沈建蘋 上海鐵路局杭州電務(wù)段

繼電器是鐵路電氣集中車站電務(wù)信號設(shè)備的重要組成部分。繼電器在運用中不可避免地會出現(xiàn)接點可動部分磨耗、損傷，金屬零部件的氧化、變形、龜裂，線圈絕緣電阻的絕緣降低等，如果不定期地對繼電器進(jìn)行檢修測試，就有可能因為繼電器機(jī)械性能、電氣特性的變化而造成設(shè)備故障。因此，對應(yīng)用中的繼電器要按照周期有計劃地進(jìn)行檢修。JSBXC-850 型時間繼電器用于鐵路信號設(shè)備，在電路中主要作用是控制電氣集中的限時解鎖。

1 繼電器的構(gòu)造與特性

繼電器由時間控制單元與JWXC-370/480 型無極繼電器組合而成，繼電器的機(jī)械特性、電氣特性與JWXC-370/480型繼電器基本相同，如表1、表2 所示，補(bǔ)充說明一下繼電器的特別規(guī)定及在檢修中應(yīng)注意的幾個問題：

（1）繼電器的延時誤差均不能超過標(biāo)準(zhǔn)值的±15%。（檢修時不超過±10%）

（2）在通電至繼電器閉合的緩吸時間內(nèi)，后接點的壓力為10 mN～15 mN。

（3）R2 的大小應(yīng)保證在C1 充電到延時時間的60%放電時，電流通過370Ω線圈，繼電器不吸起，同時還必須保證在電源電壓降至21 Ⅴ，雙線圈同時通電時，繼電器應(yīng)可靠吸起。

（4）在測試各檔延時時間時，每次測試應(yīng)間隔2 min。

表1 繼電器的電氣特性

表2 繼電器的機(jī)械特性

2 繼電器的動作原理

JSBXC-850 型繼電器是一種電子緩吸時間繼電器，通過不同的接線，可獲得180 s、30 s、13 s、3 s 等四種延時，它有4個時間選擇端子（52、61、63、83），可以根據(jù)需要將其中一個端子與51 端子連接，將延時固定，以滿足信號電路的需要。繼電器的電路見圖1，電路由穩(wěn)壓電路、充電電路和自閉電路組成，其核心是采用了有單結(jié)晶體管組成的脈沖延時電路。下面說明一下繼電器是怎樣獲得延時的。

圖1 繼電器電路圖

繼電器工作時，從73、62 端子加直流24 Ⅴ電源，由于在單結(jié)晶體管BT 的發(fā)射極E 和第一基極B1 的放電回路中接入了繼電器的前圈（370Ω），而繼電器的后圈480 Ω 則通過電阻R1、及51、53端子與電源連接，而51、53 端子受繼電器自身一組動接點11、12 的控制和R4形成自閉電路。這樣當(dāng)接通電源時，480Ω 線圈有電流通過，其電路見圖2。

圖2 繼電器工作路徑圖之一

此時，由于R1 的電阻很大，為3 kΩ～4.7 kΩ, 因此通過480 Ω 線圈的電流很小，繼電器不會動作。

與此同時，在充放電回路中，電容C1 也開始充電，其電路見圖3。

圖3 繼電器工作路徑圖之二

因為此電流流過370 Ω 線圈的方向正好與480 Ω 線圈的相反，因此繼電器也不會動作。

當(dāng)電容器C1 充電電壓上升到大于單結(jié)晶體管BT 的擊穿電壓時，則BT 的發(fā)射極E 與第一基極B1 導(dǎo)通，C1 放電，其電路圖4。

此時電流流過前圈的方向與后圈相同，而且兩者之和可以達(dá)到繼電器的工作安匝，繼電器的銜鐵立即吸合。

圖4 繼電器工作路徑圖之三

繼電器吸起后，繼電器的前接點11-12 溝通了自閉電路（見圖5）。

圖5 繼電器工作路徑圖之四

由于R4 與R1 并接，電路的電阻降低近一半，流過繼電器的后圈電流增加到大于繼電器的釋放電流，繼電器可靠吸起。

由此可見，由于BT 與C1 組成的脈沖延時電路的存在，使繼電器從電源接通到完全吸合經(jīng)過一段時間，這一段時間就是繼電器吸起延時時間，這一吸起延時與充電電路的下列參數(shù)有關(guān)：

