吳 航

（福州大學(xué)至誠學(xué)院，福建 福州 350000）

0 引言

在電氣工程領(lǐng)域，自動化低壓電器的應(yīng)用雖然比較普遍，但由于其在實(shí)際使用階段很容易出現(xiàn)損壞，因此也同樣會存在著很多的質(zhì)量安全隱患，而通過對繼電器這一電控元器件的應(yīng)用，則可以對輸出電路進(jìn)行調(diào)節(jié)、保護(hù)、轉(zhuǎn)換，并對其階段變化加以有效控制，保證電氣輸入量能夠符合規(guī)定。

1 繼電器

1.1 繼電器的構(gòu)成

繼電器是電子控制元件中的一種，從構(gòu)成上來看主要可分為控制系統(tǒng)與被控制系統(tǒng)2 部分，但由于其經(jīng)常被應(yīng)用在自動化控制電路領(lǐng)域，因此也可以簡單看作是利用小電流來對大電流加以控制的自動化設(shè)備開關(guān)。隨著近年來繼電器的不斷發(fā)展，繼電器的類型與用途逐漸趨于多樣，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上也發(fā)生了較大的變化，但無論繼電器的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了怎樣的改變，仍然是以觸點(diǎn)、線圈等幾部分為主要構(gòu)成（具體如圖1 所示）。

圖1 繼電器主要構(gòu)成

1.2 繼電器的工作原理

繼電器作為電氣系統(tǒng)的重要組成部分，其對于電氣設(shè)備的保護(hù)雖然可以在變壓器、馬達(dá)、發(fā)電機(jī)等各類設(shè)備中得到體現(xiàn)，不同電氣設(shè)備所安裝的繼電器裝置也會存在一定差異，但其工作原理卻基本相同。一般來說，由于電氣設(shè)備需要依托電氣系統(tǒng)運(yùn)行，因此其運(yùn)行狀態(tài)必然會受到溫度、電壓等參數(shù)的影響，一旦這些參數(shù)出現(xiàn)異常，就意味著電氣設(shè)備存在故障隱患或因故障問題而無法運(yùn)行，而繼電器正是基于這一特性，通過取樣單元來獲取電氣設(shè)備運(yùn)行過程中的物理量參數(shù)，之后在通過電氣隔離來將物理量轉(zhuǎn)變?yōu)楸容^鑒別單元能夠識別的信號，從而實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)測與準(zhǔn)確判斷，決定是否動作[1]。繼電器動作后線圈中會流過驅(qū)動電流，這時線圈與鐵芯等效成為電磁鐵，并對鐵片產(chǎn)生吸引力作用，一旦吸引力大于彈簧的拉力后，鐵芯就會向上移動，使連接片與觸點(diǎn)從斷開狀態(tài)（如圖2 所示）轉(zhuǎn)為接觸狀態(tài)（如圖3 所示），并為電氣設(shè)備提供保護(hù)。

圖2 繼電器未動作

圖3 繼電器動作

2 電氣工程自動化低壓電器中繼電器的具體應(yīng)用

2.1 觸點(diǎn)測試

觸點(diǎn)測試是繼電器測試中最為常見的一種測試方法，由于繼電器自身穩(wěn)定性與單個觸點(diǎn)的性能直接相關(guān)，因此在對繼電器的應(yīng)用中，其單觸點(diǎn)性能雖然并不會繼電器運(yùn)行造成直接影響，但會對繼電器運(yùn)行工作效率產(chǎn)生局定性作用?；谶@一情況，電氣工程自動化對于繼電器的應(yīng)用還需從觸點(diǎn)測試入手，在繼電器運(yùn)行前及運(yùn)行過程中，利用萬能表對其單觸點(diǎn)的特殊性能展開測量，并根據(jù)組織等測試參數(shù)結(jié)果來判斷出繼電器是否能夠正常運(yùn)行及工作效率高低，如電阻為0，則說明繼電器單觸點(diǎn)與動點(diǎn)的阻值達(dá)到了最大值，其運(yùn)行穩(wěn)定性與工作效率能夠得到保證，否則說明繼電器運(yùn)行穩(wěn)定性及工作效率存在不同程度問題。

2.2 線圈測試

除觸點(diǎn)測試方法外，線圈測試方法在繼電器的應(yīng)用中也十分常見。一般來說，由于繼電器線圈阻值與繼電器工作電壓、工作電流直接相關(guān)，因此在電氣工程自動化的應(yīng)用中，可以利用萬能表的R×10Ω 檔們來對繼電器線圈組織展開測量，并根據(jù)測量結(jié)果計算出繼電器的使用電壓與工作電流，這樣才能夠有針對性地對數(shù)據(jù)加以應(yīng)用，以免出現(xiàn)電壓、電流過大或過小的現(xiàn)象。另外，根據(jù)線圈的阻值測量結(jié)果，還可以判斷出繼電器是否存在著開路現(xiàn)象，這對于繼電器在電氣工程自動化中的應(yīng)用同樣十分重要。

