电磁继电器的测量机构是电磁铁，执行机构是触头。它具有工作可靠，结构简单，易于制造等优点，所以在电力机车上得到了广泛的应用。
电磁式继电器可分为电压继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器和信号继电器等。按照电流种类的不同，电磁继电器还可以分为直流电磁继电器和交流电磁继电器。
电压继电器是指当继电器线圈两端电压达到规定值时动作的继电器，其吸引线圈与电路并联，故线圈直径较细，匝数较多，主要作控制用。
电流继电器是指当继电器线圈流过的电流达到规定值时动作的继电器，其吸引线圈与电路串联，故线圈直径较粗，匝数较少，多作过载或短路保护之用。
中间继电器是指用来增加控制电路数目或将信号放大的继电器，它实际上也属于电压继电器。
时间继电器是指从接受信号至触头动作（或使输出电路的电参数产生跳跃或改变）具有一定的延时，该延时又符合其准确度要求的继电器。
为了与接触器对比认识，并利用电器学的基本理论，在以后介绍有关有触点继电器的组成时，我们有时会按传动装置和触头(接点)装置两部分来认识有关继电器。
一、直流继电器
(一)JZl5—44Z型中间继电器
1．型号及含义
SS型电力机车上装有JZl5-44Z型中间继电器。
其中：
J一继电器；
Z一中间；
15一设计序号；
44—4常开、4常闭接点数；
Z一直流控制。
2．作用
该型继电器用在直流控制电路中，用来控制各种控制电器的电磁线圈，以使信号放大或用一个信号控制几个电器。
3．组成
如图6－4所示，主要由传动装置和触头(接点)装置组成。
传动装置：由直流螺管式电磁铁构成（螺管直动式），铁心和线圈布置在继电器中央。为了获得较平坦的吸力特性和足够的开距，铁心采用锥形止铁。继电器的反力特性依靠动触头支架上的一对拉伸弹簧调节，衔铁上还装有一个手动按钮，以供检查及故障操作使用。
触头装置：为8对双断点桥式触头，分别布置在磁轭两侧。可根据需要任意组合成2开6闭，4开4闭，6开2闭的方式，但必须注意两个触头盒中的常开常闭接点数应对称布置。为了防尘和便于观察接点，继电器带有透明的防尘罩。
图6－4 JZ15继电器结构
1－线圈；2－磁轭；3－铁心；4－衔铁；5－按钮；
6－触头组；7－防尘罩；8－反力弹簧；9－支座。
该型继电器的接点容量为10A，为了既实现体积小，结构紧凑，又保证大电流分断能力，触头系统采用永磁钢吹弧以提高触头直流分断能力。小型化的永磁钢嵌在静触头的下部，采用无极性布置法，可以将直流电弧拉长，实现吹弧的目的。
在检修时要特别注意以下两点：
（1）永磁钢极性不能任意改变，应保证两个静触头下的永磁钢极性相反，若装成同极性，则可能在某一电流方向发生两弧隙电弧拉向内侧，造成静触头间飞弧的事故。
（2）若永磁钢丢失，则分断能力要降低一倍，触头必须降容量使用。
该型继电器的参数见表6—1（109页）。
该型继电器还用在功率因数补偿装置(PFC)中，用来控制并联电阻，使电容尽快放电，结构要求有些不同，也称为放电接触器，型号为JDl5D-22ZF型。
(二)JT3-21／5型时间继电器
1．型号及含义
JT3-21／5
其中：
J－继电器；
T－通用；
3－设计序号；
2、1－2开1闭接点数目；
5－表示动作值(s)(延时时间)。
2．作用
该型继电器作为控制电路中的时间控制环节元件，作衔铁延时释放用。有3个时间等级：1s(0.3～0.9s) 3s(0.8～3s)，5s(2.5～5s)。
图6－5 JT3系列时间继电器结构简图
1－底座；2－阻尼套筒；3－铁心；4－反力弹簧；5－反力调节螺母；
6－衔铁；7－非磁性垫片；8－触头组；9－极靴；10－线圈。
