王禹淞　胡汶濤

摘 要：中國的鐵路起步于清朝末年，經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，截止2016年末中國鐵路營業(yè)總里程已經(jīng)超過12.4萬公里，特別是新中國成立以后中國的鐵路建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展階段，鐵路運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展無疑是推動(dòng)中國城市發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要設(shè)施力量。鐵路的建設(shè)與發(fā)展離不開不斷改革與創(chuàng)新的各類相關(guān)技術(shù)，尤其是自動(dòng)化技術(shù)主導(dǎo)下的各種信號設(shè)備是鐵路系統(tǒng)運(yùn)行管理、傳輸?shù)闹匾?，直接決定著鐵路的效率與安全。本文中，筆者從自身工作實(shí)際出發(fā)，對當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)在鐵路信號設(shè)備中的各種應(yīng)用情況進(jìn)行研究分析，對自動(dòng)化技術(shù)在鐵路信號設(shè)備中的應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)；鐵路信號設(shè)備；作用

鐵路的運(yùn)行發(fā)展離不開各類鐵路信號設(shè)備的支撐，特別是高鐵時(shí)代對于信號設(shè)備的技術(shù)與性能要求更高。通常，鐵路信號設(shè)備的類型比較多，常見的如車站連鎖設(shè)備、機(jī)車信號控制設(shè)備、列車運(yùn)行控制設(shè)備、調(diào)度設(shè)備、道口信號設(shè)備等。無論是哪一種鐵路信號設(shè)備，信號繼電器都是其重要的核心元器件，而自動(dòng)化技術(shù)正是對于信號繼電器的運(yùn)行與性能提升起著關(guān)鍵性作用。

1鐵路信號繼電器運(yùn)行原理及作用

作為各類鐵路信號設(shè)備重要的組成原件，鐵路信號繼電器始終是自動(dòng)化技術(shù)在鐵路信號設(shè)備中應(yīng)用的關(guān)鍵。簡單來說，鐵路信號繼電器就是用于閉合和斷開信號控制電路的專用多路開關(guān)。對于鐵路信號繼電器而言，其最重要的作用是在鐵路運(yùn)行管理中發(fā)揮安全可靠的信號控制作用，從而確保鐵路遠(yuǎn)程管理準(zhǔn)確無誤。繼電器是一種當(dāng)控制參數(shù)變化時(shí)，能引起被控制參數(shù)突然變化的電器組件。

1.1運(yùn)行原理

目前，列車運(yùn)行中的所有信號設(shè)備都是以繼電器為基礎(chǔ)，而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制，一般情況下，繼電器是由接點(diǎn)系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)組成的。其中接點(diǎn)系統(tǒng)是由動(dòng)接點(diǎn)和靜接點(diǎn)兩個(gè)部分組成。而電磁系統(tǒng)是由鐵芯、線圈、銜鐵和軛鐵等部分組成。繼電器的運(yùn)行原理就是，將一定強(qiáng)度的電流輸入到電磁系統(tǒng)的線圈部分，由線圈部分產(chǎn)生電磁吸引力，此吸引力可以將銜鐵吸引過來，而銜鐵可以控制接點(diǎn)系統(tǒng)，在系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，接點(diǎn)系統(tǒng)就會依據(jù)電流的強(qiáng)度調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)別做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。

1.2作用分析

在整個(gè)鐵路信號設(shè)備的運(yùn)行之中繼電器起到開關(guān)的作用。繼電器能夠以極小的電信號控制執(zhí)行電路中相當(dāng)大的對象，能夠控制數(shù)個(gè)對象和數(shù)個(gè)回路，也能控制遠(yuǎn)距離的對象。有著良好的開關(guān)性能：閉合阻抗小、斷開阻抗大，有故障→安全性能，能控制多回路、抗雷擊性能強(qiáng)、無噪聲、溫度影響小等。繼電器在以繼電技術(shù)構(gòu)成的系統(tǒng)中大量使用，在以電子組件和微機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)中，作為接口部件，將系統(tǒng)主機(jī)與信號機(jī)、軌道電路、轉(zhuǎn)轍機(jī)等執(zhí)行部件結(jié)合起來[1]。

2鐵路信號設(shè)備中典型的安全型繼電器介紹

在行車作業(yè)過程中，必須確保行車的安全。因此，在鐵路信號系統(tǒng)中，必須采用安全型繼電器。安全型繼電器具有四大特點(diǎn)：前接點(diǎn)使用的材料為熔點(diǎn)高、導(dǎo)電性能良好的材料；為了增加銜鐵的重量，一般利用重力恒定原理，在線圈斷電時(shí)強(qiáng)制將前接點(diǎn)斷開；采用剩磁極小的鐵磁材料構(gòu)成磁路系統(tǒng)，并在銜鐵與極靴之間設(shè)有一定厚度的非磁性止片，防止剩磁吸力將銜鐵吸??；銜鐵會因?yàn)闄C(jī)械故障而卡在吸起狀態(tài)。安全型繼電器可以分為三大類，具體如下。

