CN115078979B - 一种二元二位继电器检测电路及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二元二位继电器检测电路及检测方法。本发明提供的检测电路在继电器的轨道线圈端施加一个50Hz的干扰电压，通过调压器改变此干扰电压的幅值，观察并记录继电器工作状态，检测继电器误动作时，判断继电器误动作的干扰来源及干扰临界数值。该检测电路和检测方法能够分析继电器的可靠性和选择性，避免事故发生。

Description

一种二元二位继电器检测电路及检测方法

技术领域

本发明涉及轨道电路检测领域，具体说是一种二元二位继电器检测电路。尤指一种二元二位继电器受不平衡电流干扰误动作检测电路。

背景技术

25Hz相敏轨道电路是一种基础的铁路信号设备，其信号系统的功能直接与其质量和可靠性有关。25Hz相敏轨道电路在正常运转的情况下能够反馈进路的占用状况，能够显示列车所在的位置，控制信号机的灯显颜色，把地面信号通过轨道电路传输给机车。25Hz轨道电路采用交流25Hz电源连续供电，从外电网送入50Hz电源，经专设的25Hz电源屏分频器分频作为轨道电路的专用电源，其受电端采用二元二位轨道继电器，其具有独特的频率选择性和相位选择性，也有着高可靠性、高安全性的特点。轨道线圈经轨道中继变压器和扼流变压器与钢轨相连，在理想情况下，两条钢轨上牵引回流的分布是均匀的，两条钢轨上流经的回流大小相等。然而在运转过程中，受各种因素的影响，牵引回流在两钢轨中会出现分布不均匀，即出现牵引电流不平衡现象。如果两根钢轨上的牵引电流不平衡，则将有50Hz干扰电压加在轨道线圈上，这会使得二元二位继电器错误动作。

现有检测技术不能对二元二位继电器的轨道线圈侧电压进行灵活改变，分析其所能承受的不平衡电流阈值；另外，也不能通过改变干扰源的频率，分析多种谐波作用下的继电器特性。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种应用于二元二位继电器受不平衡电流干扰而误动作的检测电路。根据继电器的工作原理，分别在继电器局部线圈端和轨道线圈端提供额定工作电压使继电器吸起；根据实际25Hz轨道电路受端运行情况，会有50Hz干扰电压，因此该检测电路在继电器的轨道线圈端施加一个50Hz的电压，通过调压器改变此干扰电压的幅值，观察并记录继电器工作状态，检测继电器误动作时，干扰电压的大小进而判断继电器承受干扰电压的能力。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种二元二位继电器检测电路，包括电源、并联于电源的电源分频器和局部分频器，局部分频器的输出端与二元二位继电器的局部线圈端连接，其特征在于，还包括并联于电源的干扰电压输出单元，干扰电压输出单元输出端与二元二位继电器轨道线圈端连接。

进一步，干扰电压输出单元的输出端与电源分频器输出端串联后与二元二位继电器轨道线圈端连接。

进一步，电源分频器输出端与调压器1的输入端连接，调压器1的输出端与干扰电压输出单元的输出端串联后与二元二位继电器轨道线圈端连接。

进一步，干扰电压输出单元为调压器2。

本发明的另一个目的在于提供一种二元二位继电器的检测方法。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种二元二位继电器的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，接通电源，保证二元二位继电器处于工作状态；

步骤2，调节调压器2增加电压，观测二元二位继电器工作状态，以及调压器2供给的不平衡电流、电压变化；

步骤3，二元二位继电器动作后停止增加电压，记录当前不平衡电流、电压值。

进一步，步骤2的具体步骤为：

步骤2-1，使得调压器2处于0V，调节调压器1增加轨道线圈侧的电压直至二元二位继电器吸起；

步骤2-2，停止调压器1动作，调节调压器2增加电压，观测二元二位继电器工作状态及调压器2供给的不平衡电流、电压变化。

本发明的有益效果为：

通过同时给继电器施加不同幅值和频率的电压，来具体判断继电器误动作的干扰来源及干扰临界数值。该电路能够分析继电器的可靠性和选择性，避免事故发生

附图说明

本发明有如下附图：

图1本发明一种二元二位继电器检测电路图；

图2JRJC-70/240型继电器磁路系统示意图；

图3局部线圈、轨道线圈阻抗、电压向量图；

图4冲击电流波形图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

根据25Hz相敏轨道电路实际情况，选用型号为JRJC1-70/240二元二位继电器作为被检测对象。

如图1所示，检测电路中有一电源电压幅值为220V，频率为50Hz，经调压器2调压得到电压U3；将该电源输出电压经电源分频器处理，得到频率为25Hz的电压U4，再经调压器1进行调压得到U1，将U1和U3串联后供给JRJC1-70/240二元二位继电器轨道线圈一端；将该电源输出电压再经局部分频器处理，得到频率为25Hz，幅值为110V的电压U2，将该电压供给二元二位继电器局部线圈一端。

