Требования к надежности реле

Рубрики Статьи

Эксплуатационно-технические требования к параметрам реле железнодорожной автоматики

Основные требования к контактам реле первого класса надежности: переходное сопротивление фронтовых контактов не более 0,3 Ом, тыловых контактов не более 0,03 Ом; раствор контактов не менее 1,3 мм, а в момент переключения контактов не менее 0,8 мм; совместный ход контактов должен быть не менее 0,35 мм, а скольжения контактов для их самоочистки у фронтовых контактов должно быть не менее 0,25 мм, а у тыловых контактов не менее 0,2 мм; контактное давление фронтовых контактов не менее 0,294 Н (30 гр), а тыловых контактов не менее 0,147 Н (15 гр); неодновременность замыкания или размыкания контактов — не более 0,2мм.

ЭТТ к конструкции реле первого класса надежности включает следующее. Реле должно иметь конструкцию, не требующую дополнительного схемного контроля отпускания якоря. Положение контактов должно обеспечиваться механическим соединением их между собой и якорем. Штепсельные разъемы реле должны исключать возможность его ошибочного включения. Корпус реле должен исключать попадание во внутрь влаги, пыли и газов для устранения влияния внешней среды на работу реле. Реле должно устойчиво работать при температуре окружающего воздуха от –40 до +60 0С и относительной влажности до 95%, измеренной при температуре +200С.

Эксплуатационно-технические требования к реле

Эксплуатационно-технические требования к реле является основным документом, определяющим условия эксплуатации реле.

1. Реле должно иметь большое число контактов при небольших размерах и весе;
2. Обладать высокой чувствительностью;
3. Иметь высокую надежность;
4. Большую коммутируемую мощность;
5. Малое время срабатывания и отпускания якоря;
6. Большой срок службы;
7. Большую износоустойчивость и ремонтопригодность;
8. Прочную конструкцию, обеспечивающую достаточную вибро- и удароустойчивость;
9. Надежно и стабильно работать при значительных колебаниях параметров окружающей среды;
10. Иметь малую стоимость.

По способности исключать опасные отказы, такие, как сваривание контактов при коротком замыкании, в цепи и замыкание якоря после выключения тока в обмотке. Реле делятся на первые и низкие классы надежности. В устройствах ЖАТС применяются преимущественно реле 1-го класса надежности.

Для реле 1-го класса существуют дополнительные эксплуатационно-технические требования:

1. Реле должно обладать такой надежностью, чтобы не требовался схемный контроль отпускания якоря;
2. При выключении питания отпускание якоря должно происходить под действием собственного веса якоря и связанных с ним подвижных частей, а не от упругости пружин;
3. Должна быть исключена возможность магнитного прилипания якоря к сердечнику после выключения тока (антимагнитный бронзовый штифт ставится);
4. Положение контактных пружин должно обеспечиваться принудительным соединением их между собой и якорем;
5. Конструкция контактов должна обеспечивать размыкание всех тыловых контактов при замыкании хотя бы одного фронтового и наоборот;
6. Фронтовые и общие контактные поверхности не должны свариваться при любых условиях (разнородные материалы: 1- графито-серебрянная смесь; 2- серебро);
7. Замкнутые контакты должны длительно выдерживать ток ЗА без изменения их электрических и механических параметров, а при токах до 6 А не должно возникать опасных отказов;
8. Мощность срабатывания реле отнесенная к общему контакту, должна быть не более 20 мВт;
9. Магнитная система реле должна изготавливаться из материалов, обладающих высокой магнитной проницаемостью и малой коэрцитивной силой, не подверженных заметному старению;
10. Все некоррозионно-стойкие металлические детали должны иметь противокоррозионные покрытия (оцинкованы, никелированы), а неметаллические части должны быть негорючими;
11. Для исключения попадания пыли и влаги реле должны быть закрыты прочным прозрачным влагозащитным и пломбируемым колпаком;
12. Реле должно устойчиво работать при t= — 40 +60 оС
13. Замкнутые контакты не должны размыкаться при вибрации с f=1020 Гц и ускорением не более 0.6 д, а также при вибрации с f=2250 Гц и ускорением не более 1д в вертикальном направлении по отношению к реле и в горизонтальном – в направлении движения якоря;
14. Штепсельные разъемы должны исключать возможность ошибочного вставления в розетку реле другого типа;
15. Срок службы реле определяется режимом эксплуатации и составляет от 0.5 до 20 лет.

