低壓繼電器在電氣工程自動(dòng)化的應(yīng)用

張伸 李柯延

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1 繼電器概述

1.1 繼電器的工作原理

繼電器是一種電子器件，其中包括輸入回路和輸出回路。通常來說，在繼電器中包括鐵芯、銜鐵、線圈、觸點(diǎn)、簧片等。繼電器在自動(dòng)化低壓電器中的應(yīng)用相當(dāng)于是用一個(gè)小的電流來控制一個(gè)大的電流，這一過程相當(dāng)于是在自動(dòng)化低壓電器中安裝了1個(gè)自動(dòng)開關(guān)。在自動(dòng)化低壓電器中運(yùn)用繼電器的主要目的是為了保護(hù)自動(dòng)控制線路。繼電器不僅可以反應(yīng)輸入變量的感應(yīng)結(jié)構(gòu)，還可以根據(jù)電流大小對電路進(jìn)行自動(dòng)化地控制[1]。此外，繼電器還可以對中間機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，通過對輸入量的分析，可以更好地控制電路。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，繼電器的結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生了較大的變化，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)繼電器存在的不足，從而使得繼電器在電氣工程中應(yīng)用的范圍越來越廣。

1.2 影響繼電器運(yùn)行的因素

（1）繼電器設(shè)備所處的環(huán)境對設(shè)備本身的影響較大，在不同環(huán)境下設(shè)備發(fā)生故障的頻率存在較大的差異，設(shè)備故障的平均間隔也有所不同。

（2）繼電器設(shè)備的可靠性受質(zhì)量等級的影響較大，以等級分別為A1和C的設(shè)備為例，使用A1等級繼電器設(shè)備發(fā)生故障的間隔時(shí)間為使用C等級設(shè)備的33倍，繼電器設(shè)備自身的質(zhì)量等級對其整體性能的影響較大，質(zhì)量等級越高則故障發(fā)生的概率較低，反之則愈高。

（3）觸點(diǎn)形式也會(huì)對設(shè)備造成一定的影響，在處于同一環(huán)境中的單擲型與雙擲型設(shè)備的可靠性不盡相同。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，單擲設(shè)備發(fā)生故障的平均間隔是雙擲設(shè)備的5倍。由此可見，單擲繼電器的整體可靠性明顯優(yōu)于雙擲繼電器，同時(shí)繼電器設(shè)備刀數(shù)越高其整體可靠性越低[2]。

（4）不同結(jié)構(gòu)類型的繼電器設(shè)備的可靠性有所不同，其類型具體可分為24種，其中GL-10系列感應(yīng)式電力繼電器設(shè)備的可靠性相對較低，主要原因在于此類繼電器的整體結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，結(jié)構(gòu)的組成部分較多，發(fā)生故障的概率也相對較高。

（5）繼電器工作溫度對其可靠性也有著一定的影響，繼電器的日常工作溫度波動(dòng)范圍為-25-70℃，且設(shè)備工作溫度與設(shè)備故障之間呈反比趨勢，即溫度越高，設(shè)備更易發(fā)生故障，反之則平均故障間隔較長。

（6）除上述因素以外，繼電器的動(dòng)作速率也會(huì)對其可靠性產(chǎn)生影響，隨著繼電器動(dòng)作速率的提高，平均故障間隔時(shí)間基本呈指數(shù)型下降趨勢。因此，若設(shè)計(jì)的電路要求繼電器的動(dòng)作速率非常高，那么在電路維修時(shí)就需要仔細(xì)檢測繼電器以便及時(shí)對它更換。

（7）電流比對繼電器可靠性的影響：所謂電流比是繼電器的工作負(fù)載電流與額定負(fù)載電流之比。電流比對繼電器的可靠性影響很大，尤其當(dāng)電流比大于0．1時(shí)，平均故障間隔時(shí)間迅速下降，而電流比小于0．1時(shí)，平均故障間隔時(shí)間基本不變，因此在電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用額定電流較大的負(fù)載以降低電流比，這樣可保證繼電器乃至整個(gè)電路不因工作電流的波動(dòng)而使可靠性降低。

