Penerapan Relay dalam Sistem Sinyal

Apa itu Relay?

Relay adalah saklar listrik yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk mengontrol pembukaan dan penutupan satu atau lebih rangkaian listrik. Biasanya terdiri dari komponen inti seperti elektromagnet, kontak, dan pegas. Ketika kumparan elektromagnet diberi energi, ia menghasilkan medan magnet yang menarik atau melepaskan armatur, sehingga mendorong kontak untuk beraksi dan mencapai sambungan atau pemutusan rangkaian.

Klasifikasi Relay

Relay secara utama dibagi menjadi dua kategori besar: Relay DC dan Relay AC.

• Relay DC:

  • Sumber Daya: Ditenagai oleh sumber daya DC.
  • Klasifikasi: Berdasarkan polaritas arus, mereka dapat dikategorikan sebagai Relay Non-polar, Relay Polar, dan Relay Bias.
  • Prinsip Kerja: Semuanya adalah relay elektromagnetik yang beroperasi dengan menggunakan medan magnet yang dihasilkan dari kumparan yang diberi energi untuk menarik armatur, yang kemudian mendorong sistem kontak untuk beraksi.

• Relay AC:

  • Sumber Daya: Ditenagai oleh sumber daya AC.
  • Klasifikasi: Berdasarkan prinsip kerja, mereka termasuk Relay Elektromagnetik dan Relay Induksi.
    • Relay Elektromagnetik: Beroperasi mirip dengan relay elektromagnetik DC, tetapi intinya biasanya memasukkan kumparan pelindung atau cincin pelindung untuk mencegah getaran armatur yang disebabkan oleh titik nol arus AC.
    • Relay Induksi: Menggunakan interaksi antara medan magnet bolak-balik yang dihasilkan oleh kumparan dan arus eddy yang diinduksi dalam bagian yang dapat bergerak (seperti bilah) oleh medan magnet bolak-balik lainnya untuk menghasilkan gaya elektromagnetik yang mendorong bilah untuk berputar dan mengaktifkan relay.

Penerapan Relay dalam Sistem Sinyal Kereta Api

Relay banyak digunakan dalam sistem sinyal kereta api. Jenis utamanya termasuk: relay DC non-polar, relay polar, relay polar tahan, relay AC, dll.

• Relay DC Non-polar:

  • Relay elektromagnetik DC yang kumparannya tidak memiliki perbedaan polaritas dan dapat dihubungkan ke sumber daya DC dengan polaritas apa pun, mengaktifkan secara andal ketika diberi energi.

• Relay Polar:

  • Relay DC polar dengan polaritas positif dan negatif yang tetap untuk kumparannya, memerlukan sambungan ke sumber daya DC dengan polaritas yang ditentukan.
  • Ketika arus maju mengalir melalui kumparan, kontak depan tertutup dengan kontak umum; ketika arus mundur mengalir, kontak belakang tertutup dengan kontak umum; ketika kumparan tidak diberi energi, relay tidak beraksi.

• Relay Polar Tahan:

  • Jenis khusus relay polar yang memiliki fungsi polaritas dan tahan.
  • Ketika diberi energi, ia menutup kontak yang sesuai berdasarkan polaritas arus kumparan; setelah tidak diberi energi, kontak tetap dalam keadaan sebelumnya hingga arus dengan polaritas yang berlawanan diterapkan. Karakteristik "memori" ini membuatnya banyak digunakan dalam rangkaian logika.

• Relay AC:

  • Ditenagai oleh AC, termasuk berbagai jenis seperti relay transfer filamen lampu sinyal, pengkode elektrik tipe FD, relay dua elemen dua posisi tipe JRJC, dan relay rectifier.

• Relay Rectifier:

  • Versi yang ditingkatkan berdasarkan relay DC non-polar. Ia menyertakan rectifier dan stabilizer tegangan pada masukannya, mengubah AC menjadi DC sebelum disupply ke kumparan relay.
  • Relay DJ (Filament Relay) yang digunakan dalam lampu sinyal biasanya menggunakan jenis relay ini.

• Relay Dua Elemen Dua Posisi:

  • Relay induksi yang tipikal. Ia menggunakan interaksi arus eddy yang diinduksi dalam bilah oleh dua medan magnet bolak-balik (biasanya dari daya trek dan daya lokal) untuk menghasilkan gaya elektromagnetik yang mendorong bilah untuk berputar, sehingga mengaktifkan relay.
  • Relay GJ (Track Relay) dalam rangkaian trek sensitif fase 25Hz adalah jenis relay ini.

• Relay Waktu:

  • Relay dengan fungsi penundaan waktu. Ketika sinyal masukan diterapkan atau dihapus, kontak outputnya tertutup atau terbuka hanya setelah waktu penundaan yang telah ditetapkan.
  • Relay waktu sering digunakan dalam rangkaian start persilangan untuk mencapai kontrol waktu selama konversi persilangan.

Alasan Penggunaan Relay dalam Sistem Sinyal Kereta Api

• Tingkat Keandalan Tinggi:Sebagai komponen saklar yang matang, relay memiliki struktur sederhana, kinerja stabil, dan dapat beroperasi andal dalam jangka panjang di lingkungan kereta api yang keras (seperti variasi suhu, getaran, kelembaban, dan debu). Hal ini penting untuk memastikan operasi aman peralatan kunci seperti sinyal, persilangan, dan rangkaian trek.
• Tingkat Keamanan Tinggi:Prinsip desain "Fail-Safe" dari relay adalah dasar aplikasinya dalam sistem sinyal kereta api. Ketika relay gagal (misalnya, putus kumparan, hilang daya), kontaknya akan otomatis terbuka karena gravitasi atau gaya pegas, menyebabkan sistem sinyal masuk ke keadaan paling aman (misalnya, sinyal menunjukkan merah), sehingga meminimalkan risiko kecelakaan.
• Tingkat Presisi dan Deterministik Tinggi:Relay memiliki waktu respons yang pendek dan dapat diprediksi, memungkinkan kontrol beralih yang tepat. Dalam logika interlocking yang kompleks, operasi relay sangat deterministik, memastikan akurasi kontrol sinyal.
• Fleksibilitas dan Skalabilitas:Rangkaian logika relay (interlocking relay) dapat menerapkan logika kontrol yang kompleks melalui metode kabel yang berbeda. Sistem mudah dirancang, dimodifikasi, dan diperluas sesuai dengan tata letak stasiun dan persyaratan operasional.
• Pemisahan Listrik Baik:Sirkuit kendali (sisi kumparan) dan sirkuit yang dikendalikan (sisi kontak) dari relay sepenuhnya dipisahkan secara listrik, meningkatkan imunitas sistem terhadap gangguan dan keamanan.