去氧化技術在CRH380B型動車組繼電器上的應用研究

左明潔

摘要：隨著高速鐵路的快速發展，高速動車組車輛逐漸增加，車輛控制系統對于車輛的安全穩定運營凸顯重要。繼電器在控制系統中大量應用。隨著運營里程及時間的增加，繼電器觸點氧化問題越來越多，嚴重影響了車輛控制系統的穩定性。

金屬氧化定義：氧元素與金屬元素發生的化學反應，稱其為金屬氧化，也是一種重要的化工單元過程.是金屬元素失電子氧元素得電子的過程，最終生成金屬氧化物。繼電器作為電路控制的重要器件，對控制系統的穩定性至關重要。動車組的關鍵回路大量應用繼電器進行控制。繼電器觸點的氧化問題亟待解決。

1 CRH380B型動車組繼電器觸點氧化原因分析

CRH380B型動車組繼電器采用德國西門子公司提供的多種型號繼電器，大量應用在安全環路，車輛牽引控制，煙火報警等系統。網絡診斷系統通過采集繼電器觸點狀態，對車輛狀態進行實時監控。

由于繼電器觸點在帶電通斷過程中，觸點表面會發生氧化，電流較小繼電器觸點自潔能力下降，易造成氧化膜堆積，接觸電阻變大，導致繼電器觸點電氣連接不良。正常情況下，一般監控繼電器的最小觸點負載不應低于30mA，在不帶載情況下，繼電器百萬次動作試驗無問題，說明車輛運用環境和負載對繼電器的使用壽命有較大影響。

2 繼電器去氧化方案的確定

為驗證繼電器觸點通過電流對觸點表面氧化膜的影響，探尋合適的去氧化膜電流值，分別對2組故障繼電器串入不同去氧化電阻進行試驗。A組串入6K電阻網絡（相當于通18.33mA電流）進行試驗，B組給觸點回路通30mA電流，進行試驗。隨著繼電器動作次數的增加被氧化觸點阻抗逐步降至mΩ級，觸點去氧化效果明顯，測試數據詳見表2.2。

3 去氧化模塊裝車方案及對車輛影響分析

根據繼電器試驗情況分析，采用電流法給繼電器觸點消氧化有一定的效果，在原理上具有可行性。

根據試驗結果，在繼電器故障率較高的回路中串接相應的去氧化模塊，如圖3.2所示：

3.1去氧化模塊對安全環路邏輯的影響

去氧化模塊內部所用元件為保險和功率電阻，無感性和容性元件。所以在原有安全環路中繼電器線圈得電后，觸點的斷開和吸合過程不會因為存在附加的延時而影響安全環路原有的邏輯。

3.2去氧化模塊對設備壽命的影響

安裝去氧化模塊每一回路電阻采用REP35系列功率電阻，其阻值為3.3K，精度為5%，功率35W。

每一路對應電流值為：

繼電器觸點額定載流量大于1A，原電路電流不超過10mA，新增負載電流相對于繼電器觸點額定載流量影響很小，不會降低繼電器壽命。

3.3模塊對蓄電池應急供電時間的影響

CRH3型動車組蓄電池容量為2 320Ah，應急供電時間一般為1.5小時。

每一路去氧化回路為30mA，以增加10路計算，則總電流為0.3A。

在應急供電時間段內消耗電量所占蓄電池容量比例為：

η=

即在整個蓄電池應急供電時間段內，去氧化模塊所消耗能量相對于蓄電池總容量只有0.07%，完全可以忽略對蓄電池應急供電時間的影響。

4 繼電器去氧化的應用效果

加裝去氧化模塊的CRH380B動車組累計運行了70萬公里，對加裝去氧化模塊的繼電器觸點進行了測試，測試結果如表4.1所示。

根據上述測試結果可以得出，繼電器觸點在加裝去氧化模塊后，觸點動作阻值明顯下降，表明加裝去氧化模塊能夠解決繼電器觸點氧化問題。

5 結束語

繼電器觸點去氧化后，大大增強了繼電器觸點工作的穩定性，減少了動車組網絡診斷系統誤報情況的發生。降低了動車組故障率，提高了動車組運用的穩定性。

參考文獻

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[2] GB/T21413.2-2008《鐵路應用 機車車輛電氣設備 第2部分：電工器件 通用規則》

[3] GB 14048.4-2003 《低壓開關設備和控制設備 機電式接觸器和電動機起動器》

（作者單位：中車長春軌道客車股份有限公司）