值得注意的是，各類結(jié)構(gòu)的繼電器設(shè)備中DL-10系列電磁式電流繼電器的結(jié)構(gòu)也相對復(fù)雜，發(fā)生故障的平均時(shí)間間隔也相對較低，但對其進(jìn)行維修保養(yǎng)的難度較低。這是由于該設(shè)備的各個(gè)部件數(shù)量較少，發(fā)生故障后進(jìn)行排查的時(shí)間較短。當(dāng)前我國各地區(qū)使用頻率較高的繼電器類型為DX-11型號(hào)，這一類型的繼電器結(jié)構(gòu)相對簡單，組成設(shè)備中的各個(gè)部件數(shù)量較少，且發(fā)生故障的概率較低，故障平均發(fā)生間隔時(shí)間較長。但這一結(jié)構(gòu)的繼電器僅能在電力能源傳輸量較低的地區(qū)使用，其設(shè)備整體性能難以滿足長時(shí)期、高頻率、高強(qiáng)度的工作。

2 繼電器在電氣工程自動(dòng)化低壓電器中的應(yīng)用

2.1 在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，我國汽車在制造過程中已經(jīng)廣泛使用繼電器，主要在一些汽車的啟動(dòng)電機(jī)、空調(diào)控制、燈光亮度控制中應(yīng)用。

2.2 繼電器在家用電器中的應(yīng)用

隨著人們生活水平不斷的提高，家用電器的種類越來越多，而電器在制造過程中已經(jīng)廣泛使用繼電器，只有這樣才能更好的對家用電器進(jìn)行控制，從而方便人們使用。比如說，在空調(diào)風(fēng)扇中的應(yīng)用、冰箱冷卻泵中的應(yīng)用。在家用電器方面繼電器的作用主要是對電動(dòng)機(jī)的常規(guī)控制，例如在帶有冷卻功能的裝置中，繼電器可以對相關(guān)元件實(shí)現(xiàn)高效控制效果[3]。繼電器的使用壽命可長達(dá)十年，開斷操作次數(shù)也能達(dá)到十萬級的數(shù)量單位以上，目前電器需求日趨強(qiáng)烈，傳統(tǒng)電器設(shè)計(jì)方式無法滿足人類對其品質(zhì)的根本需求，而繼電器的使用可以使家電品質(zhì)得到提升。

2.3 繼電器在地鐵中的應(yīng)用

繼電器在地鐵車門狀態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用，可以做好地鐵信號(hào)傳遞和控制工作，并保證人們?nèi)粘３塑嚢踩１热缯f，在廣州地鐵二號(hào)線電氣柜在安裝過程中也廣泛的使用繼電器，這種安裝形式可以為其提供一個(gè)封閉、少灰塵的工作環(huán)境，只有這樣才能保證地鐵可以正常運(yùn)行。由于地鐵具有一定的特性，在安裝過程還應(yīng)該選擇一些密封性高、耐高溫、一體式的繼電器。另外，還要定期開展繼電器的維護(hù)工作，保證其處于正常狀態(tài)運(yùn)行，從而延長繼電器的使用壽命，保證地鐵運(yùn)行安全。

3 結(jié)語

綜上所述，可以得知，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，有效推動(dòng)了我國電氣工程的飛速發(fā)展，同樣也為自動(dòng)化低壓電器提供了良好的發(fā)展平臺(tái)，而繼電器作為電氣工程中的核心電器，在實(shí)踐使用運(yùn)行過程中，我們只有對其結(jié)構(gòu)組成、作用、類型等方面進(jìn)行全面的掌握了解，事先對其進(jìn)行相關(guān)測試，才能確保繼電器在電氣工程及自動(dòng)化低壓電器中的有效應(yīng)用，使其自身具備的效能作用得以充分發(fā)揮，從而充分保障了用電的安全性。