2.3 釋放電流、電壓測試

對于繼電器的釋放電壓、電流測試主要是通過提高電源電壓來辨別電流、電壓的情況，并據(jù)此判斷出電壓與電流數(shù)值，以完成繼電器檢測，獲得精確的測試數(shù)據(jù)。在測試過程中，需要先對繼電器電源與電流表進(jìn)行調(diào)試，保證其穩(wěn)定性后再向繼電器輸入一組電壓，同時將電流表串入到供電回路之中，用于獲取準(zhǔn)確的電流數(shù)據(jù)，在完成電流表串入后，可逐步調(diào)高電源電壓，待聽到繼電器吸合的聲音后，將當(dāng)時的電壓與電流數(shù)值記錄下來，為繼電器的具體應(yīng)用提供參考[2]。一般來說，繼電器的釋放電壓應(yīng)在吸合電壓的10%～50%，如果釋放電壓與吸合電壓間的比值超出了這一范圍，則說明繼電器無法正常運(yùn)行，不可再對該繼電器進(jìn)行應(yīng)用。

2.4 合理選型

繼電器具有類型多樣、功能多樣的特點(diǎn)，為保證繼電器能夠在電氣自動化領(lǐng)域中得到有效應(yīng)用，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求來合理選擇繼電器類型顯然十分必要。因此在實(shí)際應(yīng)用中，必須首先明確繼電器被控對象，并對被控對象的性質(zhì)、特點(diǎn)、使用要求等進(jìn)行深入了解，之后再根據(jù)這些具體信息來確定繼電器原理、用途及技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)、規(guī)格、型號等方面要求，為繼電器的合理選擇提供重要依據(jù)。例如時間（延時）繼電器主要用于電力系統(tǒng)二次回路繼電保護(hù)以及自動控制回路。中間繼電器主要用于各種保護(hù)與自動控制線路，以增加保護(hù)、自動回路的觸點(diǎn)數(shù)量與容量。漏電繼電器則用于中性點(diǎn)接地電路中，電路交流電壓應(yīng)在660 V 以上，而電流則應(yīng)在1 500 A 以下。

4 繼電器在電氣工程自動化低壓電器中應(yīng)用需要注意的問題

4.1 接點(diǎn)火花

由于接點(diǎn)電路本身就存在電感，因此在接點(diǎn)斷開后，電感上很容易出現(xiàn)過電壓，并與電源電壓一同加載在接點(diǎn)間隙上，導(dǎo)致接點(diǎn)間隙因火花放電而被擊穿，這不僅會降低繼電器的使用壽命，同時還可能會形成高頻信號，對繼電器及其他設(shè)備的運(yùn)行造成影響。為避免這一問題的發(fā)生，電氣工程自動化低壓電器對于繼電器的應(yīng)用還需重點(diǎn)關(guān)注接點(diǎn)間隙放電擊穿問題，并在發(fā)現(xiàn)接點(diǎn)火花現(xiàn)象后利用“阻止電感能量通過接點(diǎn)”“增設(shè)二極管”等方法來進(jìn)行應(yīng)對，以徹底消除接點(diǎn)處的火花放電現(xiàn)象。

4.2 接點(diǎn)負(fù)載

在繼電器的運(yùn)行過程中，由于繼電器本身的接點(diǎn)負(fù)載比較有限，因此如果實(shí)際負(fù)載超出了繼電器接點(diǎn)負(fù)載能力，那么繼電器就很難正常運(yùn)行，嚴(yán)重的甚至可能會因過載而導(dǎo)致安全事故[3]。例如某繼電器的觸點(diǎn)負(fù)載為28 V，觸點(diǎn)電流為10 A，如果過繼電器觸點(diǎn)工作電路的電壓超過28 V 或電流超過10 A，那么繼電器的正常使用就必然會受到影響，甚至是出現(xiàn)觸點(diǎn)燒毀的情況。針對這類問題，還需將繼電器的接點(diǎn)進(jìn)行針對性調(diào)整，使其不同接點(diǎn)的同步性能夠符合要求，并將具有同步性的接點(diǎn)組對并聯(lián)起來。最好的方法是采用中間繼電器或接觸器來擴(kuò)大接點(diǎn)的負(fù)載能力。

4.3 吸合釋放時間

繼電器的吸合、釋放與電路切斷等動作的執(zhí)行直接相關(guān)，但是在正常運(yùn)行中，有些繼電器卻常常會出現(xiàn)吸合、釋放不及時的情況。因此在電氣工程自動化低壓電器對繼電器的應(yīng)用中，還需注意對繼電器的吸合、釋放時間進(jìn)行檢測，如吸合、釋放時間不及時，則可以改變繼電器線圈回路的時間常數(shù)，在繼電器線圈回路中串入電阻，同時根據(jù)實(shí)際情況來適當(dāng)提高電源電壓，以保證線圈的吸合電流維持不變，達(dá)到到加速吸合的效果。另外，如果吸合釋放時間過快，則可以在繼電器線圈兩端反向并聯(lián)二極管，這樣在繼電器線圈斷電后，鐵芯短路線圈會在原有基礎(chǔ)上增加，而釋放時間自然也會得到延長。

5 結(jié)語

總而言之，繼電器為電氣系統(tǒng)的重要組成部分，其在電氣工程自動化領(lǐng)域發(fā)揮著非常重要的電路保護(hù)與控制作用，但要想實(shí)現(xiàn)對繼電器的有效應(yīng)用，還需要把握好線圈測試、觸點(diǎn)測試等方面的應(yīng)用要點(diǎn)，并注意吸合釋放時間、接點(diǎn)負(fù)載等問題。