Реле к которым не предъявляются дополнительные требования, относятся к низшим классам надежности, и они применяются в менее ответственных цепях устройств АТ и С.

Тэги: Требования, реле, якорь

Общая характеристика реле

Классификация реле. Под реле понимают такой электри­ческий аппарат, в котором при плавном изменении управ­ляющего (входного) параметра до определенной заранее заданной величины происходит скачкообразное изменение управляемого (выходного) параметра. Хотя бы один из этих параметров должен быть электрическим.

По области применения реле можно разделить на реле для схем автоматики, для управления и защиты электро­привода и защиты энергосистем. По принципу действия ре­ле делятся на электромагнитные, поляризованные, тепло­вые, индукционные, магнитоэлектрические, полупроводни­ковые и др.

В зависимости от входного параметра реле можно раз­делить на реле тока, напряжения, мощности, частоты и дру­гих величин. Отметим, что реле может реагировать не толь­ко на входной параметр, но и на разность значений (диф­ференциальное реле), изменение знака или скорости изме­нения входного параметра. Иногда реле, имеющее только один входной параметр, должно воздействовать на не­сколько независимых цепей. В этом случае реле воздей­ствует на другое, так называемое промежуточное реле, которое имеет необходимое число управляемых цепей.

Промежуточное реле используется и тогда, когда мощ­ность основного реле недостаточна для воздействия на управляемые цепи.

По принципу воздействия на управляемую цепь реле делятся на контактные и бесконтактные. Выходным параметром бесконтактных реле является резкое изменение сопротивления, включенного в управляемую цепь. Разомк­нутому состоянию контактов контактного реле соответст­вует большое сопротивление управляемой цепи бескон­тактного реле. Это состояние бесконтактного реле называ­ется закрытым. Замкнутому состоянию контактов контактного реле соответствует малое сопротивление в уп­равляемой цепи бесконтактного реле. Такое состояние бес­контактного реле называется открытым.

Читайте так же:  Ст10 трудовой кодекс

По способу включения реле разделяются на первичные и вторичные. Первичные реле включаются в управляемую цепь непосредственно, вторичные – через измерительные трансформаторы.

Основные характеристики реле. Рассмотрим характе­ристику управления реле, представляющую собой зависи­мость выходного параметра от входного параметра для реле с замы­кающим контактом. У этих реле при отсутствии входного сигнала контакты разомкнуты, и ток в управляемой цепи равен нулю. Для бесконтактных реле сопротивление, введенное в управляемую цепь, достаточно велико, и ток имеет минимальное значение. На рис. 6.1 по оси абсцисс отложено значение входного параметра , а по оси ординат – ­выходного параметра .

Значение входного параметра (напряжения, тока и т.д.), при котором происходит срабатывание реле, называется параметром (напряжением, током и т.д.) срабатывания. До тех пор, пока 6 циклов. Надежность работы схем автоматики зависит от надежно­сти работы отдельных элементов, в том числе и реле.

Из-за большого количества реле в современных схемах и большого количества выполняемых ими операций к ним предъявляются требования высокой надежности.

ГОСТ 3699-82
Реле напряжения защиты низковольтные. Общие технические требования

РЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ ЗАЩИТЫ НИЗКОВОЛЬТНЫЕ

Общие технические требования

Low voltoege protective voltageralays.
General technical requirements

МКС 29.120.70
ОКП 34 2550

Дата введения 1983-01-01

1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 11.02.82 N 570

2. ВЗАМЕН ГОСТ 3699-75

3. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

4. Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта от 29.09.92 N 1465

5. ИЗДАНИЕ (апрель 2003 г.) с Изменением N 1, утвержденным в июне 1987 г. (ИУС 10-87)

1. Настоящий стандарт распространяется на электромеханические и статические реле напряжения вторичные косвенного действия, предназначенные для работы в устройствах защиты и автоматики энергетических систем.

