2.5. Реле железнодорожной автоматики

Реле железнодорожной автоматики имеют специальное услов­ное обозначение (шифр), состоящее из букв и цифр. В большинстве случаев на первом месте стоят буквы, которые указывают тип реле: Н - нейтральное, П - поляризованное, К - комбинированное, И - импульсное, ДС - двухэлементное секторное. У реле, предназ­наченных для использования в схемах автоблокировки, применяют буквы АН - автоблокировочное нейтральное. Эти реле выпускают на напряжение питания 12В постоянного тока. Большинство осталь­ных реле имеют напряжение питания 24 В.

В обозначении малогабаритных реле на втором месте обычно расположена буква М (НМ). Буква Ш означает штепсельное испол­нение реле, а буква Р - нештепсельное (НМШ, HP). Вторую букву М применяют в обозначении медленнодействующих реле (НМШМ), буквы П, В и Т используют в обозначении пусковых реле, реле с выпрямителями и с термоэлементом (НМПШ, ИМВШ, НМШТ). Первые буквы А и О служат для обозначения аварийных и огневых реле(АШ, ОМШ).

В обозначении реле после букв следует цифра, характеризую­щая число контактных групп. Цифра 1 означает, что контактный набор у реле содержит восемь переключающих контактов 8 фт; циф­ра 2 - четыре переключающих контакта 4 фт; цифра 3 - два пере­ключающих и два фронтовых контакта 2 фт, 2 ф; цифра 4 - четыре переключающих и четыре фронтовых контакта 4 фт, 4 ф; цифра 5 - два переключающих и два тыловых контакта 2 фт, 2 ф. Цифры, отделенные дефисом, указывают сопротивление обмоток реле в омах.

Например, обозначение реле НМШМ2-3000 означает: нейтраль­ное малогабаритное штепсельное медленнодействующее реле, име­ющее четыре переключающих контакта и обмотки сопротивлением 3000 Ом. Если реле имеет две обмотки с разным сопротивлением, то цифры записывают в виде дроби, например НМШЗ-550/400.

У реле РЭЛ (реле электромагнитное) буквенные и цифровые обозначения иные. Нейтральное штепсельное реле обозначают РЭЛ (РЭЛ1, РЭЛ2), а нештепсельное БН (БН1, БН2). Поляризованное реле имеет обозначение ПЛЗ, БПЗ; огневое реле - ОЛ2, БО2; аварийное реле - А2, БА2; пусковое стрелочное реле - С5, БС5. Циф­ра 1 означает, что реле имеет шесть переключающих и два фронто­вых контакта 6 фт, 2 ф; цифра 5 - три переключающих и один фронтовой контакт 3 фт, 1 ф; цифры 2 и 3 имеют тот же смысл, что и в обозначениях реле типа НМШ.

Реле железнодорожной автоматики третьего класса надежности обозначаются КДР (кодовое реле) и КДРШ. Вустройствах связи и промышленной автоматики наиболее распространены нейтраль­ные реле с круглым сердечником РКН, с плоским сердечником РПН, малогабаритные реле РКМ и PC, миниатюрные и сверхмини­атюрные реле РЭС, поляризованные реле РП.

В табл. 2.2 приведены условные обозначения обмоток реле раз­личного типа.

Таблица 2.2

Глава 3. Контактная система электрических реле

3.1. Требования к контактам

Контакт реле состоит из двух элементов, выполненных из слабо окисляющего материала (в основном металла) с хорошей проводи­мостью, которые в виде наклепок укреплены на упругих пружинах. При срабатывании реле якорь перемещает одну из пружин и кон­такт замыкается или размыкается. Слово контакт имеет латинское происхождение - contactus (прикосновение).

Контакт это самый ненадежный элемент в конструкции реле, поскольку в процессе работы реле многократно механически замы­кается и размыкается. При этом изменяется контактное сопротив­ление и изнашиваются контактные поверхности. При протекании тока контакт нагревается, металл окисляется (коррозия). На кон­тактной поверхности образуется оксидная пленка. Ее толщина со временем увеличивается, что ведет к росту сопротивления контак­тов R_o (рис. 3.1). При этом, однако, увеличиваются падение напря­жения на контакте, его температура и градиент электрического по­ля в пленке. Совместное действие этих факторов приводит к разру­шению пленки и сопротивление контакта падает до значений, близких к исходным. Затем этот процесс повторяется. Если оксид­ная пленка оказывается достаточно прочной, сопротивление кон­такта может возрасти до недопустимых значений.

Износ контакта вызывается механическими и электрическими факторами. Механический износ происходит вследствие трения при скольжении, вибрации и ударах контактных поверхностей при замы­кании. Электрические разряды (искра, дуга), которые возникают при размыкании и замыкании, приводят к физическому разруше­нию (эрозия) контакта вследствие плавления, испарения и распыле­ния материалов. Эрозия вызывает перенос металла с одного контак­та на другой, в результате чего на одном контакте образуется на­рост, а на другом - кратер. Это может привести к свариванию контактных поверхностей. Эрозия зависит от параметров коммути­руемой электрической цепи и особенно ярко выражена при постоян­ном токе.

К контактам реле I класса надежности предъявляют следующие требования. В замкнутом состоянии переходное сопротивление контактов R_o должно быть как можно меньшим. Это обеспечивается подбором материалов с хорошей проводимостью и значительным контактным нажатием Р_к (сила сжатия пружин). У фронтовых кон­тактов (графит - серебро) R_o ≤ 0,3 Ом и Р_к ≥ 0,294 Н, у тыловых контактов (серебро - серебро) R_o ≤ 0,03 Ом и Р_к ≥ 0,147 Н.

Необходимо чтобы в разомкнутом состоянии сопротивление кон­такта было равно бесконечности. Это обеспечивается наличием межконтактного воздушного промежутка 1—3 мм и изоляцией кон­тактных пружин.

Стойкость к коррозии и эрозии обеспечивается подбором соот­ветствующих материалов, герметизацией контактов, выбором опти­мальных параметров коммутируемых цепей и применением искрогасящих схем.

Время дребезга (многократное замыкание и размыкание) кон­такта при его замыкании должно быть не более 20 мс. Это обеспечи­вается подбором толщины (0,2-0,5 мм) и упругости контактных пружин. Для их изготовления используют фосфористую бронзу с модулем упругости Е = 11^. 10⁴ Н/мм² и нейзильбер с модулем Е = 12^. 10⁴ Н/мм².

Замкнутые контакты не должны размыкаться при вибрации с частотой синусоидальных колебаний от 10 до 20 Гц с ускорением не более 0,6g, а также при вибрации с частотой 22—50 Гц и ускорением не более g в вертикальном направлении по отношению к положению якоря и горизонтальном - в направлении движения якоря.

Необходимо чтобы замкнутые контакты длительно выдержи­вали ток нагрузки 3 А без изменения их электрических и механи­ческих параметров. При токах до 6 А не должно возникать опас­ных отказов.

Контакты должны обеспечивать не менее 10⁷ замыканий без токовой нагрузки; не менее 3^.10⁶ замыканий при токе 50 мА и напря­жении 24 В, не менее 1,5^.10⁶ замыканий при токе 2 А и напряжении 24 В постоянного тока или при токе 0,5 А и напряжении 220 В переменного тока.