青年论文检修工程部继电器班组曹磊.docx

青年论文检修工程部继电器班组曹磊.docx

《青年论文检修工程部继电器班组曹磊.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《青年论文检修工程部继电器班组曹磊.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

青年论文检修工程部继电器班组曹磊

HOZ-462方向继电器测试平台的搭建

作者：

曹磊

通号分公司检修工程部

二零一六年五月

论文摘要

德国进口方向继电器（relay）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。

它具有控制系统和被控制系统之间的互动关系。

目前，HOZ-462方向继电器主要用与轨道交通二号线的线路运营使用上，由安装在机笼后方的方向继电器决定了轨道电路发送方向，而且承担了连接室内外设备和发送接收信号的功能。

然而遇到的问题却是线路值班人员缺乏可靠的测试手段，故障原因不明，报废率较高。

针对这样的情况，张铁英工作室制作了一台德国HOZ-462继电器测试盒，来打开这一技术难题，在保证检测手段的基础上，尝试检修延长其使用寿命。

关键词：

方向型继电器；HOZ-462；测试手段；检修

目录

1方向继电器1

1.1方向继电器的定义1

1.2Hoz-462方向继电器的原理分析1

2Hoz-462方向继电器测试平台的搭建3

2.1德国Hoz-462方向继电器测试盒的主要特点及技术指标4

2.1.1主要特点4

2.1.1技术指标4

2.2德国Hoz-462方向继电器测试盒的工作原理4

2.2.1输入、输出布局参见仪器面板4

2.2.2工作原理说明5

2.3德国Hoz-462方向继电器测试盒的使用方法6

2.3.1德国Hoz-462继电器测试盒清单6

2.3.2使用方法6

2.3.3设备配套8

2.3.4设备数据校准8

3Hoz-462方向继电器的检测与检修9

3.1Hoz-462方向继电器的测试9

3.2Hoz-462方向继电器的检修10

4总结11

【1】在复杂电网的继电器保护中，方向继电器起着重要的作用。

它不仅有利于继电保护装置间的配合，保证动作的选择性，而且有利于提高继电保护的灵敏度，从而提高保护装置的性能。

德国进口方向继电器（relay）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。

它具有控制系统和被控制系统之间的互动关系。

目前，HOZ-462方向继电器主要用与轨道交通二号线的线路运营使用上，由安装在机笼后方的方向继电器决定了轨道电路发送方向，而且承担了连接室内外设备和发送接收信号的功能。

然而遇到的问题却是线路值班人员缺乏可靠的测试手段，故障原因不明，报废率较高。

本文提出根据HOZ-462方向继电器的电气特性和机械特性搭建测试平台，解决缺乏测试手段的问题。

最终设计出一台可以测试方向继电器工作/释放电压，接点电阻/线圈电阻及齐度的测试盒。

再根据该测试盒，提出可能的检修手段，尝试检修延长其使用寿命。

1方向继电器

1.1方向继电器的定义

在复杂电网的继电器保护中，方向继电器起着重要的作用。

它不仅有利于继电保护装置间的配合，保证动作的选择性，而且有利于提高继电保护的灵敏度，从而提高保护装置的性能。

德国进口方向继电器（relay）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。

它具有控制系统和被控制系统之间的互动关系。

1.2Hoz-462方向继电器的原理分析

目前，HOZ-462方向继电器主要用与轨道交通二号线的AF904轨道电路使用上，由安装在机笼后方的方向继电器决定了轨道电路发送方向，而且承担了连接室内外设备和发送接收信号的功能。