首先使得调压器2处于0V，逐渐调节调压器1增加轨道线圈侧的电压，当轨道线圈侧所加电压处于8.6V以下时，二元二位继电器处于落下状态，继续加压至15V左右时，继电器吸起，此时不再对调压器1进行动作。然后缓慢调节调压器2，在调压器2输出缓慢增加的过程中，观测二元二位继电器工作状态，以及调压器2供给的50Hz不平衡电流、电压变化情况。当二元二位继电器动作后停止增加电压，记录当前不平衡电流、电压值。

表1 JRJC-70/240型继电器参数

上表为所用继电器型号，下面对该型号继电器特性进行分析，以及分析当有干扰源作用时的其工作特性。

该继电器属于交流感应式继电器，是根据电磁铁所建立的交变磁场与金属转子中感应电流之间相互作用的原理而动作的，由带轴翼板、局部线圈、轨道线圈和接点组四大部分组成，安装在压铸铝合金支架内。活动部分采用滚珠轴承，双重防护，可靠性高，使翼板转动灵活、耐久。

当未加干扰源时，该继电器通以规定频率的电流，且局部线圈电压超前轨道线圈电压的角度为0°＜θ＜180°时，翼板抬起，使继电器前接点闭合；当相位为理想角时，处于最佳吸起状态；局部线圈或轨道线圈断电时，依靠翼板和附件的重量使接点处于落下状态。图2为继电器的磁路系统图。轨道继电器上的轨道线圈电压和局部线圈电压之间的相位角接近或等于90°时，转矩最大，使得翼板绕轴旋转，带动接点动作，否则，翼板不能旋转，不能带动接点动作。

当有干扰源侵入继电器时，电路内会产生过度电流i，该电流由强制分量和自由分量组成，强制分量表达式为：

自由分量表达式为：

总表达式为：

由于电感内的电流不能突变，因此(t＝0)时可得到如下表达式：

因此，可得参数A的数值为：

令

可得到如下表达式：

根据该表达式可得，当|π-β|＝nπ+π/2(n为正整数)时，iz幅值最大，即等于I_M，当电感为线性且θ-β＝π/2时，其过渡电流i的最大峰值约为强制电流峰值的两倍。其中冲击电流的波形图如图4所示。

由上式知，在25Hz的两个周期(时间T＝0.08s)内，若干扰电流角速度为2ω，局部磁通角速度(也即局部电流)为ω，I_G，I_J分别代表轨道和局部线圈内的电流峰值，p代表干扰电路中的R/L，K代表二元二位继电器固有的结构系数，则冲击干扰电流在翼片中产生的感应涡流与局部磁通按“左手”定则，在翼片上产生的平均转矩M为：

当θ-β＝π/2时，则

一般变压器的激磁阻抗幅角为75°左右，牵引电流为50Hz，则

R/L＝100π/tg 75°≈84，即p＝84。

则由上式可求出M值：

因为，前两项的积分为零，由上式可得，

由积分表可得，

将a＝-84，n＝50π带入得：

若轨道线圈通以25Hz信号电流，其峰值为I_G，比局部电流滞后90°，则在0.08s内的平均转矩为：

其中，上述公式中的自由电流最大值是按线性电感考虑，即仅以稳态电流的峰值计算，实际上冲击电流最大时为稳态满载电流的6～8倍，故轨道线圈流入的冲击电流产生的冲击干扰平均转矩应比上式所计算的结果大6～8倍，即约为(16.7～22.2)KI_GI_J。二元二位继电器轨道线圈的工作值为0.038A，如果窜入到轨道线圈的冲击干扰电流≥0.038*78.5/22.2≈0.14A时，它产生的干扰转矩就可能使二元二位继电器错误动作。

该电路可对50Hz干扰电压进行调节，进而测试二元二位继电器在多大干扰电压下会误动作。根据具体测试总结得出，由于调压器会进行分压，继电器轨道线圈侧功率约为0.6VA，因此所选用调压器功率不宜太大。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (1)

1.一种二元二位继电器检测电路，包括电源、并联于电源的电源分频器和局部分频器，局部分频器的输出端与二元二位继电器的局部线圈端连接，其特征在于，还包括并联于电源的干扰电压输出单元，干扰电压输出单元输出端与二元二位继电器轨道线圈端连接；

干扰电压输出单元的输出端与电源分频器输出端串联后与二元二位继电器轨道线圈端连接；

电源分频器输出端与调压器1的输入端连接，调压器1的输出端与干扰电压输出单元的输出端串联后与二元二位继电器轨道线圈端连接；

所述干扰电压输出单元为调压器2；

所述二元二位继电器检测电路的工作步骤为：

步骤1，接通电源，保证二元二位继电器处于工作状态；

步骤2，调节调压器2增加电压，观测二元二位继电器工作状态，以及调压器2供给的不平衡电流、电压变化；

步骤3，二元二位继电器动作后停止增加电压，记录当前不平衡电流、电压值；

所述步骤2的具体步骤为：

步骤2-1，使得调压器2处于0V，调节调压器1增加轨道线圈侧的电压直至二元二位继电器吸起；

步骤2-2，停止调压器1动作，调节调压器2增加电压，观测二元二位继电器工作状态及调压器2供给的不平衡电流、电压变化。