擇繼電器的時(shí)候，應(yīng)先根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)已有型號(hào)，選擇相應(yīng)的繼電器，然后做好所選繼電器設(shè)備的功能、性能測(cè)試及檢查工作，若與實(shí)際工程要求不符，應(yīng)重新采購(gòu)，從而避免故障或危險(xiǎn)的出現(xiàn)。

最后，電力系統(tǒng)的容積也是選擇合適繼電器的重要指標(biāo)之一，在繼電器選擇中切不可忽視。[4]

四、繼電器在電氣工程低壓電器中的運(yùn)用

1.電氣工程領(lǐng)域中繼電器的應(yīng)用

繼電器屬于控制性設(shè)備，控制效果強(qiáng)。在國(guó)內(nèi)電氣工程低壓電器中主要使用交流繼電器發(fā)揮其相應(yīng)的控制功能。當(dāng)前，我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展速度較快，繼電器設(shè)備得到了有效運(yùn)用，通常利用觸點(diǎn)對(duì)電力系統(tǒng)的電磁閥、動(dòng)力系統(tǒng)、指示燈等實(shí)現(xiàn)控制。在普通的電氣工程中，一般會(huì)使用數(shù)字信息處理技術(shù)，進(jìn)而提升繼電器的實(shí)際工作效率；或使用編程數(shù)據(jù)操控的形式，把信號(hào)輸入到邏輯單元、機(jī)床控制等元器件當(dāng)中，一般可以對(duì)各坐標(biāo)服務(wù)電機(jī)的3個(gè)左右軸向?qū)崿F(xiàn)控制。要想進(jìn)一步提高繼電器的使用效果，發(fā)揮其功能作用，就要及時(shí)檢驗(yàn)繼電器的靈敏度與反應(yīng)速度等。[5]

繼電器在電器工程中運(yùn)用的時(shí)候，應(yīng)該充分的考慮繼電器工作的環(huán)境。在設(shè)備或系統(tǒng)運(yùn)行期間，外界的影響因素可以通過(guò)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械傳遞到控制系統(tǒng)當(dāng)中，這有可能引發(fā)冷卻液飛濺的現(xiàn)象。所以，必須對(duì)外界可能影響繼電器正常工作的因素進(jìn)行充分分析，并實(shí)行有效的保護(hù)措施，保證繼電器運(yùn)行環(huán)境的安全性。在運(yùn)行期間，還要做好繼電器應(yīng)用環(huán)境的控制，因?yàn)槔^電器工作環(huán)境的溫濕度變化、機(jī)械應(yīng)力傳遞、電壓電流變化等都會(huì)對(duì)繼電器的正常使用產(chǎn)生影響。所以，要選擇抗電性強(qiáng)、絕緣性好的繼電器，另外要重視密封工藝的操作，從而才能夠提高繼電器運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，降低外界環(huán)境對(duì)繼電器正常工作的影響強(qiáng)度。endprint

2.在鐵路工程中繼電器的運(yùn)用

在鐵路電氣工程建設(shè)中，可以利用繼電器實(shí)現(xiàn)地鐵車(chē)門(mén)狀態(tài)監(jiān)測(cè)信號(hào)的傳遞與有效控制，從而確保行車(chē)與乘客的安全。例如，比較著名的廣州地鐵2號(hào)線氣柜就是選擇了繼電器進(jìn)行使用，在氣柜中使用繼電器，為其營(yíng)造一個(gè)封閉、干凈的環(huán)境后，就可以改善繼電器的工作環(huán)境，保證氣柜及地鐵功能的正常運(yùn)行。與此同時(shí)，地鐵本身存在一定的特異性，所以在地鐵中使用的繼電器還具有耐高溫、密封性好的特征。為了確保繼電器性能的穩(wěn)定發(fā)揮，還應(yīng)該按時(shí)檢修、維護(hù)繼電器設(shè)備及構(gòu)件，從而確保其時(shí)刻處于正常工作的狀態(tài)，繼而增加繼電器使用時(shí)間，確保地鐵運(yùn)行的安全性及可靠性。