每组轨道电路都带有2个方向继电器，RLYN和RLYR。

RLYN励磁指示轨道电路西发东收；RLYR励磁为轨道电路东发西收。

每个继电器的常闭接点用于检查继电器自身状态和控制相邻继电器励磁。

例只有当RLYN的4#3#接点同时闭合才允许RLYR励磁，而RLYR的4#3#接点的断开，切断了RLYN的励磁电路。

图1-1：

励磁控制电路

图1-2：

负载连接电路

在实际工作中，方向继电器使用一段时间后，一般是半年左右，在计表校正轨道电路过程中发现：

level低于平常值、shnt大于162%反复校正无效，但更换新方向继电器后参数值会有改善。

有些轨道区段闪“红光带”，然后更换方向继电器以后恢复正常。

最后附安全型继电器Hoz-462相关技术参数：

类型：

安全型继电器

尺寸：

67.4*20.5*48.6mm

环境温度：

-25…+80℃

接点工作电流：

10mA~2A

最大开关电压：

AC230/240V；DC300V

冲击抵抗值@11ms：

10g

振动抵抗值@10-100hz：

10g

机械寿命：

>107次

电气寿命：

>105次

线圈电阻：

110Ω±6%

最小动作电压：

6.9Vdc

最大允许电压：

19Vdc

建议工作电压：

8.1~19.2Vdc+10/-15%

动作时间@1.4*UMINTa-ö17msTa-s23ms

释放时间@1.4*UMINTr-s5msTr-ö7ms

2Hoz-462方向继电器测试平台的搭建

基于方向继电器的[2]电气特性动作电压/释放电压，接点电阻/线圈电阻，[3]机械特性接点压力大小的调整等问题，我们基于Hoz-462方向继电器设计了一台较为专业的继电器测试平台——德国Hoz-462方向继电器测试盒。

释放值——将线圈介入正向电压，逐渐升高至充磁，然后逐渐降低到全部动合接点断开时的最大电压；

工作值：

继续将线圈电压降至零，断开电路1s，然后正向闭合电路，从零逐渐升高电压直到衔铁止片与铁心接触及全部动合接点闭合，并满足规定接点压力时的最小电压；

测试接点电阻：

测试盒上直接测试；

测试线圈电阻：

测试盒直接测试，测试的电阻值换算为+20℃时允许误差，可按下列公式换算：

R=R/1+a（t-20）（2-1）

式中R——线圈在+20℃时的电阻值Ω；Rt——室温下测得线圈电阻值Ω；t——测试时的环境温度℃：

a——铜的电阻温度系数为0.0041/℃。

2.1德国Hoz-462方向继电器测试盒的主要特点及技术指标

2.1.1主要特点

0.2KVA单相交流AC220V50HZ输入；

输出电压符合方向继电器标准DC0~12V；

电压测试精度高精确至0.01V；

电阻测试精度较高精确至0.01Ω；

数字式电压表、电阻表采用数码显示便于夜间使用；

采用变压器隔离，安全性高。

2.1.1技术指标

额定输入：

AC220V±10%50HZ0.2KVA

额定输出：

DC0～12V

测量范围：

（1）电压DC0～12V

（2）电阻0～9.99Ω

具有LED灯齐度显示的功能，便于监视接点动作状态。

2.2德国Hoz-462方向继电器测试盒的工作原理

2.2.1输入、输出布局参见仪器面板

图2-2:

测试盒面板

2.2.2工作原理说明

图2-3:

测试盒原理图

如图2-2所示：

电源插座输入AC220V经保险保护、电源开关K1控制，到调压器输入端，再经调压0~220V，隔离变压器次级输出交流0~12V，经整流后输出直流0~12V，由V数字式电压表直接读数。

接点电阻测量采用高精度的数字式电阻表监测，准确度优于0.1%，经K3旋钮选择开关需要测试的接点电阻进行采样，送至R电阻表的输入端，直接读出接点电阻的大小。

为增强精确度，电阻表精确到0.01Ω。

线圈电阻参量采用高精度的万用表检测，在确定测试盒电源关闭的情况下，万用表的表棒插入线圈电阻J两端进行采样，直接从表中读出线圈电阻的大小，精确到0.1Ω。

电压、电阻值的测量：

合上K1后，开关电源输出5V送至电压表、电阻表作为此表的工作电源。

当调压器旋钮缓慢往上调时，V数字电压表也缓慢上升。

当数字电压表大约显示在5.4V时被测J继电器线圈得电吸起，触点闭合（对应的cdef四副常开触点接通，同时四个发光二极管点亮）观察在瞬时点亮时齐度应一致。

调压器往下调时，数字电压表大约在2V时J继电器线圈释放（对应的cdef四副触点断开，发光管在熄灭时齐度应一致）同时（对应的ab二副触点复位接通，发光管在点亮或熄灭的瞬时齐度应一致）。

