淺談干簧繼電器在建筑電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

李新

摘 要：干簧繼電器在電路中起著控制作用。干簧水位繼電器適用于工業(yè)與民用建筑中的水箱、水塔及水池等開口容器的水位控制和水位報警。它的主要部件是干簧繼電器，也稱為舌簧繼電器。

關(guān)鍵詞：干簧繼電器;浮球水位信號器;電氣控制

【中圖分類號】G【文獻標識碼】B【文章編號】1008-1216（2019）05B-0044-02

干簧繼電器在建筑電氣自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛，給水泵星—三角減壓啟動的兩臺泵一用一備等都是用干簧繼電器實現(xiàn)控制的。干簧繼電器適用于工業(yè)與民用建筑中的水箱、水塔及水池等開口容器的水位控制和水位報警。

它的主要部件是干簧繼電器，也稱為舌簧繼電器。干簧繼電器的觸頭容量較小，不宜直接控制交流接觸器，需經(jīng)中間繼電器進行轉(zhuǎn)換。

干簧繼電器的結(jié)構(gòu)主要由線圈、玻璃管、干簧片和骨架等組成。玻璃管也稱干簧管或舌簧管，干簧片置于玻璃管內(nèi)部，組成繼電器的觸頭系統(tǒng)，玻璃管是密封的并在其內(nèi)部充有氮氣等惰性氣體，這樣繼電器的觸頭與外界絕緣，同時有效地防止灰塵的污染，可以減少觸頭的電腐蝕，延長使用壽命。

干簧片材料為鐵鎳合金，有兩大特點：一是具有較強的導(dǎo)磁性能;二是具有一定的彈性。為了減小簧片的接觸電阻，通常干簧片接觸點鍍以貴重金屬，保證繼電器接觸良好。

當線圈通電后，周圍產(chǎn)生磁場，干簧管中兩個干簧片的左端被磁化為N極，右端被磁化為S極，兩個干簧片相互吸引，使其常開觸頭閉合，接通被控制電路;線圈斷電后，兩個干簧片的磁性消失，在彈力作用下，兩個接觸點斷開，將控制電路切斷。如果要得到常閉觸頭，需將兩個干簧片平行固定在玻璃管的同一端，假設(shè)為左端，并且要求兩個干簧片的左端分開，兩個干簧片的右端通過干簧片彈性相互接觸，形成常閉觸頭。而右端的第三個干簧片與兩個相互接觸的干簧片是分開的，形成常開觸頭。

當線圈通電后，產(chǎn)生磁場，左端的兩個相互接觸的干簧片固定在玻璃管的同一端，在其左端產(chǎn)生相同的磁極N極，在其右端產(chǎn)生相同的磁極S極，由于同極性相斥，兩個相互接觸的簧片斷開。

如果干簧管不用線圈而用永久磁鐵產(chǎn)生磁場來驅(qū)動，就可以用來反映非電信號，如作行程控制的永磁感應(yīng)繼電器和水位檢測的水位信號器。當繼電器的磁場是由浮在水面上的永久磁鐵磁環(huán)產(chǎn)生時，干簧水位繼電器就可以用于檢測水位。若水位上升，磁環(huán)將沿著不銹鋼管上升，接近導(dǎo)管中內(nèi)置的干簧管GH2時，GH2的常閉觸頭斷開、切斷供水控制回路。當水位下降，使磁環(huán)沿著不銹鋼管下降到接近導(dǎo)管中內(nèi)置的干簧管GH1時，GH1的常開觸頭閉合，接通供水控制回路。調(diào)換GH1、GH2的位置，即可以得到高水位起動水泵、低水位停止水泵的電氣控制信號。干簧水位信號器有UX、US和GSK等型號。選用干簧水位信號器主要考慮因素有水質(zhì)、控制幅度、介質(zhì)溫度等。GSK型干簧水位信號器適用于清水、不含導(dǎo)磁物質(zhì)漂浮物的污水;控制幅度為0～5.5m;介質(zhì)最高溫度：不銹鋼導(dǎo)管為100℃，硬聚氯乙烯管為40℃，尼龍管為55℃。

干簧水位信號器的磁環(huán)沿著不銹鋼管上升或者下降時，水中不能有太大的雜質(zhì)，否則會阻礙磁環(huán)的上升或下降，使其不能正常工作。因此，干簧水位信號器多數(shù)用于清水水位測量。

常用的浮球水位信號器有FQS、UQK系列，浮球水位信號器的結(jié)構(gòu)外部為橢圓形塑料外殼，塑料殼內(nèi)部安裝滑動導(dǎo)軌，磁鐵動錘被固定在導(dǎo)軌上，并且可以沿著導(dǎo)軌上下滑動，導(dǎo)軌的上端固定安裝磁環(huán)和干簧管。

當浮球隨著水位上升翻轉(zhuǎn)，或下降翻轉(zhuǎn)時，磁鐵動錘會沿著導(dǎo)軌上下滑動，當磁鐵動錘與磁環(huán)接觸時，就會增強磁環(huán)的磁性，從而使干簧管中的干簧片被磁化，干簧片觸頭動作。

