Применение реле в системах сигнализации

Что такое реле?

Реле — это электрический выключатель, который использует электромагнитную силу для управления открытием и закрытием одного или нескольких электрических цепей. Оно обычно состоит из основных компонентов, таких как электромагнит, контакты и пружины. Когда катушка электромагнита подключена к источнику питания, она генерирует магнитное поле, которое притягивает или отпускает якорь, тем самым приводя в действие контакты и обеспечивая соединение или разъединение цепи.

Классификация реле

Реле в основном делятся на две основные категории: реле постоянного тока (DC) и реле переменного тока (AC).

• Реле постоянного тока (DC):

  • Источник питания: Питается от источника постоянного тока.
  • Классификация: В зависимости от полярности тока они могут быть разделены на неполяризованные реле, поляризованные реле и смещеные реле.
  • Принцип работы: Все они являются электромагнитными реле, которые работают за счет использования магнитного поля, создаваемого катушкой, чтобы притянуть якорь, который, в свою очередь, приводит в действие контактную систему.

• Реле переменного тока (AC):

  • Источник питания: Питается от источника переменного тока.
  • Классификация: В зависимости от принципа работы они включают как электромагнитные реле, так и индукционные реле.
    • Электромагнитное реле: Работает аналогично DC-электромагнитному реле, но его сердечник обычно оснащен тенирующей катушкой или тенирующим кольцом, чтобы предотвратить вибрацию якоря, вызванную переходом через ноль переменного тока.
    • Индукционное реле: Использует взаимодействие между переменным магнитным полем, создаваемым катушкой, и вихревыми токами, индуцируемыми в подвижной части (например, лопасти), другим переменным магнитным полем, чтобы создать электромагнитную силу, которая приводит в движение лопасть и приводит в действие реле.

Применение реле в системах железнодорожной сигнализации

Реле широко используются в системах железнодорожной сигнализации. Основные типы включают: реле постоянного тока без полярности, поляризованные реле, поляризованные удерживающие реле, реле переменного тока и т.д.

• Реле постоянного тока без полярности:

  • Это электромагнитное реле постоянного тока, у которого катушка не имеет различий по полярности и может быть подключена к источнику постоянного тока любой полярности, надежно срабатывая при подаче напряжения.

• Поляризованное реле:

  • Это поляризованное реле постоянного тока с фиксированной положительной и отрицательной полярностью катушки, требующее подключения к источнику постоянного тока заданной полярности.
  • При прохождении прямого тока через катушку передний контакт замыкается с общим контактом; при прохождении обратного тока задний контакт замыкается с общим контактом; при отключении катушки реле не срабатывает.

• Поляризованное удерживающее реле:

  • Это специальный тип поляризованного реле, обладающего функциями полярности и удержания.
  • При подаче напряжения оно замыкает соответствующие контакты в зависимости от полярности тока катушки; после отключения напряжения контакты остаются в предыдущем состоянии до тех пор, пока не будет подано напряжение противоположной полярности. Эта "память" делает его широко используемым в логических схемах.

• Реле переменного тока:

  • Питается от переменного тока, включая различные типы, такие как реле переключения нити накала сигнальных ламп, FD-типа электрокодеры, JRJC-типа двухэлементные двухпозиционные реле и выпрямительные реле.

• Выпрямительное реле:

  • Улучшенная версия реле постоянного тока без полярности. Оно включает в себя выпрямитель и стабилизатор напряжения на входе, преобразующие переменный ток в постоянный перед подачей на катушку реле.
  • Реле DJ (реле нити накала), используемое в сигнальных лампах, обычно применяет этот тип реле.

• Двухэлементное двухпозиционное реле:

  • Это типичное индукционное реле. Оно использует взаимодействие вихревых токов, индуцированных в лопасти двумя переменными магнитными полями (обычно от трактового и местного питания), чтобы создать электромагнитную силу, приводящую в движение лопасть и приводящую в действие реле.
  • Реле GJ (трактовое реле) в 25 Гц фазочувствительной трактовой цепи является этим типом реле.

• Временное реле:

  • Реле с функцией временной задержки. При подаче или снятии входного сигнала его выходные контакты замыкаются или размыкаются только после установленного времени задержки.
  • Временные реле часто используются в схемах запуска стрелок для достижения временного контроля во время перевода стрелок.

Причины использования реле в системах железнодорожной сигнализации

• Высокая надежность:Как зрелый коммутационный элемент, реле имеют простую конструкцию, стабильные характеристики и могут работать надежно длительное время в суровых условиях эксплуатации на железной дороге (например, при колебаниях температуры, вибрации, влажности и пыли). Это важно для обеспечения безопасной работы ключевого оборудования, такого как сигналы, стрелки и трактовые цепи.
• Высокая безопасность:Принцип "безопасности при отказе" реле является фундаментальным для их применения в железнодорожной сигнализации. При отказе реле (например, обрыв катушки, отключение питания) его контакты автоматически размыкаются под действием силы тяжести или пружины, что приводит к тому, что система сигнализации переходит в наиболее безопасное состояние (например, сигнал показывает красный цвет), минимизируя риск аварий.
• Высокая точность и детерминированность:Реле имеют короткое и предсказуемое время отклика, что позволяет осуществлять точное управление коммутацией. В сложных схемах блокировок операции реле высокодетерминированны, обеспечивая точность управления сигналами.
• Гибкость и масштабируемость:Логические схемы на реле (релейная блокировка) могут реализовать сложную логику управления различными способами подключения. Система легко проектируется, модифицируется и расширяется в соответствии с планировкой станции и требованиями эксплуатации.
• Хорошая электрическая изоляция:Управляющая цепь (катушка) и управляемая цепь (контакты) реле полностью электрически изолированы, что повышает устойчивость системы к помехам и безопасность.