低壓電器中繼電器的應(yīng)用探究

權(quán)聰

摘要：作為控制電路的重要零件之一，繼電器在電路設(shè)備保護(hù)等工作開展過程中占據(jù)重要地位，對(duì)保障電路運(yùn)行安全意義重大。但是當(dāng)前繼電器應(yīng)用過程中，受到外界因素等方面的影響，電氣設(shè)備運(yùn)行與想象中存在一定差異，影響了后續(xù)各項(xiàng)工作合理開展，要求相關(guān)部門必須加強(qiáng)對(duì)其保護(hù)工作的重視。

關(guān)鍵詞：電氣工程;自動(dòng)化低壓電器;繼電器

引言：航空裝備中大量采用繼電器類產(chǎn)品，但繼電器類產(chǎn)品的故障率及偶發(fā)故障現(xiàn)象已嚴(yán)重影響了航空裝備的質(zhì)量。繼電器故障模式多為觸頭粘連、觸頭積炭和觸頭接觸不良等，深層次原因均是由觸頭在通斷電過程中拉弧燒傷導(dǎo)致的。文章主要基于航空企業(yè)，低壓電器中繼電器的應(yīng)用方面進(jìn)行詳細(xì)分析，希望能給相關(guān)人士提供重要的參考價(jià)值。

1.繼電器的相關(guān)原理

繼電器是一種電子控制器件，有控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)，通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中。其原理是用較小的電流去控制較大的電流，是一種“自動(dòng)開關(guān)”，在電路中起到自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。電磁式斷電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中會(huì)流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵在彈簧的反作用力下返回原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。通過上述吸合、釋放過程，達(dá)到在電路中導(dǎo)通、切斷的目的。

2. 電弧與滅弧

2.1電弧的形成

觸頭的作用是接通或斷開電路，典型電壓波形見圖1、圖2。不同的負(fù)載電流波形有很大的差別，沖擊電流的大小很大程度上影響著觸點(diǎn)的可靠性和電壽命。在繼電器斷開的過程中，由于間隙很小，觸頭之間會(huì)形成電弧（純電阻負(fù)載類型除外）。此時(shí)，電路中產(chǎn)生較高的自感電動(dòng)勢(shì)，在微小的氣隙間形成較強(qiáng)的電場(chǎng)，擊穿間隙之間的氣體，產(chǎn)生火花或電弧，見圖3。

2.2拉弧危害

當(dāng)繼電器斷開感性負(fù)載時(shí)，在繼電器的觸頭電路中便產(chǎn)生相當(dāng)高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越高，觸點(diǎn)的損壞越大，導(dǎo)致直流轉(zhuǎn)換繼電器開關(guān)容量嚴(yán)重降低。與交流轉(zhuǎn)換繼電器不同，造成這一現(xiàn)象的原因是直流轉(zhuǎn)換繼電器沒有零交叉點(diǎn)，一旦產(chǎn)生電弧就不容易減弱，從而延長了發(fā)弧時(shí)間。繼電器觸頭在拉弧后的表現(xiàn)有觸頭燒傷、觸頭熔結(jié)和觸頭接觸不良。

2.3常用的滅弧方法

常用的滅弧方法有：把電弧拉長;增加觸頭分離速度;自磁吹弧;氣吹弧;窄縫熄弧;真空滅弧法;火花放電或滅火花電路。其中，前6種方法常用在繼電器的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，第7種方法常用在系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)中。常用的具體方式包括：在感性負(fù)載上并聯(lián)一個(gè)電阻或電容電路;在兩觸頭間并聯(lián)一個(gè)電容和電阻相串聯(lián)的電路;在負(fù)載兩端反向并聯(lián)一個(gè)二極管;在繼電器線圈兩端反向并聯(lián)一個(gè)二極管等[1]。

3. 開展繼電器的風(fēng)險(xiǎn)分析

繼電器的風(fēng)險(xiǎn)分析屬于理論研究，重點(diǎn)在于弄清每個(gè)繼電器在航空裝備系統(tǒng)中的具體作用，以具體確定某個(gè)繼電器的重要性和風(fēng)險(xiǎn)程度。在進(jìn)行繼電器風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)應(yīng)以具體機(jī)型各電氣系統(tǒng)電路原理為基準(zhǔn)，先梳理出重要的系統(tǒng)，如發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)需要重點(diǎn)研究;再梳理出非重要系統(tǒng)，如照明系統(tǒng)，可針對(duì)性地研究甚至不研究，以提高效率。針對(duì)每一件需分析的繼電器，逐步深入，分析具體繼電器若失效在飛行過程中會(huì)對(duì)整機(jī)裝備造成什么樣的影響，將能夠?qū)е轮卮蠛蠊睦^電器的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別設(shè)定為高。

