2接触不良 2接点异常 ⑥是否接触不良 2使用寿命造成的接点消耗 2机械性破损 2保护电路(浪涌吸收器)的泄漏电流 ①输入电压是否完全断2迂回电路造成的电压施加 开 2残留有残留电压的半导体控制电继电器不路 复位 2接点熔敷 2绝缘老化 ②继电器异常 2机械性破损 2感应电压(长距离布线) 2感应电压(长距离布线) 继电器误①继电器输入端子上是2感应电压造成的迂回电路(闭锁动作 否施加了异常电压 继电器的支架脱落) 指示灯异常亮起 ②振动、冲击是否过大 2恶劣的使用环境 2线圈规格选择有误 2输入超过额定值的电压 ①线圈是否烧损 2AC规格造成电磁铁不完全运行(铁片吸附不充分) 烧损 2超过接点额定值的电流 2超过允许范围的冲击电流 ②接点部是否烧损 2短路电流 2与外部连接不良(与插座等接触不良,导致异常发热) 从继电器内部看到的现象 故障 检查内容 原因推测 ①是否有过大电流2灯负载等的突入电流/ 流入 2负载的短路电流 2来自外部的振动、冲击 2AC继电器的差拍 ②接点部有无异常2电压过低造成不完全电阻,导致接振动 点颤振 接点熔敷 (开动电机的瞬间,电压可能下降) ③开关是否过于频繁 ④继电器的寿命是否到期 ①接点表面是否附2附着硅、碳等其他异物 着异常 接触不良 ②接点表面是否被2SO2、H2S造成接点的硫化 腐蚀 ③是否有机械性接2端子偏离、接点偏离、接点脱落 触不良 ④是否消耗接点 2继电器的使用寿命 2继电器线圈规格错误 ①输入电压是否不2施加电压的脉动 足 2输入电压的缓慢上升 差拍 ②继电器类型是否2在AC线上使用了DC规格 有误 ③电磁铁的动作是2可动片和铁芯之间有异物混入 否完全 ①继电器选择是否2电压、电流、冲击电流的额定选择失误 接点的异常合适 消耗 ②是否考虑了连接2电机负载、螺线管负载、灯负载等负载 的冲击电流 (2)维护方法
维护方法可以分为两大类: 一、发生故障后进行检查和更换的事后维护;二、还没有发生故障时进行检查和维护的预防维护。 其中, 预防维护有几个重要的课题: 何时进行检查、更换?如何知道进行检查、更换的时间?怎样决定?
决定继电器的维护时间时必须考虑以下要素: 如果从装置、系统方面来看, 包括对象装置的重要度、要求的可靠度等;从继电器方面来看, 包括各特性及项目的故障形态。
继电器的故障形态大致可以分为磨损形态的故障和老化形态的故障, 前者以接点等的消耗为代表, 后者以线圈卷线的断线为代表。
一般决定使用继电器的型号和使用条件后, 接点等的磨损形态、故障时间随动作次数而变化, 不少人开始提前预测使用继电器的寿命, 但是与此同时, 线圈卷线断线等老化形态的故障对继电器的可靠性也产生着巨大的影响。一方面看, 受到使用条件、现场环境等使用可靠性的影响, 随使用时间而发生变化。因此各个案例均不相同, 很难进行提前预测。
并且从实际使用的层面来看, 磨损和和老化并行, 了解哪个形态的故障会较早出现是决定维护时间的重要因素。 下面列出接点维护时间的参考项目: 次数时间 维护时间 备注 轴系 轴系 利用电气寿命曲线,可从负载电如果在所定时压、电流、负载种类求出维护时间内规定开关接点的磨间。 — 次 磨损 如果没有合适的电气寿命曲线,○ 损 数,就可在时可通过实际装置上的经验值来间轴上进行替决定维护时间。 换。 动作机构用机械寿命次数求出维护时间。 — 部的磨损 但是,性能中所示的机械寿命次数是在标准试验状态下所得的值。 使用条件不同的情况下,根据实际使用条件下的实验值来决定维护时间。 通过了解线圈在实际使用条件线圈及线下的温度来预测耐用时间。 圈卷线的 — ○ — 通常情况下,使用聚氨酯铜线时绝缘老化 以120℃、40000小时为基准。 接点的接触稳定老必须掌握对现度; 以固有可靠性为基础,受使用条化 场环境、接点金属材料件、环境影响而大幅发生变化。 材料 的性能老掌握使用条件、环境的状态,同— ○ 带来负面影响化 时通过采样等来决定维护接点的恶性燃气的树脂材料的时间。 浓度。 的性能老化 ■继电器的试验方法 ●寿命 机械的寿命