3．结构
如图6－5所示，该型继电器的铁心和磁轭采用圆柱整体电工钢，使铁心与磁轭成为一体，再用铝基座浇铸而成，从而减小了装配气隙，降低磁阻，有利于提高继电器的灵敏度。衔铁制成板状，装在磁轭端部，可绕棱形支点转动，形成拍合式动作。铁心端部套有圆环状的极靴。在衔铁内侧与铁心相接触处，装有一磷铜皮制成的非磁性垫片，此垫片使衔铁闭合时与铁心间保持一定的距离，即衔铁与铁心间有一定数值的磁阻，以防止衔铁在闭合状态下，当吸引线圈断电时，剩磁将衔铁“粘住”，引起继电器不能正常释放而造成事故。时间继电器的延时作用是依靠套装在磁轭上的阻尼套筒来保证的。继电器断电时，可借助于反力弹簧的作用使衔铁打开。
继电器的联锁触头采用标准的CI-1型组件，更换方便，且常开和常闭联锁触头的数量可按需要组合。它装在继电器的前侧。其杆状胶木的动触头支架由与衔铁机械固定在一起的拨叉控制，衔铁动作即通过拨叉带动触头支架上、下动作，使联锁触头作相应的开闭。
4．动作原理(延时原理)
当继电器的线圈通电时，在磁路中产生磁通。当磁通增加到能使衔铁吸动的数值时，衔铁开始动作，随着衔铁与铁心之间气隙的减小，磁通也增加。当衔铁与铁心吸合以后，磁通最大(此时的磁通大于将衔铁吸住时所需的磁通)。在线圈通电时，因为磁通的增长和衔铁的动作时间很短，所以联锁触头的动作几乎是瞬时的。当线圈断电时，电流将瞬时下降为零，相应于电流的主磁通亦迅速减小，但因其变化率很大，根据楞次定律，在阻尼铜套(或阻尼铝套)内部将产生感应电势，并流过感应电流，此电流产生与原主磁通相同方向的磁通以阻止主磁通下降，这样就使磁路中的主磁通缓慢地衰减，直到磁通衰减到不能吸住衔铁时，衔铁才释放，接点才相应地打开(或闭合)，这样就得到了所需的延时。
为保证继电器延时的准确性，在使用时间继电器时必须保证有足够的充电时间（即线圈通电时间），使衔铁和铁心中的磁通完全达到稳定值。若充电不足，没有建立起稳定的磁通，延时作用将大大削弱。JT3系列时间继电器的充电时间不能小于0.8s，故继电器通电时间必须大于1s。
5．延时时间的调节
时间继电器的延时整定必须符合所选继电器相对应的时间等级范围，否则将不能保证延时精度。
时间继电器不同延时时间等级之间的调节（又称大范围调节）可以用更换阻尼套的办法来实现。时间继电器的延时等级取决于阻尼套的材质及参数。因为阻尼套中电流的衰减过程取决于阻尼套的时间常数T，R越小，T就越大，电流衰减也就越慢，延时时间也就越长。因此，5s级的时间继电器一般采用大截面铜套以降低电阻值，3s级的时间继电器则用铝套或小截面铜套以增加电阻值。
时间继电器相对应的阻尼套都是专用的，由制造厂配给，不能随意拆换。若确需改变继电器的使用等级，则可调换相应等级的阻尼套，以确保整定延时的足够精度。
在允许时间范围内，延时时间的调节方法有两种：
（1）调节反力弹簧
此调节可以是连续而细微的，称为细调。在保持非磁性垫片的厚度不变的前提下，反力弹簧拧得越紧，反作用力就越大，延时时间就越短；反之则反作用力越小，延时时间越长。但反力弹簧不能调得太松，否则有被剩磁粘住不释放的危险。
（2）调节非磁性垫片
这种调节是阶梯形的，既不连续，也不能作微量调整，称为粗调。在保持反力弹簧不变的前提下，非磁性垫片越厚，磁路的气隙和磁阻就越大，相同磁势下产生的电磁吸力就越小，衔铁就越容易释放，故延时时间相应缩短；反之则延时时间相应延长。但非磁性垫片不能太薄或取消，太薄容易损坏而成无垫片，无垫片将会发生继电器衔铁不能释放的现象。
JT3型时间继电器的主要参数见表6－2（109页）。
(三)TJJ2-18／21型接地继电器
1．型号及含义
TJJ2-18／21型接地继电器
