摘要：在電力拖動(dòng)系統(tǒng)、電力控制系統(tǒng)中，繼電器作為其中的主要元器件，在實(shí)際使用中非常容易發(fā)生故障，本文主要在繼電器觸點(diǎn)故障產(chǎn)生的原因基礎(chǔ)上，分析了繼電器觸點(diǎn)故障主要表現(xiàn)，并提出了繼電器觸點(diǎn)部分故障解決的具體方法。

關(guān)鍵詞：繼電器觸點(diǎn);常見(jiàn)故障;成因分析;處理方法

繼電器的使用在控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，但由于繼電器實(shí)際使用量非常大，同時(shí)其應(yīng)用廣泛，再加上種類(lèi)非常多，所以不可避免的會(huì)出現(xiàn)故障，這就需要及時(shí)處理，否則非常容易對(duì)系統(tǒng)造成更嚴(yán)重的危害，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓，無(wú)法運(yùn)行，影響實(shí)際作業(yè)。結(jié)合相關(guān)資料顯示，繼電器故障中，大多數(shù)都發(fā)生在觸點(diǎn)部分，此部分故障率高達(dá)整體故障率的90%，因此，非常有必要分析其故障成因，并做以相應(yīng)處理，提升系統(tǒng)運(yùn)行安全性。

一、繼電器觸點(diǎn)產(chǎn)生故障的影響因素分析

從繼電器觸點(diǎn)故障情況看，主要有不接通、不分?jǐn)鄡煞N態(tài)，簡(jiǎn)單說(shuō)就是接觸不良、分?jǐn)嗖涣?。?dāng)繼電器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用后，其觸點(diǎn)部分會(huì)從一開(kāi)始的間斷故障，到后來(lái)的極端故障，最終功能失效。從影響故障的因素看，與觸點(diǎn)的表面的情況、材質(zhì)、化學(xué)穩(wěn)定性以及機(jī)械性能有關(guān)，此外，還會(huì)受到使用環(huán)境影響。在判斷觸點(diǎn)壽命時(shí)，主要就是根據(jù)觸點(diǎn)開(kāi)合準(zhǔn)確次數(shù)而定，其中觸點(diǎn)間接觸電阻的大小會(huì)對(duì)其產(chǎn)生直接影響，如果電阻值超過(guò)范圍時(shí)，會(huì)對(duì)電路正常工作造成直接影響，從而導(dǎo)致不能很好的接觸，再有，如果觸點(diǎn)金屬，受到熱效應(yīng)影響時(shí)，會(huì)發(fā)生融化，形成電磨損，進(jìn)而造成觸點(diǎn)之間出現(xiàn)相互粘連的情況，無(wú)法正常運(yùn)行[1]。對(duì)此，可以將發(fā)生繼電器觸點(diǎn)故障原因總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

（一）化學(xué)磨損

繼電器出現(xiàn)故障，可能會(huì)受到化學(xué)磨損的影響，發(fā)生這一情況的主要原因可能與周?chē)橘|(zhì)中腐蝕性氣體和蒸汽有關(guān)，因?yàn)檫@些會(huì)造成觸點(diǎn)被侵蝕，導(dǎo)致觸點(diǎn)表面會(huì)出現(xiàn)絕緣膜，使得金屬出現(xiàn)更加嚴(yán)重的腐蝕，甚至脫落的情況，最終損壞。

（二）機(jī)械磨損

對(duì)于機(jī)械磨損，主要就是由于觸點(diǎn)間的滑動(dòng)磨擦，或者因?yàn)榘l(fā)生振動(dòng)后出現(xiàn)不同程度上的碰撞。如果觸點(diǎn)間壓力增加，滑動(dòng)距離增加，此時(shí)機(jī)械磨損量也會(huì)增加，但與金屬材料的硬度卻是反比關(guān)系