當水位較低時，浮球水位信號器中磁鐵動錘位于浮球下方，此時磁鐵動錘與磁環(huán)及干簧管遠離，干簧管中的干簧片未被磁化，處于通常狀態(tài)。

隨著水位的升高，由于浮球被導(dǎo)線與支點拉緊，使浮球翻轉(zhuǎn)，磁鐵動錘沿導(dǎo)軌向下滑動，與磁環(huán)及干簧管接觸，干簧片被磁化，使常開觸頭閉合，常閉觸頭斷開，實現(xiàn)對電機的排水控制。反之，從高水位到低水位的變化就可以實現(xiàn)對電機的給水控制。

浮球水位信號器橢圓形塑料外殼球體可以浮在水面上，不受水中雜質(zhì)的影響，可用于污水或清水水位測量，而且塑料浮球具有較好的耐高溫、耐腐蝕性能。因此，浮球水位信號器應(yīng)用范圍大，使用更加廣泛。

永磁感應(yīng)器是用于無接觸式位置控制的一種電磁元件，其結(jié)構(gòu)由U形永久磁鐵、封閉磁路板、JAG-5干簧管插座及尼龍盒組成。永磁感應(yīng)器是利用磁感應(yīng)原理及電磁屏蔽原理工作的。當永磁感應(yīng)器中間槽內(nèi)沒有橋板隔離時，下面U型永久磁鐵產(chǎn)生的磁場會磁化上面的干簧管，使每個干簧片一端產(chǎn)生N極，另一端產(chǎn)生S極，從而使兩個干簧片不同極性端相吸合，即常開觸頭閉合，兩個干簧片相同極性端相排斥，即常閉觸頭斷開，實現(xiàn)對電路的控制。

當永磁感應(yīng)器中間槽內(nèi)有橋板隔離時，下面U型永久磁鐵產(chǎn)生的磁場就不能磁化上面的干簧管，因為橋板的材料為導(dǎo)磁性能良好的鐵鎳合金，下面U型永久磁鐵產(chǎn)生的磁場會以橋板作為磁路形成從N極出發(fā)，通過橋板回到S極的閉合回路。這樣，磁力線就不再通過干簧管，干簧片不再被磁化，即磁場被橋板屏蔽，從而使常開、常閉觸頭復(fù)位。永磁感應(yīng)器的典型應(yīng)用是在電梯平層裝置中，使電梯進入平層減速運行。

下面以高層建筑給水泵星—三角減壓啟動的兩臺泵一用一備的控制為例來說明干簧繼電器的作用，在大中型建筑物中，特別是高層建筑，水泵電機的功率通常有75kW以上，如果某建筑物的供電變壓器容量不允許水泵電動機直接動，可考慮星—三角減壓起動方式，因為該方式起動設(shè)備少，初次投資少，起動轉(zhuǎn)矩一般能滿足要求。

給水泵星—三角減壓起動的兩臺泵一用一備的控制，在主電路中，QS為總電源開關(guān)，QF1、QF2分別為電動機M1和M2的供電斷路器，兩臺電動機的星—三角起動各由三個接觸器控制，其中KM1、KM2和KM3控制M1，KM4、KM5和KM6控制M2。

在控制電路中，采用兩個萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)SAC1和SAC2分別控制各自的水泵電動機，每個萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)都有三個控制檔位，即“自動”“手動”和“備用”。

首先將SAC1置于自動位置，SAC2置于備用位置。合上總電源閘刀開關(guān)QS。由于SAC1置于自動位置，其觸頭使電路接通。當建筑樓頂蓄水池中的水位降到起泵的低位時，干簧水位繼電器觸頭LS2閉合，KA1通電吸合并自鎖，KA1的常開觸頭閉合使電路接通，從而使接觸器KM3、KM1及時間繼電器KT1通電吸合，1號水泵電動機M1按Y聯(lián)結(jié)接通電源起動，時間繼電器KT1開始起動延時。

當延時時間到達時，KT1的常閉觸頭斷開，使KM3斷電釋放，而KT1的常開延時觸頭接通，在KM3已斷電釋放的情況下，接觸器KM2通電吸合并自鎖，1號水泵電動機M1按聯(lián)結(jié)繼續(xù)起動直至運行。KM2常閉輔助觸頭斷開，使KT1斷電釋放?？刂齐娐分性贙M2的線圈電路中串聯(lián)了KM3的常閉觸頭，以保證KM2和KM3不能同時通電，避免主電路發(fā)生短路事故。Ml的起動運行將使樓頂蓄水池中的水位不斷上升。當蓄水池中的水位升高到停泵的高水位時，干簧水位繼電器觸頭SL1斷開，使KA1斷電釋放，KM1和KM3也斷電釋放，水泵電動機Ml斷電停轉(zhuǎn)，停止供水。

總之，我們可以從給水泵星—三角減壓起動的兩臺泵一用一備的控制為例來說明干簧繼電器的作用，當干簧繼電器與時間繼電器合理配合使用時，就能產(chǎn)生各種變化方式，滿足生產(chǎn)工藝的不同需求，以適應(yīng)現(xiàn)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要。

參考文獻：

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