其中：
T－铁路；
JJ－接地继电器；
2－设计序号；
18－动作整定电压值(18V)；
2－主触头数；
1－联锁触头数。
2．作用
该继电器用作主电路接地保护。机车上共装有两个该型继电器，分别装在1、2号高压柜内，对1、2架主电路进行接地保护。
3．组成
如图6－6所示，主要由传动装置、触头装置、指示装置和机械联锁等组成，组装在由酚醛玻璃纤维压制成的底板上，外面装有防尘的有机玻璃透明外罩。
传动装置：由拍合式电磁铁构成，带有吸引线圈。
触头装置：有两对主触头和一对联锁触头，均为桥式双断点，主触头由衔铁控制，联锁触头由指示杆带动。
指示装置：带有恢复线圈，螺管式电磁铁和指示杆。
机械联锁：由钩子和扭簧组成。
4．工作原理
正常工作状态，红色指示杆埋在罩内，继电器处于无电释放状态，指示杆被钩子勾住，接地继电器的联锁触头处于常开位置。当机车主电路发生接地故障时，在电磁力的作用下，衔铁被吸合，主触头进行分合转换，开闭有关控制电路，使主断路器分断切断机车总电源，从而达到保护目的。与此同时，衔铁压下钩子的尾部，迫使钩子克服扭簧的作用力转开，不再钩住指示杆，使红色指示杆脱扣并在弹簧作用下跳出外罩，显示机械式动作信号，同时联锁触头相应闭合，在司机台显示故障信号。
当故障消除后，衔铁在反力弹簧作用下返回原位。但此时红色指示杆不能恢复原位（即回复至罩内），机械信号仍保持；司机台上信号也不能立即消除。只有通过按主断路器“合”按钮，使恢复线圈短时得电，才能使指示杆吸合进入罩内，指示杆重新被钩子勾住，联锁触头也随之断开，于是接地继电器发出的机械信号和电信号一起消失，恢复至正常状态。
图6－6 TJJ2系列接地继电器结构简图
1－接线端子；2－底板；3－主触头；4－恢复线圈；5－联锁触头；
6－指示器；7－钩子；8－扭簧；9－外罩；10－衔铁；11－反力弹簧；
12－支座；13－非磁性垫片；14－吸引线圈；15－铁心。
5．参数
该继电器的主要技术参数见表6－2（109页）。
TJJ2型电磁继电器在使用过程中必须注意两点：一是该型继电器的指示杆正常时应能被钩子可靠勾住，以防信号错乱；二是该继电器的恢复线圈只能短时通电，其持续时间不得超过1min，以免过热而烧损。
(四)过载继电器
1．在SSl型电力机车上曾采用过TJLl型过载继电器，包括牵引过流继电器和制动过流继电器。用于牵引电动机的牵引过流保护和制动过流保护。
该继电器与接地继电器属同一系列，但自身不带吸引线圈，牵引过流继电器的吸引线圈就是穿过铁心窗口的一根牵引电动机的电枢母线(1匝)，制动过流继电器为了便于调整返回系数，吸引线圈为穿过铁心窗口的两根电阻制动回路的母线（2匝）。
2．SS1型、SS3型、SS3B型、SS4(1～158#)型等电力机车也采用过TJJ2型电磁继电器，用作牵引电动机的过载保护，它是通过电流传感器接入牵引电机回路检测信号的，但动作值不同。
3．现在SS3B、SS4G型和SS8型电力机车上，牵引电机的过载保护采用直流传感器采样送至电子柜或微机柜，通过中间继电器来断开主断路器或控制相应电路的电空接触器来切除故障电机。
二、交流继电器
(一)型号及含义
JLl4-20J型。
其中:
J－继电器；
L－电流；
14－设计序号；
2－常开触头数；
0－常闭触头数；
J—交流控制。
(二)作用
该型号交流继电器是作为主电路原边过流保护和辅助电路过流保护之用。
主电路原边过流保护采用JL14-20J／5型交流继电器，辅助电路过流保护采用JL14-20J／1200型交流继电器。
(三)组成及工作原理
1．原边过流继电器