（三）電磨損

正常情況下，當(dāng)繼電器在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生高溫作用，促使觸點(diǎn)金屬形態(tài)發(fā)生變化，從一開(kāi)始的固態(tài)經(jīng)液態(tài)經(jīng)過(guò)電弧放電后，高溫下向汽態(tài)轉(zhuǎn)變，最終導(dǎo)致金屬擴(kuò)散。所謂的電磨損，主要指的就是在觸點(diǎn)分?jǐn)噙^(guò)程中，液態(tài)金屬會(huì)受到碰撞、接觸、擠壓等影響，發(fā)生飛濺的情況，并且此種情況持續(xù)不間斷，這就導(dǎo)致原有形狀、厚度發(fā)生改變，同時(shí)呈現(xiàn)出相應(yīng)的減薄情況。由于在觸點(diǎn)分?jǐn)噙^(guò)程中，相應(yīng)的電弧溫度會(huì)達(dá)到金屬材料的熔點(diǎn)，所以，高溫下電弧無(wú)法做到及時(shí)熄滅，如果惡性負(fù)載放電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，將會(huì)繼續(xù)加重電磨損[2]。

（四）接觸電阻

如果兩導(dǎo)體進(jìn)行機(jī)械接觸時(shí)，并且在接觸過(guò)程中存在電流，那么此時(shí)兩接觸表面間會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的接觸電阻，而此接觸電阻大小還不同，分為收縮電阻、膜電阻兩部分。其中的收縮電阻，主要指的就是平觸點(diǎn)，但是由于受到加工精度影響，所以無(wú)法做到觸點(diǎn)間的接觸絕對(duì)平面，正常情況下，與固有截面積相比較，其實(shí)際接觸面積要更小，如果僅僅是若干凸起區(qū)域，會(huì)集中收縮電流，這就造成了電流密度的增大，同時(shí)電阻就會(huì)增加，此為收縮電阻。此外，就是膜電阻，通常情況下，在繼電器觸點(diǎn)表面，會(huì)存在一層氣體吸附薄膜，由于會(huì)受到氧化、硫化等作用，最終會(huì)形成相應(yīng)的非金屬薄膜，但在程度上有所區(qū)別，出現(xiàn)這一情況的主要原因在于，受到了氧、氮、硫等化學(xué)物質(zhì)的污染，在輕負(fù)荷、小電流時(shí)，膜電阻具有較高的絕緣性[3]。

（五）液橋、金屬轉(zhuǎn)移

如果保持繼電器觸點(diǎn)處于不斷的通斷狀態(tài)，接觸壓力以及實(shí)際接觸面積會(huì)隨著間隙的改變而發(fā)生改變，此種情況會(huì)新一步增加接觸電阻數(shù)值，同時(shí)也會(huì)進(jìn)一步增加電流密度，而受到熱效應(yīng)的作用后，會(huì)出現(xiàn)局部升溫的情況，在極短的時(shí)間內(nèi)，局部溫度就會(huì)高達(dá)1600℃以上，不僅如此，還會(huì)受到電壓、電流、電感等多方面因素影響下，會(huì)持續(xù)產(chǎn)生電弧火花的現(xiàn)象，此種情況會(huì)直接導(dǎo)致大部分觸點(diǎn)材料達(dá)到熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，進(jìn)而促使金屬散發(fā)并不斷四處飛濺，還會(huì)出現(xiàn)相互相熔接的現(xiàn)象。需要注意的是，一旦觸點(diǎn)材料達(dá)到熔點(diǎn)，此時(shí)各點(diǎn)就會(huì)呈現(xiàn)液滴狀態(tài)，進(jìn)而形成液橋。由于在小液柱之間，集合所有線路上的電壓，而后經(jīng)過(guò)高電場(chǎng)的作用下，會(huì)發(fā)生放電反應(yīng)形成火花，在此過(guò)程中，還會(huì)使熔液在火花下向外飛濺，此外，也會(huì)促使金屬材料發(fā)生轉(zhuǎn)移的情況，這些都會(huì)導(dǎo)致在觸點(diǎn)表面上出出現(xiàn)凸凹不平的情況，情況嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)發(fā)生熔焊粘連，但凸包、凹坑主要就是在接觸點(diǎn)的中心部位形成。

二、繼電器觸點(diǎn)故障主要表現(xiàn)

通過(guò)上文的分析，可以將繼電器觸點(diǎn)故障總結(jié)為幾種表現(xiàn)形式：

（一）接觸對(duì)粘連

在繼電器觸點(diǎn)中，出現(xiàn)接觸對(duì)粘連的情況，主要是由觸點(diǎn)熔焊導(dǎo)致的，可能在實(shí)際使用中不夠妥當(dāng)，也可能是因?yàn)榘惭b不當(dāng)，導(dǎo)致負(fù)載過(guò)重，過(guò)于頻繁的操作，進(jìn)而出現(xiàn)解除對(duì)粘連[4]。