K2开关由“齐度显示”切换到“电阻测量”档位时，转动K3旋钮选择开关至第一档时，数字电阻表自动显示第一档位a的接点电阻。

第二档位至第六档位类似相同。

面板上的LED四盏红灯和二盏绿灯用作继电器在吸起和释放过程中，观察瞬时点亮和熄灭一致的依据。

12V开关电源的输出是供给LED六盏灯点亮的工作电源。

具体操作请见使用方法。

2.3德国Hoz-462方向继电器测试盒的使用方法

2.3.1德国Hoz-462继电器测试盒清单

德国HOZ-462继电器测试盒（1台）；电源线（1根）；保险丝（2根）。

2.3.2使用方法

线圈电阻测量的使用

在电源开关K1断开时：

把HOZ-462继电器插入测试盒中的插座上，将万用表调至电阻测量档位，表棒插入线圈J的两端，读出电阻标的阻值。

图2-4:

测试盒插座

电压回路的使用

在确定K1开关关闭及调压器在零位时的情况下通电，将K2开关拔到“齐度显示”位置，调节调压器旋钮（顺时针增大，逆时针减小）电压应在DC0～12V之间变化，说明仪器正常可以工作了。

电压顺时针调节至最大进行充磁，在此时3、4、5、6四副红灯点亮，缓慢逆时针调节调压器旋钮，待四盏红灯全灭，1、2绿灯亮后，观察电压表此数值即继电器释放电压。

调压器归零后，缓慢顺时针调节调压器旋钮，待两盏绿灯全灭，3、4、5、四副红灯点亮后观察电压表，此数值既是继电器的吸起的工作电压。

图2-5:

齐度显示/电阻测量按钮

图2-6:

指示灯及直流电压表

图2-7:

电压调节旋钮

注意：

电压测试前一定要对继电器冲磁，使线圈预热，否则会测试结果可能产生误差。

接点电阻的使用

在确定K1开关关闭的情况下：

通电、电源指示灯点亮，将K2开关拔到“电阻测量”位置，分别调节K3选择开关至1、2接点时，记录两组接点的接点电阻阻值。

缓慢顺时针调节调压器旋钮，待继电器完全吸起后，分别调节K3选择开关至3、4、5、6接点，记录四组接点的接点电阻阻值。

图2-8:

接点电阻选择开关

注意：

测试3、4、5、6号接点时，由于该四组接点是常开接点，继电器必须吸起才可以测试，否则测试电阻为无穷大。

因为接点电阻要求≤0.1Ω，精度要求较高，测试接点电阻时，要对电阻表先进行短接测试，测试测试盒内阻。

即实测电阻为：

R实际接点电阻=R电阻表电阻-R测试盒内阻（2-2）

2.3.3设备配套

德国HOZ-462继电器测试盒（1台）；说明书（1份）；FLUKE万用表（1台）

2.3.4设备数据校准

为保证设备精度，测试盒的使用安全及合理性，在设计完成该测试盒后，我们对测试盒进行了数据的校准，具体参数见表１:

产品名称

德国HOZ-462继电器测试盒

检验类别

数据校准

测试项目

标记

外观检查

表面无裂痕，光滑整洁，准确标记面积上文字及数字显示

绝缘强度

电源端子与外壳绝缘测试〉2000MΩ

表头指示值

标准器读数

实际误差（%）

DC2V

2.01V

-0.01

DC4V

4.02V

-0.02

DC6V

6.02V

-0.02

DC8V

8.04V

-0.04

DC10V

10.02V

-0.2

表头电阻值

标准器读数

误差（%）

0.01Ω

0.1Ω

0

0.03Ω

0.03Ω

0

0.05Ω

0.05Ω

0

0.07Ω

0.07Ω

0

0.1Ω

0.1Ω

0

测试结论：

符合标准，可投入使用

试验员

检验员

试验负责人

廖冠林

曹磊

纪德寿

表2-8：

成品检验报告

３Hoz-462方向继电器的检测与检修

3.1Hoz-462方向继电器的测试

在完成测试盒的搭建和制作后，检修工程部继电器班组对2号线547台方向继电器进行了轮换检测，尝试通过检测手段利用一些之前已经报废的继电器，成绩喜人。

547台继电器中，248台方向继电器测试合格，占全部检测继电器的44%，在这些合格的继电器中，插针弯曲的继电器有79台，在用扁口钳调试后测试合格，外壳破损的继电器一台，168台直测合格，为公司节约资金12万余元。