Стандарт не распространяется на реле, предназначенные для применения на подвижных средствах наземного, водного, воздушного транспорта, реле специального назначения, а также на фильтровые реле, реле напряжения, являющиеся составной частью комплектных устройств.

Виды климатического исполнения — УХЛ4, 04. По согласованию с потребителем допускается вид климатического исполнения У3.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2. Реле подразделяются:

По принципу действия:

По характеру входной воздействующей величины:

По характеру изменения входной воздействующей величины:

По способу регулирования уставок напряжения срабатывания:

с плавным регулированием;

с дискретным регулированием;

с комбинированным регулированием;

с фиксированным напряжением срабатывания.

По числу диапазонов уставок напряжения срабатывания:

По виду шкалы уставок напряжения срабатывания:

с оцифрованной шкалой;

с неоцифрованной шкалой или без шкалы.

По наличию установочного элемента:

с установочным элементом (штепсельный разъем);

без установочного элемента.

По коэффициенту возврата:

с повышенным коэффициентом возврата;

с нормальным коэффициентом возврата;

с пониженным коэффициентом возврата.

3. Реле должны изготовляться на номинальные входные напряжения: 60; 100; 200; 400 В. Допускается по согласованию с потребителем изготовлять реле на другие номинальные напряжения.

4. Номинальная частота реле переменного тока — 50 и (или) 60 Гц.

6. Термины, применяемые в стандарте, соответствуют ГОСТ 16022, публикации МЭК 50 (446) в части, касающейся терминов, относящихся к выходам реле.

9. Габаритные, установочные и присоединительные размеры, а также масса реле должны устанавливаться в стандартах или технических условиях на конкретные серии или типы реле.

10. Внешний вид реле (качество защитных и декоративных покрытий, чистота поверхности деталей и др.), качество сварки, пайки должны устанавливаться в стандартах или технических условиях на конкретные серии или типы реле и в рабочих чертежах, утвержденных в установленном порядке.

13. Номинальный режим работы реле — продолжительный.

14. Классы точности должны устанавливаться в стандартах или технических условиях на конкретные серии или типы реле и выбираться из ряда: 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 5,0; 7,5; 10; 15,0.

На реле с неоцифрованной шкалой или без шкалы понятие класса точности не распространяется.

15. Разброс напряжения срабатывания, выраженный в процентах от среднего значения напряжения срабатывания, не должен превышать значений, выбираемых из ряда: 1,5; 2,5; 5,0; 10,0; 15,0.

16. Дополнительные погрешности, вызванные внешними факторами (температурой, частотой и др.), должны устанавливаться в стандартах или технических условиях на конкретные серии или типы реле.

17. Диапазон изменения вспомогательной воздействующей величины (напряжения питания) статических реле, в пределах которого реле функционирует с заданной точностью (определяемой величиной дополнительной погрешности), должен устанавливаться в стандартах или технических условиях на конкретные серии или типы реле.

18. Реле должны работать (с установленной величиной дополнительной погрешности) при наличии во входных цепях вспомогательной воздействующей величины (постоянного тока) периодической составляющей, равной 6% при частоте 100 Гц и синусоидальной форме.

Примечание. Периодическая составляющая определяется как выраженное в процентах отношение разности максимального значения и постоянной составляющей напряжения к этой постоянной составляющей.

19. Влияние на электрические параметры реле отключения вспомогательной воздействующей величины на определенный интервал времени, а также влияние отключений и включений вспомогательной воздействующей величины на состояние реле должны устанавливаться в стандартах или технических условиях на конкретные серии или типы реле.

При определении влияния отключений вспомогательной воздействующей величины на электрические параметры реле интервал времени должен выбираться из ряда: 2; 5; 20; 50; 100; 200 мс.

Влияние отключений и включений вспомогательной воздействующей величины должно определяться при поданной в цепь управления реле воздействующей величине, значение которой должно быть установлено в стандартах или технических условиях на конкретные серии или типы реле.

20. Коэффициент возврата реле максимального и минимального напряжения переменного тока в зависимости от исполнения реле должен соответствовать значениям, указанным в табл.1, и должен устанавливаться в стандартах или технических условиях на конкретные серии или типы реле.

