3.2 工作参数
3.2.1可靠的速动性及选择性:要求对所保护范围内的能有效地进行一定的选择及快速动作进行保护。
3.2.2高度的可靠性:所保护范围内的各种故障或不正常运行状态不应该拒绝动作。
3.2.3高度的灵敏性:要求灵敏系数为1.5~2。
3.2.4 高度的速度性:要求动作时间一般不应超过5~40ms。
我们选用价格低的通用中间继电器触点去换接弱电信号负载电路,结果表明电接触不可靠。
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1A时,特别是在中等电流(DC28V,0.1A)、低电平(10~30mV,10~50mA)或干电路条件下,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。因此,在实际选用继电器产品时,不能错误地认为:继电器的触点开关适用于所有负载。更不能认为通过触点的实际负载比继电器规定的额定负载越小越可靠。也即能可靠切换220V,10A负载的触点,但不一定能可靠地切换10mA的实际负载。也不可用它去换接低电平或干电路负载。因此,对中等电流、低电平电路及干电路负载选用接触可靠的全密封继电器更好。
3.5 电容负载
在使用过程中按图1方式实际使用触点K1-1作为自保持触点时,K1-1触点有时会出现粘结不放故障。
分析:闭合开关Q时,DC220V电源通过电容器C,在A,B端形成DC24V的激励电源,继电器K1吸合,K1-1闭合。在实现供电电源自保的同时,电容器通过K1-1短路放电。这一充放电过程,类似于电容储能点焊过程。进一步分析表明:给22μF电容器充足电压后,再激励K1,用K1-1触点直接短路放电15次后,触点即可产生焊接不放现象。
从理论上电容器的放电电流i=-(U/R)e-t/τ,其中,R为放电回路电阻;U为电容器两端电压;τ为时间常数;t为放电时间。由于R约等于触点的接触电阻约为0,在开始放电瞬间i≈-U/R→-∞,也就是说:电容器所储存的全部能量,在很短时间内全部由触点释放,导致点焊失效。通过将图1改为图2接线方式,就可有效克服电容点焊失效现象。
3.6 串联供电方式
在采用串联分压供电方式给继电器线圈施加激励时,继电器动作。图3所示,这种方式是不可靠的。
分析:继电器的吸合时间主要取决于时间常数τ,且τ=L/R。当串联电阻R1给继电器线圈供电时,R=R1+R2,则有L/R2>L/(R1+R2)。
结果表明,串联R1后使τ减小,继电器的吸合时间加速。特别是当R1》R2,电压又很高时,吸合时间大大减少。动作机构的过快动作,加大机构接合时的冲击、碰撞与反弹,增大触点回跳,加速机械磨损,大大降低了触点负载能力与寿命。因此,串联供电激励方式一般是不可靠的。当触点回跳、机械磨损对实际使用不构成利害关系,且特别需要加快动作速度时,才采用这种方式。
3.7 继电器线圈串联的使用
我们曾经采用多个继电器线圈串联后,用DC220V电源去激励(如图4所示),这种方式一般不使用。
(1)对相同类型、相同规格继电器而言,由于各线圈的阻抗大致相同,差值较小,故采用这种串联分压激励方式问题不大。
(2)对不同类型或规格的继电器,由于不同继电器线圈的阻抗不一致,且差值随瞬时感抗的不同而相差很大,串联激励瞬间,继电器线圈上所分得的激励电压差值很大,会出现有的继电器处于过压激励,有的处于欠压激励状态,继电器触点开关时序与速度会发生本质性变化,出现动作不可靠的情况。
因而,不同类型、不同规格的继电器不宜采用这种方式。
3.8 继电器线圈并联使用
在复杂控制回路中,采图5所示方法将2只或多只不同类型的继电器线圈并联使用,在这种情况下,产生了K1延迟释放、触点断弧能力下降,K2被反向重复激励、触点误动作等。
分析:在直流控制回路中,K1,K2线圈所贮存的磁能可能相差较大。当开关断开后,K1(磁能大)的贮能将通过K2(磁能小)的线圈泄放,产生反向电流,导致K1释放时间延长,触点断弧速度迟缓,触点间燃弧时间延长;K2的释放时间短,随后被反向释放电流激励,瞬间重复吸合,产生误动作。
通过采用图6所示的控制回路后,有效地避免了上述原因导致的不可靠现象。