（1）C1 的電容量越大，則充電達(dá)到單結(jié)晶體管擊穿電壓的時間越長，那么吸起時間也越大。

（2）充電電路的電阻R 越大，則電容器充電電流很小，充電時間必然延長，故延時越大。電路利用這一特點，在端子52、61、63、83 分別接入不同電阻值。獲得四種延時。

（3）與單結(jié)晶體管的擊穿電壓有關(guān)，而擊穿電壓又由單結(jié)晶體管的分壓比η決定。分壓比η 越大，擊穿電壓越高，則C1 充電電壓升高，緩吸延時加大。

電路中其他元件的作用是：

（1）電路中串接的穩(wěn)壓管D2 與D3,其作用是為了消除電源電壓波動對延時的影響，串聯(lián)后的穩(wěn)壓值為19.5 Ⅴ～20.5Ⅴ，保證繼電器電源電壓在21 Ⅴ～27 Ⅴ間變化時，吸起時間仍保持標(biāo)準(zhǔn)值。

（2）二極管D1 是為防止電源極性接錯而設(shè)。當(dāng)電源接錯時，它使電路不通而本身承擔(dān)了全部電源電壓。

（3）二極管D4 是吸收繼電器的370 Ω 線圈的磁場能量的，防止繼電器斷電時，引起的反電勢使單結(jié)晶體管BT 擊穿，從而避免了電路的干擾。

（4）C2 是單結(jié)晶體管第二基極的平滑電容，同時也是穩(wěn)壓后的濾波電容，以消除電源雜音對電路延時的干擾。

（5）R5 是單結(jié)晶體管的基極電阻。

3 常見故障的分析和處理

3.1 故障現(xiàn)象1：繼電器通電后不動作

故障原因之一：穩(wěn)壓管D2 與D3 被擊穿。用電壓法測量D2 與D3 兩端電壓是否在19.5 Ⅴ～20.5 Ⅴ間。如果電壓只有10Ⅴ左右或為零，可以確認(rèn)D2 與D3其中之一被擊穿或兩者都被擊穿短路，使單結(jié)晶體管及C1 上的不到足夠的電壓，繼電器通電后不動作。同時，R3 嚴(yán)重發(fā)熱，甚至燒黑。

處理方法：應(yīng)立即切斷電源，取下穩(wěn)壓管，并更換。

故障原因之二：電容器C1 被擊穿。C1 被擊穿后，繼電器前圈中有恒定電流通過，此電流與后圈的電流方向相反。因此繼電器通電后不動作。

處理方法：用電壓表測試C1 兩端電壓，若沒有充電時的電壓上升過程，說明C1 被擊穿短路，給予更換。

故障原因之三：單結(jié)晶體管BT 的發(fā)射極E 與第一基極B1 之間被擊穿短路。

用電壓表測量C1 兩端電壓時，沒有充放電過程，同時前圈中沒有電流，只有后圈通電。

處理方法：更換單結(jié)晶體管。

故障原因之四：單結(jié)晶體管B1 與B2 之間斷路、B2 斷線、假焊等，BT 的E與B1 之間成為普通二極管，用電壓表測量C1 兩端電壓時，沒有充放電過程，繼電器不動作。

處理方法：更換單結(jié)晶體管。

故障原因之五：R2 斷路或假焊，使C1 沒有充放電回路，造成繼電器不動作。

處理方法：更換R2 或重新焊接。

故障原因之六：C2 被擊穿，使得BT的B1 與B2 被短路，用電壓表測量C1兩端電壓時，同樣沒有充放電過程，此現(xiàn)象伴隨著電阻R5 的嚴(yán)重發(fā)熱，甚至燒損。