Требования, предъявляемые к реле.

Ко всем без исключения реле предъявляется требование высокой надежности.

К реле защиты предъявляются повышенные требования по термической и динамической стойкости. Они имеют достаточный коэффициент запаса по срабатыванию, так как рабочее значение входной величины может в несколько раз превосходить параметр срабатывания. Так уставка по току срабатывания может быть , а ток короткого замыкания .

Читайте так же:  Штраф гибдд по гСургуту

К реле управления и автоматики предъявляются повышенные требования в отношении механической и коммутационной износостойкости. Наиболее слабым элементом реле является контактная система. Поэтому контактные реле стремятся заменить бесконтактными.

Электромагнитные реле управления

Электромагнитные реле управления применяются в системах управления и защиты электропривода. Различают реле тока и реле напряжения для цепей постоянного и переменного тока. Входной величиной (параметром) является ток или напряжение. Реле тока включаются в цепь последовательно с нагрузкой. Реле напряжения включаются параллельно с нагрузкой.

Конструктивно реле управления состоит из контактной и электромагнитной системы. Контактная система реле выполнена в виде контактных групп различного действия (замыкающие и размыкающие контакты). Ток контактных групп не превышает 20 А. Контактные группы выполнены в виде контактов мостикового типа. Контактные напайки изготавливаются из серебра или металлокерамики.

Реле управления постоянного и переменного тока отличаются конструкцией электромагнитной системы. Магнитная система реле переменного тока и напряжения выполняется шихтованной (состоящей из набора пластин) с целью уменьшения потерь на гистерезис и вихревые токи. На торце магнитопровода для предотвращения вибрации и уменьшения пульсации электромагнитной силы установлен короткозамкнутый виток.

Реле тока и напряжения отличаются параметрами катушек электромагнита. В реле тока применяются токовые катушки с малым сопротивлением (малое число витков из проводника большого сечения). В реле напряжения применяются катушки напряжения с большим сопротивлением (большое число витков из проводника малого сечения).

Дата добавления: 2015-05-21 ; просмотров: 1117 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Реле железнодорожной автоматики

На сегоднешний день техническое развитие невозможно без широкого применения автоматических устройств, позволяющие осуществлять контроль, защиту и управление определенными видами машин и различных агрегатов. В новейших технических машинах большинство процессов осуществляется с высокой скоростью, и соответственно человек не может успевать осуществлять управление ими без помощи автоматических устройств. Именно эти устройства дают возможность облегчить повседневную работу людей, а также сократить штат сотрудников (обслуживающего персонала). Одним из таких устройств и является реле. В переводе с французского реле (relais, от relayer – сменять, заменять).

Реле – это элемент автоматического устройства, у которого при плавном изменении входной величины происходит скачкообразное изменение выходной величины.

Классификация и условное обозначение реле

В зависимости от конструкции существует множество различных типов реле, которые работают на основе различных принципов.

Если подразделять реле по принципу физической природы явлений, на которое реле предназначено реагировать, то можно выделить следующие типы: электрические (большинство), тепловые, механические, магнитные, оптические, акустические, газовые, пневматические, жидкостные и другие.

Электрические реле в свою очередь (по принципу действия) делятся на электромагнитные, индукционные, магнитоэлектрические и электродинамические. Наиболее распространенным является – электромагнитное реле.

По роду питающего тока электромагнитные реле делятся на 2-е группы:

  • постоянного тока;
  • переменного тока.

А электромагнитные реле постоянного тока бывают следующих видов:

  • нейтральные;
  • поляризованные;
  • импульсные;
  • комбинированные.

Еще реле можно классифицировать по надежности действия:

  • реле первого класса;
  • реле низших классов.

К реле 1-го класса надежности выдвигаются основные требования:

1) отпускание якоря при выключении питания обмотки должно происходить под действием веса самого якоря и связанных с ним подвижных частей, поэтому якорь, как правило, утяжеляют специальными грузами, которые сделаны из немагнитного материала;

2) должна быть полностью исключена возможность магнитного прилипания якоря к сердечнику после выключения тока, для устранения прилипания, на якоре крепят бронзовый антимагнитный штифт;

3) фронтовые и общие контакты реле не должны свариваться, для этого контакты изготавливаются из разных по составу материалов (фронтовые – из граффито-серебряной смеси, а общий – из серебра).

