浅析继电器的选型与应用
| 用于从零到规定额定值的所有负载，更不能认为通过触点的实际负载比产品标准所规定的额定负载越小越可靠。例如能可靠切换220V，10A负载的触点，并不一定能可靠地切换10 mA的实际负载。更不可用它去换接低电平或干电路负载。因此，对中等电流、低电平，干电路负载建议选用接触可靠性优良的金属罩全密封产品。根据现场使用统计，在继电器使用中，由于对触点负荷使用不当造成的失效，约占继电器总失效率的70%。如何正确设计触点负荷应力是保证继电器可靠性的关键。 一般在可靠性设计中，降额设计是提高可靠性最有效的措施，对其它元器件来讲，如果不考虑其它因素如成本、体积等，降额越多，可靠性越高。但是，继电器与其它元器件有不同之处，并不是触点所加的负荷应力越小越可靠，这主要是由触点失效机理决定的。当触点电流使用到100毫安时，触点的电弧作用明显减弱，触点在高温条件下析出的含碳物质不能被电弧烧掉而沉积在触点表面，使触点接触电阻增大，影响接触可靠性。 当触点负荷使用在10毫安以下或50毫伏以下时，接触可靠性明显降低，因为这时电压无法击穿触点表面的膜电阻，将出现低电平失效。尤其在高温条件下，加速了触点的氧化，低电平失效表现得更为严重，所以把10毫安以下，50毫伏以下的负载称为低电平负载。如果要求继电器工作在低电平条件下，需要与生产厂签订专门技术协议，生产厂要按低电平要求进行生产和筛选，否则将出现低电平失效，严重影响可靠性。 继电器的负荷应力虽然不能过小，但是，技术条件给出的负荷应力，是触点的最大额定值，是在任何情况下都不应该超过的参数。如果在使用中超过，轻者可造成寿命缩短，可靠性降低，重者可烧毁触点，造成失效。这主要是继电器触点在大负荷下工作时所产生的飞弧导致触点被烧熔，在触点表面形成凹凸不平，形成机械咬合而无法分开，触点负荷越大，飞弧越大，触点被烧毁的可能性越大。从以上分析可知，适当的降额仍是提高继电器可靠性的有效措施。 触点负荷的正确使用，在一般情况下，负荷应力应设计在100毫安以上、技术指标给定的额定负荷值的百分之八十以下比较可靠。值得注意的是，继电器触点的额定负荷值是在阻性负载条件下给定的，当使用的负载是感性、容性及灯载时，可产生10倍的浪涌电流，所以如果不是阻性负载，使用时一般应按表1所示进行换算。 4.2 关于电容负载 继电器接点作为切换容性负载回路的自保接点，易引起接点粘接而不能释放，其原因是由于电容器的充放电过程，类似于电容储能点焊过程。进一步分析试验表明：给22μF电容器充足DC 220 V电压后，再激励继电器使其触点直接短路放电，10次之内，纯银触点即可产生焊接不放现象。从理论上考虑 U - 为电容器两端电压； R - 为放电回路电阻； T - 为时间常数； 由于R约等于触点的接触电阻，趋近于零，在开始放电瞬间i= U/R；i非常大，也就是说： 电容器所储存的全部能量，在很短时间内全部通过触点泄放，从而直接导致点焊焊接失效。此，长的传输线、消除电磁干扰用的滤波器、电源等都是强容性的。用于此类负载的继电器应结合设备特性选用。 4.3 关于继电器触点的并联使用 4.3.1 不能用触点并联的方式提高功率；有时，用一组触点不能满足电路的功率要求时，有时采用两组或多组触点并联的方式来保证电路的功率要求。但是，由于继电器触点在动作时存在微小的时间差（一般两组触点动作时间相差0.1毫秒～0.2毫秒）。由此可知，先接通的一组触点将承受全部功率，处在超应力条件下进行切换，很容易被大电流形成的电弧烧毁而失效，所以，要求在使用继电器时，不能用触点并联的方式提高功率。 4.3.2 一般不采用触点并联的方式提高可靠性；在可靠性设计中，冗余设计可以提高可靠性。有些设计师利用冗余设计的原理，主观上想利用继电器触点并联的方式提高控制电路的可靠性。但是，一般控制电路的作用是利用触点相互转换作用达到对电路的控制。如果采用触点并联的方式，接通的可靠性虽然提高了，但断开的可靠性却降低了，所以对一般用继电器控制的转换电路，采用并联方式提高可靠性是不可取的。只有对特殊要求，例如一次接通或断开就能完成规定功能的电路（如发射卫星，只要求继电器触点把火箭的点火系统接通就完成任务），采用触点并联的方式可提高可靠性。 4.4 继电器触点的正确连接 4.4.1 应尽量多用动合触点、少用动断触点；在对继电器触点连接时，应尽量多采用动合触点的连接方式，少用动断触点，其原因是动合触点比动断触点在动作时的触点回跳次数少。众所周知，触点抖动对电路产生不良影响，而且缩短了触点的寿命。 4.4.2 对转换触点极性的正确连接；转换触点极性的连接对触点寿命的影响极大，正确的连接应是可动触点接电源阴极，固定触点接电源阳极。其原因是通过对两种不同连接的测试表明，在相同负载条件下，按上述正确的极性连接与相反的极性连接，其触点的燃弧时间要减短二分之一，因而提高了触点寿命。 结束语 在激烈的市场竞争中，市场占有率是以质量性能为主的，市场规模是以技术发展和创新为前提的，因此，全方位开发创新提高产品质量档次，提升性价比等成为竞争的焦点。我国的继电器产业置身于全球市场的大环境中，应以主动出击的姿态参与全球继电器市场的分工与合作，在全球继电器行业的新一轮调整重组中寻找自己的位置，在新的布局中占据有利地位，顺应全球经济一体化和产品、产业发展的总趋势。充分认识继电器生产开发的中心正向具有一定工业基础的发展国家转移，而我国乃至亚洲已成为全球继电器产业的中心这新一新态势，认真分析继电器技术和市场的新变化，制定更加切实有效的发展战略，面向数字化产品，提升技术档次。以调整结构升级优化为重点，以提高市场占有率为目标，突出市场，突出改革，突出战略性结构，调整和改组，突出技术创新，突出可持续发展，追求更高、更快、更强，抓机遇促发展，开创新世纪我国继电器行业的新局面。 |