2.1有極繼電器

較為典型的型號為JYJXC-135/220，設(shè)置有反位與定位兩種狀態(tài)。在這種繼電器中，部分軛鐵以刃形長條永久磁鋼來代替，因永久磁鋼加入，磁路系統(tǒng)中則產(chǎn)生了兩條固定磁路，并通過磁路來保護(hù)斷電后繼電器狀態(tài)。當(dāng)接入電源后，固定磁路與電磁路之間對比并驅(qū)動(dòng)銜鐵運(yùn)動(dòng)從而改變通斷狀態(tài)。

2.2無極繼電器

結(jié)構(gòu)：電磁系統(tǒng)（線圈、鐵心、軛鐵、銜鐵），接點(diǎn)系統(tǒng)（拉桿、動(dòng)靜接點(diǎn)組）；動(dòng)作原理：電→磁→力→動(dòng)作拉桿，F(xiàn)吸引力>F重力為吸起狀態(tài)，F(xiàn)吸引力2.3整流式繼電器

在無極繼電器的基礎(chǔ)之上研發(fā)成功了整流式繼電器，就是在繼電器中加裝了二極管，二極管可以將輸入繼電器的電流變?yōu)榘氩ɑ蛉ǖ恼麟娐?，這樣的電流處理方式，可以將交流電源變?yōu)橹绷麟娫摧斎氲骄€圈之中。

3基于繼電器的鐵路信號設(shè)備自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用

3.1選擇繼電器的一般原則

繼電器的類型、線圈電阻，應(yīng)滿足各種電路的基本要求。電路中串聯(lián)使用繼電器時(shí)，串聯(lián)繼電器的數(shù)量滿足電壓的要求。繼電器接點(diǎn)通過的電流不應(yīng)小于電路的工作電流，必要時(shí)采用并聯(lián)。繼電器接點(diǎn)數(shù)量不夠時(shí)（不能滿足電路要求時(shí)），設(shè)置復(fù)示繼電器反映主繼電器工作狀態(tài)。電路中串聯(lián)繼電器接點(diǎn)時(shí)，接點(diǎn)的接觸電阻應(yīng)滿足電路要求（不影響電路正常工作）。

3.2繼電器的表達(dá)

在通常的情況下，使用符合“XL”代表信號繼電器，符合“AJ”帶便按鈕繼電器，在出現(xiàn)使用功能和作用相同的繼電器時(shí)，可以使用“AJXL或AJSL”來表示。

3.3繼電器的定位

能否實(shí)現(xiàn)鐵路信號設(shè)備的自動(dòng)化管理，主要依賴于繼電器是否能夠?qū)崿F(xiàn)定位功能，這樣的定位狀態(tài)具有很高的要求，要求設(shè)備的定位狀態(tài)和相關(guān)繼電器的定位狀態(tài)保持高度一致?？梢允褂藐P(guān)閉定位來表示信號定位的狀態(tài)，使用開通定位來表示差到的定位狀態(tài)，而使用空閑來表示軌道電路的定位狀態(tài)。

3.4繼電器的安全使用

繼電器落下狀態(tài)應(yīng)滿足安全性原則，要求與設(shè)備安全側(cè)相保持一致。當(dāng)信號繼電器落下時(shí)，則要求信號機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)，而當(dāng)軌道繼電器處于落下狀態(tài)時(shí)，則表示軌道電路此時(shí)處于被占用狀態(tài)。通過箭頭方向來描述繼電器定位狀態(tài)。在實(shí)現(xiàn)鐵路信號設(shè)備自動(dòng)化控制時(shí)，要求其繼電器線圈設(shè)定滿足相關(guān)要求，如選用單線圈時(shí)，為確保線圈滿足繼電器工作安匝與釋放安匝需要，則要求經(jīng)過線圈電流為串聯(lián)狀態(tài)時(shí)的一倍，相應(yīng)的，其功率消耗也會增加。在這種條件下，線圈溫度容易偏高?；诖?，繼電器多選用兩線圈串聯(lián)方式，也可依據(jù)實(shí)際需要選用分線圈方式，以滿足電路電壓與繼電器運(yùn)行為準(zhǔn)。依托繼電器狀態(tài)定位與通斷調(diào)整，通過信號傳輸實(shí)現(xiàn)鐵路信號設(shè)備自動(dòng)化控制，為實(shí)現(xiàn)信號設(shè)備高質(zhì)量運(yùn)行提供了保障。

4結(jié)束語

隨著鐵路行車工作的多變性增強(qiáng)，對其安全性要求越來越高，而自動(dòng)化技術(shù)恰恰能解決這一難題。自動(dòng)化技術(shù)使鐵路信號控制更加準(zhǔn)確、更加安全，有效保證了行車工作的安全、高效。其中，突出表現(xiàn)在繼電器的應(yīng)用上。安全型繼電器是鐵路信號設(shè)備中必用的繼電器類型，而其內(nèi)部組件的安全標(biāo)準(zhǔn)高，整體安全系數(shù)較高，完全符合鐵路信號設(shè)備的需求，在今后的很長時(shí)間內(nèi)都將無法取代。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱婉婷.高鐵信號系統(tǒng)中新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，（11）：30.