随着近年来经济的飞速发展,作为我国主要运输方式之一的铁路扮演着越来越重要的角色,这也对铁路系统的安全性提出了更高的要求。继电器作为铁路控制系统中一种常用的开关器件,其长期工作的安全可靠性直接影响铁路运输的稳定。实际工况下的铁路继电器失效要经历长时间的性能退化过程,若能够通过性能退化试验中铁路继电器的某些参数,检测出当前继电器的性能退化程度并评估其运行状态,很大程度上就可以避免铁路控制设备发生故障,继而保证整个铁路系统的安全运行。而触头作为铁路继电器接触系统的主要执行部分,关注其实际运动过程对继电器的性能退化研究有着重要意义。首先,本文根据铁路继电器的基本结构,参考相关标准及本文研究目的进行性能退化试验,设计和构建铁路继电器寿命试验设备及其控制系统,利用此设备对试验中继电器的时间参数及电参数实时检测,对其他类型参数进行阶段性测量,完成铁路继电器性能退化试验方案总体设计。其次,为对继电器触头的运动过程进行研究,根据触头运动的特点和实际试验环境,选择合适的硬件并搭建高速摄像测量系统,设计适用于触头跟踪试验的标尺,对拍摄的运动图像进行跟踪,得到其动静触头的基本运动曲线,结合继电器动态性能特点,分析触头实际运动过程,研究结果可以精确得到触头超程、动态过程中触头的最大速度和加速度、动静触头的弹跳幅值和次数等运动参数。利用示波器和高速摄像机对继电器同期进行电参数和运动图像同期采集,从两方面分析继电器二次释放过程,研究得知二次释放过程会让继电器的释放时间延长和触头分断速度减小,致其燃弧时间增加,增大触头之间腐蚀,从而使得继电器的接触性能下降。然后,通过分析触头运动过程并结合材料力学的相关知识,提出一种基于触头运动分析的非接触式机械参数测量方法,替代原有的触头间隙、接触压力的人工测试手段,结果证明此方法减小了测量误差且不会造成触头污染。最后以继电器接触性能为最终目标,选择包括运动参数在内的六个特征性能参数,与接触电阻进行灰色关联度分析,验证其之间的相关性,利用偏最小二乘法分别对继电器单组触头、整体进行回归分析。本文研究方法对其他开关控制类电器的触头运动及性能退化研究也具有一定的参考意义。