由此可见关于方向继电器的检测，潜力巨大。

图3-1：

测试合格数所占百分比

图3-2：

合格继电器种类汇总

图3-3：

插针弯曲的继电器

3.2Hoz-462方向继电器的检修

在测试不合格的继电器中，不合格的继电器共有310台，通过相关的测试数据统计，测量长闭触点接触电阻时，尾部插片接触电阻较大，在没有改变继电器工作值之后（5.5V

左右）。

常开接点滑程很少，有可能接触不良，改变后滑程加大，接触可靠了。

经研究这类继电器主要由于接点氧化[4]，工作电压偏小导致的。

这为日后的检修提供了可能。

图3-4：

接点氧化和接点未氧化的继电器对比

结合日常国产安全型继电器的检修技巧，继电器班组尝试对方向继电器进行了检修[5]，纤维油石是采用陶瓷粒与树脂用特殊工艺结合而成的用于精密细微处抛光的油石。

韧性强,一般用于模具的沟底,细缝等细微处的精密抛光纤维油石用于加工塑料用钢模具．玉器工艺品，硬质合金工件等物品上的窄槽．曲面及深部不易研磨部位，还适用于模具放电加工后之硬化表面去除，机械切削，粗糙刀痕之去除，细微加工痕迹去除，以及一般的抛磨，精细研磨，或镜面处理前的抛光[6]。

我们利用这一器材对方向继电器的接点进行擦拭和去氧化层，并用镊子增加触点的压力，提高方向继电器的工作电压，为2号线检修方向继电器32台，效果比较不错。

4总结

德国Hoz-46方向继电器测试平台的搭建耗时2个月的时间，期间也遇到过不少挫折和困难。

第一版测试台的设计由于缺乏稳定的插座，而无法对方向继电器进行测试。

最终前往二号线人民广场轨旁班组，利用报废的机柜，拆卸下一整套现场插座最终解决这一问题。

提高了方向继电器测试的可行性。

第二版的测试盒，因为电阻表的精度较低（0.1欧姆级），无法测试方向继电器的接点电阻，最终用精度更高的电阻表，终于完成了测试盒的制作。

该测试台的制作解决了方向继电器检测的技术空白，为方向继电器的检修提供了可能。

未来，我们希望通过该测试台解决方向继电器常见的故障问题，延长这类继电器的使用寿命，提高2号线线路的运营安全。

目前，我们对方向继电器的工作电压详细参数还不是很了解，这是未来的研究方向。

我们不知该继电器在线路中的实际供电电压即到该继电器线圈两端的电压是多少，如果电压较高时，继电器的工作值可适当调高一点，12V直流电压考虑电流波动，线路压降及温度变化等的影响。

6.5V~8V可以满足要求。

同时抗干扰能力也有待提高，这要看时间电路的供电情况而定。

最后，感谢测试盒过程中，2号线人民广场轨旁班组的协助和检修工程部领导的帮助和技术支持，感谢检修工程部纪德寿师傅的悉心指导。

谢谢支持！

图4-1：

第一版测试盒

图4-2：

第二版测试盒

参考文献

[1]冯建勤,路康.新型微机式电流方向继电器研究[J].电力系统保护与控制,2005,33（9）:

58-61.

[2]周百全.关于安全型继电器维修策略的研究[D].清华大学,2009.

[3]杨志红.铁路安全型继电器检修及调整工艺[J].中国新通信,2013（15）:

18-18.

[4]赵莉.继电器动触头完全氧化工艺试验初探[J].机电元件,2009,29

（1）:

39-41.

[5]杨志红.铁路安全型继电器检修及调整工艺[J].中国新通信,2013（15）:

18-18.

[6]王振民,李克华,王玉,等.纤维油石的开发与应用[J].金刚石与磨料磨具工程,1998（3）:

14-15.