4. 低壓電器中繼電器的應(yīng)用措施分析

4.1風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)論的應(yīng)用

可運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)論為繼電器修理提供參考。對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高的繼電器在修理時(shí)對(duì)參數(shù)進(jìn)行加嚴(yán)控制，只要在修理過程中出現(xiàn)偶發(fā)的一次故障即給予更換;對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)最高的繼電器，可在修理時(shí)直接將其設(shè)置為必?fù)Q件;對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)低的繼電器則可以放寬要求。針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高的繼電器應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行額定負(fù)載下的性能檢測(cè)。繼電器在規(guī)定的每一種觸頭額定值下進(jìn)行試驗(yàn)，通斷10次以檢測(cè)觸點(diǎn)壓降，最大值應(yīng)符合要求。對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)最高的繼電器則在修理時(shí)采取直接換新的方式處理。對(duì)于沒有風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的繼電器，可放寬對(duì)玻璃絕緣子的檢查要求。玻璃絕緣子可以有微小缺陷，如氣泡、缺口、裂紋等，這些缺陷的標(biāo)準(zhǔn)以圖4為依據(jù)。對(duì)具有鋒利刃口的破裂或氣泡，應(yīng)判為不合格，繼電器一旦漏氣，觸頭表面將被空氣污染，降低了觸頭材料的化學(xué)穩(wěn)定性。對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高的繼電器，則需嚴(yán)格控制玻璃絕緣子的檢查要求[2]。

4.2反饋設(shè)計(jì)與提出建議

針對(duì)梳理出來的航空裝備重要系統(tǒng)中無滅弧設(shè)計(jì)的電路，應(yīng)將無滅弧設(shè)計(jì)可能引發(fā)故障造成的后果反饋給設(shè)計(jì)部門，并建議設(shè)計(jì)部門對(duì)此做出相應(yīng)的處置措施。在設(shè)計(jì)部門給出措施前，在修理這些繼電器時(shí)也可加嚴(yán)性能檢測(cè)的控制要求和對(duì)玻璃絕緣子的檢查要求。

4.3加強(qiáng)修理故檢

產(chǎn)品修理中，檢查履歷本中的故障信息，故檢時(shí)應(yīng)針對(duì)導(dǎo)致故障的相關(guān)繼電器增加檢測(cè)次數(shù)，對(duì)性能檢測(cè)加嚴(yán)控制，并檢測(cè)冷狀態(tài)下的吸合、釋放、彈跳時(shí)間和觸點(diǎn)壓降數(shù)值，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)基本保持穩(wěn)定。

4.4質(zhì)量信息收集

質(zhì)量部門應(yīng)加強(qiáng)收集內(nèi)外場(chǎng)出現(xiàn)的有關(guān)繼電器產(chǎn)品的故障信息，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，針對(duì)故障率高特別是外場(chǎng)常見故障的繼電器，在修理過程中進(jìn)行性能檢測(cè)時(shí)應(yīng)嚴(yán)加控制，甚至在修理時(shí)直接進(jìn)行換新處理[3]。

結(jié)論：

簡而言之，繼電器作為航空裝備中不可缺少的重要部分，為了能夠提高航空設(shè)備的穩(wěn)定性，文章主要針對(duì)低壓電器中繼電器的應(yīng)用方面進(jìn)行了詳細(xì)分析，希望能給相關(guān)人士提供重要的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]余天啟.試論繼電器在電氣工程及其自動(dòng)化低壓電器中的實(shí)踐[J].科技風(fēng)，2019（17）：197.

[2]劉相軍.繼電器在電氣工程及其自動(dòng)化低壓電器中的應(yīng)用研究[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，27（05）：59+57.

[3]朱星宇，雷妮.繼電器在電氣工程及其自動(dòng)化低壓電器中的應(yīng)用意義探討[J].當(dāng)代教育實(shí)踐與教學(xué)研究，2018（11）：202+205.