Условное обозначение реле состоит из букв и цифр.

Рассмотрим пример: НМВМШ1-1000

Первая буква обозначает тип реле, в данном случае Н – нейтральное реле (также могут быть: И – импульсное, П – поляризованное, К – комбинированное, Т – трансмиттерное, если первая буква А – аварийное, О – огневое).

Вторая буква М – малогабаритное реле.

Третья буква В – означает, что реле с выпрямителем.

Четвертая М – медленнодействующее (с замедлением), может стоять буква Т – с термоконтактом.

Пятая Ш – штепсельное, если Р – с разборно-болтовое соединение.

После букв идут цифры, которыми обозначаются группы контактов:

1 – максимальное количество контактов, восемь тройников;

2 – 4-е полных тройника;

3 – 2 полных, 2 не полных тройника.

Дальше через (-) идет полное сопротивление обмоток реле в Ом-х, если одна цифра (как в нашем примере), то обмотки включены последовательно, если они включены параллельно, то указывается сопротивление каждой обмотки через (/), например – НМВШ-1000/1000.

Огневые реле контролируют целостность нитей накаливания ламп светофоров.

Графическое обозначение реле:

— нейтральное реле (с последовательно включенными обмотками

— нейтральное реле (с параллельно включенными обмотками

— комбинированное

— импульсное

— поляризованное

— трансмиттерное

— с замедлением при срабатывании (не сразу включается)

— с замедлением при отпускании (не сразу выключается)

— аварийное

Конструкция и свойства электромагнитных реле

Конструкция реле обычно состоит из 3-х органов:

  • воспринимающий;
  • промежуточный;
  • исполнительный.

Воспринимающий или его еще называют чувствительный (катушка реле) преобразует входной параметр в физическую величину, которая необходима для работы реле.

Сравнение преобразованной величины с имеющимся эталоном происходит в промежуточном органе. И при достижении определенного значения осуществляет передачу воздействия от воспринимающего органа к исполнительному.

Исполнительный орган (это контакты), в свою очередь, воздействует на управляемую цепь.

Принцип действия: главным элементом электромагнитного реле (рис. 1) является электромагнит, по средствам которого происходит преобразование электрической энергии в механическое перемещение. Он состоит из обмотки (1) с сердечником (2), ярма (3) и подвижной части, называемой якорем (4).

Рис. 1 Схема электромагнитного реле

Когда электрический ток проходит по обмотке, якорь притягивается к сердечнику и осуществляет воздействие на контактные пружины (5). При этом контакты (6) замыкаются. Реле СРАБАТЫВАЕТ.

Ниже рассмотрим виды электромагнитных реле постоянного тока.

Нейтральное реле

Рис. 2 Схема нейтрального реле типа НМШ

Нейтральное – это реле, которое не реагируют на полярность напряжения, приложенного к обмотке. В него входят: 1 – катушка; 2 – сердечник; 3 – ярмо; 4 – якорь; 5 – противовес. Бронзовый штифт – 6 на якоре, предотвращает его залипание. Якорь, с помощью тяги – 7 управляет контактной системой – 8, которая состоит из 3-х контактов: Фронтового, Общего и Тылового.

Читайте так же:  Информационно техническая экспертиза

Поляризованное реле

Поляризованные реле (рис. 3) своей конструкцией отличаются от нейтральных тем, что у них в магнитной системе имеется постоянный магнит, который реагируют на направление тока в обмотках катушек реле.

Рис. 3 Схема поляризованного реле типа ПМПШ

Магнитная система состоит из: 1 – катушка; 2 – сердечник; 3 – постоянный магнит; 4 – поляризованный якорь; 5 – изоляционная планка; 6 – контакты; ФК – рабочий поток (от обмоток); ФО – поляризованный поток (от магнита).

При отсутствии тока в обмотках ФО удерживает якорь в заданном положении и обеспечивает направленность действия якоря при изменении направления тока в обмотке. ФО, воздействуя с ФК, перемещает якорь из нормального положения в переведенное и наоборот.