原边过流继电器采用JL14－20J/5型交流电流继电器，它接在高压交流电流互感器的副边，作牵引变压器原边过电流保护。其额定电流为5A，动作电流整定值为10A（±10%）。
该型继电器的结构如图6－7所示。它的电磁系统是由呈角板形的磁轭、固定在磁轭上的圆形铁心、套装在铁心上的吸引线圈，以及平板形衔铁所组成。衔铁可绕磁轭的棱角支点转动，形成拍合式动作。磁轭棱角的左下方装有反力弹簧，继电器失电时，衔铁可借助于反力弹簧的反力而打开。电磁系统右侧安装有触头组，触头支架与衔铁支件相连，衔铁动作时，可带动触头支架作相应的动作，使联锁触头开闭。在铁心端的衔铁上装有非磁性垫片，用以防止剩磁继续吸引衔铁而出现不释放现象。
改变非磁性垫片的厚度，可调节继电器的释放电流值；改变反力弹簧的压力，可调节继电器动作电流的整定值。
图6－7 JL14系列继电器结构简图
1－磁轭；2－反力弹簧；3－衔铁；4－非磁性垫片；5－极靴；
6－触头组；7－铁心；8－线圈。
2．辅助过电流继电器
辅助过电流继电器选用的是额定电流为1200A的JL14－20J/1200型交流电流继电器，它直接接在辅助电路中（即电磁系统的吸引线圈就是辅助电路的母线），作辅助电路过电流保护，其动作电流的整定值为2800A（±10%）。
该型继电器与原边过电流继电器结构基本相同，如图6－8所示。根据励磁的需要，它的电磁系统由磁轭和分磁板组成矩形框架，吸引线圈就是穿过矩形方框的方形铜排，即母线，由它取代了铁心骨架。分磁板的作用是将短路或过载电流产生的磁通分为相位不同的两部分，以保证铁心对衔铁的合成吸力消除过零点，并保持在一定的范围内，从而减小了交流电磁铁处于闭合状态的振动和噪音。
当辅助电路工作正常时，母线中通过的电流小于动作值，衔铁在反力弹簧的作用下处于打开状态。若辅助电路出现过载或短路故障，衔铁即在电磁吸力的作用下吸合，带动触头组中的联锁触头作相应的分合转换。
图6－8 JL14－20J/1200型交流电流继电器结构简图
1－母线；2－支架；3－分磁板；4－螺栓；5－磁轭；
6－衔铁；7－反力弹簧；8－触头组。
JL14系列继电器的主要技术参数见表6－1。
表6—1 电磁继电器主要技术参数
|
型 号 |
JZl5-44Z |
JT3系列 |
JLl4系列 |
TJJ2系列 |
||
|
触头 |
数量 |
4常开、4常闭 |
1常开、1常闭 |
2常开 |
2常开、1常闭 |
|
|
额定电压(V) |
DCll0 |
DCll0 |
DCll0 |
DCll0 |
||
|
额定电流(A) |
10 |
10 |
5 |
5 |
||
|
开距(mm) |
﹤3 |
﹤3 |
﹤2.5 |
﹥4 |
||
|
超程(mm) |
﹤2 |
﹤1．5 |
﹤1.5 |
1.5 |
||
|
初压力(N) |
0.7 |
0.7 |
|
0.9 |
||
|
终压力(N) |
0.9 |
0.9 |
0.25 |
1.4 |
||
|
吸引线圈 |
额定电压（电流） |
DCll0 V |
DCll0 V |
5A |
1200A |
|
|
线径(mm) |
φ0.16 |
φ0.18 |
|
|
φ0.29 |
|
|
匝数 |
13 100 |
6 750 |
216 |
1 |
4 000 |
|
|
阻值(Ω) |
1 000 |
644 |
0.417 |
约为0 |
120 |
|
|
|
线径(mm) |
|
|
|
|
0.12 |
|
|
匝数 |
|
|
|
|
3 000 |
|
|
阻值(Ω) |
|
|
|
|
205 |
|
整定值 |
|
12KT，21KT为1s，11—20KT为3s |
10A |
2800A |
1KE，2KE为18 V |
|