（二）觸橋變形

如果觸橋、彈性連接片、彈性系數(shù)等發(fā)生變化，都會(huì)導(dǎo)致觸點(diǎn)接觸不良。

（三）觸點(diǎn)接觸松懈

在繼電器實(shí)際使用過(guò)程中，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期摩擦后，觸點(diǎn)會(huì)發(fā)生氧化、電弧燒蝕等情況，這就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)缺陷、毛刺等形態(tài)，增加接觸電阻，從接觸面轉(zhuǎn)變成了接觸點(diǎn)，最終導(dǎo)致不導(dǎo)通情況。

（四）觸點(diǎn)磨損過(guò)快

當(dāng)繼電器吸合、分?jǐn)噙^(guò)程中，會(huì)受到拉弧影響， 出現(xiàn)液橋以及金屬轉(zhuǎn)移的情況，這會(huì)對(duì)觸點(diǎn)造成極大的磨損，進(jìn)而嚴(yán)重影響了繼電器的使用壽命。

三、繼電器觸點(diǎn)部分故障解決的具體方法

（一）接觸對(duì)粘連的解決措施

為有效解決接觸對(duì)粘連的情況，需要對(duì)繼電器進(jìn)行全面的檢查，不要安裝在沖擊大、易振動(dòng)區(qū)域。當(dāng)電器在電壓波動(dòng)到最小值時(shí)，要檢查其吸合以及觸點(diǎn)壓力情況，并做以隨時(shí)調(diào)整。要在繼電器的各項(xiàng)承載能力基礎(chǔ)上，核查負(fù)載容量。避免出現(xiàn)負(fù)載過(guò)大，對(duì)繼電器正常工作造成不利影響[5]。

（二）觸點(diǎn)接觸不牢靠的解決措施

可以使用小挫輕輕去除觸點(diǎn)表面的毛刺，但不能使用砂紙打磨，而后，可以使用棉紗沾酒精去除臟物，在此基礎(chǔ)上再檢查觸點(diǎn)的接觸面性能。同時(shí)，對(duì)于觸點(diǎn)其它參數(shù)需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整、檢查，確保無(wú)誤進(jìn)行通電使用。

（三）觸點(diǎn)磨損過(guò)快的解決措施

要對(duì)回路進(jìn)行檢查，判斷其有感性負(fù)載，可以采取滅弧措施解決電感負(fù)載，比如加裝滅弧罩，還可以采用熄滅弧電路可以減少觸點(diǎn)的磨損。

結(jié)語(yǔ)：

總之，通過(guò)本文對(duì)繼電器觸點(diǎn)常見(jiàn)故障的成因及處理的分析，不難發(fā)現(xiàn)，繼電器的使用會(huì)直接影響系統(tǒng)運(yùn)行，所以，有必要全面分析繼電器觸點(diǎn)故障，而后結(jié)合實(shí)際情況，采取有效措施解決，為系統(tǒng)正常運(yùn)作提供良好保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚文國(guó)， 楊英華， 胡朝靈. 繼電器觸點(diǎn)表面形貌及失效機(jī)理分析[J]. 科學(xué)與信息化， 2019， 12（008）：109-110.

[2]周哲鋒. TO-5電磁繼電器觸點(diǎn)熔焊粘接現(xiàn)象分析和控制措施研究[D].? 2020，56（02）：100-101.

[3]張開(kāi)淋， 劉向軍. 高壓直流繼電器觸點(diǎn)三維動(dòng)態(tài)特性測(cè)試與分析[J]. 電器與能效管理技術(shù)， 2018， 023（004）：113-119.

[4]周學(xué)， 周雨馨， 郭振國(guó)，等. 常開(kāi)型繼電器觸點(diǎn)回彈抑制仿真與試驗(yàn)研究[J]. 低壓電器， 2019， 023（005）：223-227.

[5]黃俊才， 李賢富. 電磁繼電器觸點(diǎn)三連通失效機(jī)理研究及控制措施[J]. 機(jī)電元件， 2019，67（13）：200-201.

作者簡(jiǎn)介：

王超（1990.01—），男，漢族，籍貫山東省高密市，工程師，大學(xué)本科，中車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司，主要從事動(dòng)車(chē)組運(yùn)用技術(shù)支持工作。