Импульсное реле

Рис. 4 Схема малогабаритного импульсного реле типа ИМШ1-0,3

Импульсное реле – будет являться поляризованным реле. Магнитная система данного реле состоит изследующих элементов: катушки (1), постоянного магнита (2) с полюсными надставками (3) и поляризованного якоря (4). Якорь крепится одним концом к стойке (5) пружиной (6). К свободному концу якоря крепится контактная пружина (7), которая своим контактом замыкается с нормальным (Н) или переведенным (П) контактами.

ФО – при смене направления тока обеспечивает направленность действия якоря и удерживает якорь в заданном положении при отсутствии тока в обмотке. ФК – осуществляет перемещение свободного конца якоря, вследствие чего происходит замыкание контактной пружины с (Н) или (П).

Импульсное реле типа ИМШ1-0,3 получило пременение как путевое реле в импульсных РЦ постоянного тока.

В импульсных и кодовых РЦ переменного тока в качестве быстродействующего путевого реле используется импульсное реле типа ИМВШ-110 (в составе это реле есть выпрямительный мостик, который преобразует переменный ток в постоянный).

Комбинированное реле

Комбинированные реле типов КМШ-3000, КМШ-750 и КМШ-450 — они являются сочетанием нейтрального и поляризованного реле с одной общей магнитной системой (рис. 5).

Рис. 5 Схема комбинированного реле

Магнитная система комбинированного реле типа КМШ включает в себя катушки (1) и (2), сердечник (3), постоянный магнит (4), поляризованный якорь (5) и нейтральный якорь (6). При появлении в обмотках тока любой полярности происходит притяжение нейтрального якоря, вследствие чего происходит замыкание контактов: общего (О) и фронтового (Ф).

Изменение положения поляризованного якоря и соответственно замыкание управляемых им контактов осуществляется и зависит от направления (полярности) тока протекающего через обмотки катушек реле.

Основные характеристики электромагнитных реле

— U (I) притяжения якоря;

— U (I) отпускания якоря;

— R обмоток катушек реле;

— t замедления на отпускание и t замедления на притяжение якоря реле.

U (I), при котором якорь реле притягивается и происходит замыкание фронтовых контактов, называется напряжение (током) притяжения.

U (I), при котором осуществляется отпускание якоря реле и происходит замыкание тыловых контактов, называется напряжением (током) отпускания.

Отношение U (I) отпускания к U (I) срабатывания характеризует коэффициент возврата реле:

Также реле характеризует и коэффициент запаса по току – отношение рабочего тока к току притяжения:

Для большого количества реле, которые применяются в устройствах СЦБ (сигнализация, централизация, блокировка), коэффициент возврата находится в пределах 0,25 – 0,5.

Для временных характеристик реле используются параметры:

  • t притяжения – это время от момента включения энергии до момента замыкания замыкающих (фронтовых) контактов;
  • t отпускания – это время от момента выключения энергии до момента замыкания замыкающих (тыловых) контактов.

В зависимости от времени срабатывания реле бывают следующих видов:

  • быстродействующие, со временем замедления на притяжение и отпускание до 0,03 сек.;
  • нормальнодействующие, со временем замедления на притяжение и отпускание от 0,15 до 0,20 сек.;
  • медленнодействующие – 1,0….1,5 сек.;
  • временные – более 1,5 сек.

В настоящее время в системах железнодорожной автоматики и телемеханики очень широко используется микропроцессорная техника, но несмотря на это, реле будут и в дальнейшем применяться в эксплуатации долгие-долгие годы.

В последние годы стали широко внедряться реле, которые созданы на основании новых принципов действия, это герконовые реле и гибридные реле. Они имеют высокую износоустойчивость по числу коммутаций, отличаются быстродействием, и имеют хорошую совместимость с интегральными микросхемами и другими агрегатами эл. техники.

В будущем наиболее перспективно будет использование реле совместно с полупроводниковой техникой. При этом важнейшие логические задачи управления будут решаться путем использования элементов бесконтактной техники, а реле будут применяться в качестве выходных и периферийных устройств, которые будут управлять довольно мощными приборами и их оставляющими.