接点在无负载状态下向线圈施加额定电压(AC操作下为额定频率),观察在额定开关频率下进行动作时的外观及特性变化。 电气寿命
在接点上连接额定负载, 在线圈上施加额定电压(在AC操作下为额定频率) , 观察在额定开关频率下使继电器动作时外观及特性变化。
因使用方法不同, 判断是否达到使用寿命的方法也不同。这里列出JIS中的规定值, 以供参考。
判定寿命的标准(JIS C5440 1980) 判断项目 规定值 外观 各部分没有松动、变形、损伤 绝缘电阻 如无特别规定则为1MΩ以上 耐受电压 初期标准值的75%以上 线圈电阻 从初期标准下限值的95%到标准上限值的105% 动作电压 初期标准值的的1.2倍以下 复位电压 初期标准值的的0.5倍以下 动作时间 初期标准值的的1.2倍以下 复位时间 初期标准值的的2倍以下 接触电阻 接点额定电流 或开关电流(A) 0.01以下 测定电流 接触电阻试验后 (A) (Ω) 0.001 100 0.01以上~0.1以下 0.1以上~1以下 1以上 0.01 0.1 1; 20 5 2
一般继电器 参考资料
■外部条件、环境、周围环境对继电器的影响 ●线圈
与电源的关系
(1) 在直流继电器中、
线圈电流=外加电压/线圈电阻
(2) 在交流继电器中,线圈的电感系数产生影响,因此需要考虑线圈阻抗。 另外,线圈阻抗根据频率而发生变化,如果以60Hz下的特性为 100%, 在50Hz下使用同一继电器时, 其特性如下表所示。但是, 根据继电器不同, 该值也会发生变化, 因此使用前请确认。 额定电流、消耗功率、约 温度上升 117% 约 动作电流 100% 动作电压、复位电压 约 85%
(3) 关于线圈应注意以下几点: 在DC 操作继电器中, 带动作表示、带浪涌吸收用二极管继电器及保持继电器的情况下有极性。极性弄错可能会导致元件损坏、动作不良, 敬请注意。如果在AC操作继电器上外加DC电压,线圈发热,可能造成烧损。相反如果在DC操作继电器上外加AC电压,可动铁片反复振动, 不能正常动作。 与温度的关系
线圈中所使用的铜线的电阻, 对于温度变化, 约受0.4%/℃的影响。这种情况直接对继电器的动作特性产生影响。
这使电磁铁产生吸引力,使线圈电流发生变化。在交流操作继电器中, 由于线圈直流电阻的比率相对于线圈阻抗较小, 温度引起的动作特性(动作电压2 复位电压) 的变化也变少。 另外, 在直流电压操作的继电器中, 线圈电阻的变化对线圈的温度上升产生影响。这是根据线圈电流的变化, 引起消费功率的增减, 温度上升值仅根据温度所引起的线圈电流变化率而进行变化。代表性示例如下所示。
环境温度的定义
继电器自身的发热、其他设备的发热使控制柜内的温度上升。 使用环境温度应为盒子内继电器附近的温度。
电气腐蚀
继电器线圈在非工作状态下暴露在高温、高湿的环境中, 而且线圈卷线和铁芯等其他金属之间有电位差时,如果它们之间的绝缘不充分, 两者间流通的离子化电流, 将可能腐蚀线圈上所卷的铜线。与在金属上进行电镀的作用相同,通过酸、碱等,将可促进该作用。在以往的继电器中, 往往忽视这种现象, 但是最近在卷轴材方面开发出了特性较好的塑料, 而且卷线的绝缘材也开发出了聚氨酯类、聚脂、聚酰胺、特氟龙等特性优良的材料, 减少了一部分危险性。要防止电气腐蚀,应避免在高温、高湿中保管及使用。在电路构成方面应注意开关的位置, 使其不在卷线上施加+电位, 需要考虑+接地等。右边列举了良性示例和不良示例。