3.繼電器在電氣工程自動(dòng)化中的運(yùn)用

在電器工程自動(dòng)化電壓電器中之所以可以使用繼電器，是因?yàn)槔^電器的自動(dòng)化性能突出，符合自動(dòng)化低壓電器的自動(dòng)化運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。另外，繼電器還可以根據(jù)電氣自動(dòng)化的特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化工程電路觸點(diǎn)信息的輸入與監(jiān)控作用。進(jìn)而就可以降低人為操作失誤引發(fā)的故障概率，這就有效的提高電路控制系統(tǒng)在操作、運(yùn)行期間的可靠性、安全性及穩(wěn)定性，同時(shí)也提高了電氣工程自動(dòng)化運(yùn)行的效率。一般的，繼電器可以控制的電流范圍與一般的低壓電器要求是一樣的，為直流電1500V、交流電1200V。[6]因此，將繼電器運(yùn)用在電器工程自動(dòng)化低壓電器中，有助于提高電力系統(tǒng)整體效能，也有助于提高電氣工程運(yùn)行產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。

4.繼電器在電氣工程低壓電器中的測(cè)試運(yùn)用

首先，是觸點(diǎn)測(cè)試。繼電器觸點(diǎn)性能的好壞對(duì)繼電器運(yùn)行的安全性、可靠性產(chǎn)生了直接的影響，同時(shí)也對(duì)繼電器所管控的電路的工作效率產(chǎn)生了決定性影響。一般要通過(guò)觸點(diǎn)測(cè)試的方法，檢查繼電器的運(yùn)行狀態(tài)及工作效果。若檢測(cè)常開(kāi)/關(guān)開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)可以通過(guò)使用萬(wàn)用表對(duì)繼電器開(kāi)關(guān)、電阻、觸點(diǎn)的電阻值、電流、電壓等進(jìn)行檢查；若電阻為0，此時(shí)繼電器中的觸點(diǎn)、動(dòng)點(diǎn)電阻值應(yīng)該處于最大值。

其次，是線圈測(cè)試。利用線圈將繼電器的組織顯現(xiàn)出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試?yán)^電器的目的。一般，要將萬(wàn)用表調(diào)到10倍歐姆檔處和對(duì)應(yīng)的繼電器線圈處對(duì)繼電器進(jìn)行檢測(cè)，此時(shí)可以有效的檢測(cè)線圈的運(yùn)行狀態(tài)是否為開(kāi)路或者閉路狀態(tài)。另外，在線圈電阻的測(cè)量中依舊可以使用萬(wàn)用表，在測(cè)試觸點(diǎn)電阻時(shí)可以利用調(diào)試的方法，此時(shí)要基于檢測(cè)電阻的方式對(duì)線圈電阻進(jìn)行順序檢測(cè)。

最后，釋放電流與電壓檢測(cè)。其原理為不斷的提高電氣工程低壓電器電源電壓，通過(guò)辨識(shí)其聲音，準(zhǔn)確判斷釋放聲音類(lèi)別，然后準(zhǔn)確記錄電流及電壓值，最終完成檢測(cè)繼電器的工作。[6]在進(jìn)行繼電器測(cè)試的時(shí)候，工作人員必須對(duì)其嚴(yán)格重視，并要遵循各項(xiàng)操作制度，通過(guò)“多次試驗(yàn)降低誤差”的原則，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

結(jié)束語(yǔ)：

在“一帶一路”的影響下，我國(guó)鐵路建設(shè)工程正在不斷的擴(kuò)大、提速，因此繼電器的運(yùn)用范圍也在不斷的增加。所以，在鐵路電氣化工程中要做好繼電器操作人員的培訓(xùn)、制度的落實(shí)、測(cè)試方法的研究等，才能確保繼電器的功能及質(zhì)量符合電氣工程低壓電器使用標(biāo)準(zhǔn)、提高繼電器的使用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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[2]電氣工程和其自動(dòng)化低壓電器中繼電器的應(yīng)用剖析[J].劉宏斌.門(mén)窗.2015（02）：79+85

[3]電氣工程和其自動(dòng)化低壓電器中繼電器的應(yīng)用[J].徐斌.科技傳播.2014（14）：183+134

[4]解析繼電器在電氣工程及其自動(dòng)化低壓電器中的應(yīng)用[J].單耀生.科技傳播.2013（10）：171-172

[5]論低壓電器故障診斷及檢測(cè)方法[J].延少軍.電子制作，2014（20）：210

[6]低壓電器的幾個(gè)亟待解決的問(wèn)題[J].李棟.中小企業(yè)管理與科技（上旬刊）.2013（09）：315-316endprint