處理方法：更換C2。

故障原因之七：繼電器前圈（370Ω）斷線，繼電器無法工作。

處理方法：更換線圈。

故障原因之八：D4 反接，C1 有充放電過程，但繼電器不動作。

處理方法：重新焊接D4。

3.2 故障現(xiàn)象2：繼電器通電后延時動作，但不保持

這種故障的原因是后圈得不到足夠的保持電流。

故障原因之一：R1 或R4 斷線、假焊、阻值增大，使后圈供電回路電阻增加，線圈中電流減少，使繼電器的銜鐵不能保持吸合狀態(tài)。

處理方法：更換電阻或補(bǔ)焊。

故障原因之二：繼電器11-12 接點接觸不良，斷開了自保電阻R4，繼電器將不停地跳動，但不能保持銜鐵的吸合狀態(tài)。

處理方法：調(diào)整繼電器。

故障原因之三：480Ω 線圈斷線或假焊。

選擇該院收治的106例糖尿病骨科手術(shù)患者為研究對象，隨機(jī)分為兩組，每組53例。觀察組年齡40～79歲，平均（59.3±10.4）歲，其中 21 例為女性、32 例為男性，骨科類型：15例為股骨頭頸部骨折、5例為脛腓骨骨折、20例為肱骨骨折、13例為踝關(guān)節(jié)骨折；對照組年齡42～80 歲，平均（59.5±10.6）歲，其中 23 例為女性、30 例為男性，骨科類型：13例為股骨頭頸部骨折、4例為脛腓骨骨折、22例為肱骨骨折、14例為踝關(guān)節(jié)骨折。兩組的骨折類型、年齡等基線資料差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。

處理方法：更換線圈或補(bǔ)焊。

另外，機(jī)械特性不合格也會引起此故障現(xiàn)象，如前接點的壓力過大。處理方法：減小前接點的壓力，但須在合格范圍內(nèi)。

3.3 故障現(xiàn)象：繼電器在某一延時部位時通電后不動作

故障原因：這說明該部位的充電電阻開路或假焊。應(yīng)查明原因，以予克服。JSBXC 型繼電器經(jīng)常發(fā)生3 s 延時部位動作，而13 s、30 s、180 s 等延時部位不動作。當(dāng)用電壓表測試C1 上的充電電壓，可以觀察到在3 s 延時部位，C1 上有不斷的充放電過程，而在其他延時部位，則C1 上充電到一定的電壓即停止上升，且沒有放電過程。這種現(xiàn)象說明C1 上的充電電壓達(dá)不到單結(jié)晶體管發(fā)射極與基極導(dǎo)通所需的峰點電壓。原因是：電容器C1 漏泄電流或單結(jié)晶體管的ICBO 過大，則此漏泄電流在充電電阻上造成的壓降使C1 的充電電壓達(dá)不到單結(jié)晶體管所需的峰值電壓，所以電路失去放電過程，繼電器不動作。

處理方法：確定不良元件，予以更換。

3.4 故障現(xiàn)象：繼電器延時顯著變小

故障原因之一：C1 電容器干枯，容量變小。

處理方法：用電容表測試C1 后更換。

故障原因之二：單結(jié)晶體管特性變化，分壓比下降，相應(yīng)的C1 充電電壓降低，延時將減少。

故障原因之三：C2 漏電嚴(yán)重，減低了B1、B2 間的電源電壓，等于降低BT 的峰點電壓，故C1 的充電延時縮短。

處理方法：更換電容器C2。

3.5 故障現(xiàn)象：繼電器延時顯著增加

故障原因：單結(jié)晶體管的分壓比過高，提高了C1 的充電電壓值，使延時顯著增加。

處理方法：更換單結(jié)晶體管。

當(dāng)繼電器延時變小或增大時，也可以更換充電電阻的阻值來克服之。在測試時，按照每增大6 kΩ 阻值延時延長 1 s的標(biāo)準(zhǔn)來調(diào)整時間。

在找到故障點進(jìn)行元件更換焊接時要注意：電烙鐵在35 W 以內(nèi)，焊接動作要快，時間要短，以免溫度過高，再次影響元件特性的變化或制造新的故障。

鐵路運輸?shù)牟粩喟l(fā)展，為確保安全運輸對設(shè)備的運用質(zhì)量提出更高、更新、更嚴(yán)的要求。作為一名器材檢修人員把繼電器的檢修質(zhì)量放在首位，做到精檢細(xì)修，用質(zhì)量來保證安全。