流圈负载,阻性负载等;触点负载量值(开路电压量值、闭路电流量值),如低电平负载、干电路负载、小电流负载、大电流负载等。
根据被继电器驱动设备的负载性质、负载容量选用合适的继电器,是继电器可靠工作的基本条件。继电器的失效或可靠不可靠,主要指触点能否完成所规定的切换电路功能。如切换的实际负载容量大于所选用继电器规定的切换负载容量,继电器是不可能可靠工作的。
3 中间继电器应用中问题分析
3.1 绝缘耐压
非密封或密封继电器的引出端外露绝缘子长期受尘埃、水气污染,导致其绝缘强度下降,在切换交流感性负载时的反峰电压作用下,引起绝缘击穿失效。针对继电器绝缘固有特性,在选型时必须依据继电器的以下技术特性:
3.1.1 足够的爬电距离:一般要求≥3mm
3.1.2 足够的绝缘强度:无电气联系的导体之间≥AC 2000V(工作AC 220V),同组触点之间≥AC1000V;
3.1.3 足够的负载能力:DC 220V感性,5~40ms,≥50W;
3.1.4 长期耐受气候应力的能力:线圈防霉断、绝缘抗电水平长期稳定可靠。
3.2 密封继电器与非密封继电器
部分工程技术人员认为非密封产品动作状态直观、失效分析方便,而全密封产品动作过程看不见摸不透,两者的优缺点如下:
非密封继电器的优点是:多采用拍合式衔铁,结构简单、制造工艺简便、安装维修方便,工作状态直观、便于失效分析、价格便宜。主要缺点是:工作可靠性对使用环境(气候应力、机械应力)变化的敏感性强;线圈易受潮气、杂质污染产生电腐蚀、霉变等而失效。
全密封继电器优点是:多采用平衡旋转式衔铁,全密封结构隔离外部气候应力作用,抗恶劣环境性能优良;触点电接触性能稳定可靠,线圈抗腐蚀、霉变,长期可靠性能优良。缺点是:结构复杂,制造工艺特殊,失效分析困难,本身无法维修重复使用,成本、价格高。
因此,从长期耐气候应力性能、抗恶劣环境性能与电接触稳定可靠性考虑,全密封继电器明显优于非密封继电器。针对可靠性要求高的航天、航空、军用系列,主要选用金属罩全密封继电器产品。鉴于生产过程自动化控制系统要求长期稳定可靠工作的特殊性,理应以选用全密封继电器产品为主。
3.3 关于触点的负载
继电器触点故障是继电器失效的核心所在,当触点实际切换的负载电压小于起弧电压,电流小于lA时,特别是中等电流(试验标准为DC 28V,0.1A)、低电平(10~30mV,10~50mA)或干电路(指继电器触点先闭合,后接通毫伏微安级负载)条件下,触点实际工作时的失效机理、失效方式与实际切换额定功率负载全然不同。正是为了满足不同负载的不同要求,不同产品在设计、制造工艺、检测、试验要求也各不相同。因此,在实际选用继电器产品时,一定不能错误地认为:继电器的触点开关适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