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)備保護等工作開展過程中占據(jù)重要地位，對保障電路運行安全意義重大。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)備運行與想象中存在一定差異，影響了后續(xù)各項工作合理開展，要求相關(guān)部門必須加強對其保護工作的重視。

關(guān)鍵詞：電氣工程;自動化低壓電器;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)用方面進行詳細分析，希望能給相關(guān)人士提供重要的參考價值。

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“自動開關(guān)”，在電路中起到自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。電磁式斷電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）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，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。通過上述吸合、釋放過程，達到在電路中導(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，觸頭之間會形成電?。冸娮柝撦d類型除外）。此時，電路中產(chǎn)生較高的自感電動勢，在微小的氣隙間形成較強的電場，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)繼電器斷開感性負載時，在繼電器的觸頭電路中便產(chǎn)生相當(dāng)高的感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電動勢越高，觸點的損壞越大，導(dǎo)致直流轉(zhuǎn)換繼電器開關(guān)容量嚴重降低。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，一旦產(chǎn)生電弧就不容易減弱，從而延長了發(fā)弧時間。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)計中，第7種方法常用在系統(tǒng)電路的設(shè)計中。常用的具體方式包括：在感性負載上并聯(lián)一個電阻或電容電路;在兩觸頭間并聯(lián)一個電容和電阻相串聯(lián)的電路;在負載兩端反向并聯(lián)一個二極管;在繼電器線圈兩端反向并聯(lián)一個二極管等[1]。

3. 開展繼電器的風(fēng)險分析

繼電器的風(fēng)險分析屬于理論研究，重點在于弄清每個繼電器在航空裝備系統(tǒng)中的具體作用，以具體確定某個繼電器的重要性和風(fēng)險程度。在進行繼電器風(fēng)險分析時應(yīng)以具體機型各電氣系統(tǒng)電路原理為基準(zhǔn)，先梳理出重要的系統(tǒng)，如發(fā)動機系統(tǒng)需要重點研究;再梳理出非重要系統(tǒng)，如照明系統(tǒng)，可針對性地研究甚至不研究，以提高效率。針對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對整機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)險級別設(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)險分析結(jié)論的應(yīng)用

可運用風(fēng)險分析結(jié)論為繼電器修理提供參考。對于風(fēng)險等級高的繼電器在修理時對參數(shù)進行加嚴控制，只要在修理過程中出現(xiàn)偶發(fā)的一次故障即給予更換;對于風(fēng)險等級最高的繼電器，可在修理時直接將其設(shè)置為必換件;對風(fēng)險等級低的繼電器則可以放寬要求。針對風(fēng)險等級高的繼電器應(yīng)嚴格進行額定負載下的性能檢測。繼電器在規(guī)定的每一種觸頭額定值下進行試驗，通斷10次以檢測觸點壓降，最大值應(yīng)符合要求。對風(fēng)險等級最高的繼電器則在修理時采取直接換新的方式處理。對于沒有風(fēng)險等級的繼電器，可放寬對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。對于風(fēng)險等級高的繼電器，則需嚴格控制玻璃絕緣子的檢查要求[2]。

4.2反饋設(shè)計與提出建議

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

4.3加強修理故檢

產(chǎn)品修理中，檢查履歷本中的故障信息，故檢時應(yīng)針對導(dǎo)致故障的相關(guān)繼電器增加檢測次數(shù)，對性能檢測加嚴控制，并檢測冷狀態(tài)下的吸合、釋放、彈跳時間和觸點壓降數(shù)值，檢測結(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)加強收集內(nèi)外場出現(xiàn)的有關(guān)繼電器產(chǎn)品的故障信息，并進行統(tǒng)計分析，針對故障率高特別是外場常見故障的繼電器，在修理過程中進行性能檢測時應(yīng)嚴加控制，甚至在修理時直接進行換新處理[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，文章主要針對低壓電器中繼電器的應(yīng)用方面進行了詳細分析，希望能給相關(guān)人士提供重要的參考價值。

參考文獻：

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

[2]劉相軍.繼電器在電氣工程及其自動化低壓電器中的應(yīng)用研究[J].科技經(jīng)濟導(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化低壓電器中的應(yīng)用意義探討[J].當(dāng)代教育實踐與教學(xué)研究，2018（11）：202+205.