發布日期：2022-04-27 點擊率：158
一、概述
繼電器是一種用途廣泛的產品，廣泛應用于家電產品，如空調器、彩電、冰箱、洗衣機等；也應用于工業自動化控制和儀表。在電子元器件中，繼電器一般被認為是一種最不可靠的電子元件，在整機可靠性設計中，把繼電器、電位器、可調電感器及可變電容器列為建議不用或少用的元件。
但是，由于繼電器在控制電路中有獨特的電氣、物理特性，其斷態的高絕緣電阻和通態的低導通電阻，使得其它任何電子元器件無法與其相比，加上繼電器標準化程度高、通用性好、可簡化電路等優點，所以繼電器仍得以廣泛應用。隨著科技的飛速發展，繼電器在程控通信設備中的使用量還在進一步增加，所以，如何保證繼電器的可靠性，滿足整機系統的可靠性，成為人們關注的焦點。
電子元器件的可靠性應由兩部分組成，一是元器件的固有可靠性；二是元件的使用可靠性。固有可靠性是元器件可靠的基礎，主要靠元器件制造商從設計、制造等方面進行有效的控制，以保證制造出來的元器件達到要求的可靠性等級。使用可靠性則是從使用入手，如何保證和提高元器件的可靠性，使其能滿足整機系統的可靠性要求。沒有高可靠質量等級的元件，不可能制造出高可靠的電子設備，所以元器件的固有可靠性是整機可靠性的基礎。但是，有了高可靠質量等級的元件也并不一定能制造出高可靠的整機，這里面就有一個使用可靠性的問題。所謂使用可靠性，就是根據各種元器件的特點利用可靠性設計技術，即元器件的合理選用、降額設計、容差與漂移設計、抗振設計、熱設計、三防設計、抗幅射設計、電磁兼容設計、人機工程設計及維修設計等，最大限度的發揮元器件固有可靠性的作用，以達到整機系統的可靠性要求。
根據有關部門對整機失效原因的分析統計，其中有百分之四十以上的故障是由于元器件選用不合理造成的。隨著元件制造技術的不斷提高，在元器件的固有可靠性已經有了較大提高的情況下，使用可靠性就顯得特別重要，而且，隨著整機系統功能愈來愈全，所用元器件愈來愈多，對可靠性要求也愈來愈高，所以使用可靠性也愈來愈受到科技界的重視，并且發展成一門新的學科—人為工程。
由于繼電器是一種機電一體化的元件，是由電磁及機械傳動部分組成的，與其它電子元件相比，要復雜得多，加之在制造過程中有些裝配調整是手工操作，所以產品的一致性和可靠性要差一些。但是，如果在使用中采取一些防范措施，仍能達到較滿意的效果。在對失效繼電器進行失效分析中發現，由于使用原因造成的失效約占百分之三十以上。由以上分析可知，繼電器可靠性不高，除自身質量原因外，使用不當也是一個主要原因。現在，我們重點研究如何在使用中提高繼電器可靠性的措施。繼電器的種類較多，這里重點研究目前使用較多的電磁繼電器的使用可靠性。
面對紛繁復雜的繼電器產品，如何合理選擇、正確使用，是系統開發、設計人員密切關注并且必須優先解決的實際問題。要做到合理選擇，正確使用，就必須充分研究分析系統的實際使用條件與實際技術參數要求，按照“價值工程原則”，恰如其分地提出所選用繼電器產品必須達到的技術性能要求。在整機的可靠性設計中，要求合理選用元器件。元器件的選擇和控制是需要多學科知識才能完成的一項任務，一般應由元件工程師、可靠性設計師、總體及電路設計師、失效分析人員共同完成。首先要根據整機系統的重要程度、可靠性要求、所使用的環境條件及成本等項要求綜合考慮和選擇。具體說來，大致可按下列要素逐條分析研究，確認所要求的等級以及量值范圍。選擇時必須重視以下幾個方面的要求。
二、繼電器應用環境條件
氣候應力作用要素，主要指溫度、濕度、大氣壓力（海拔高度）、沿海大氣（鹽霧腐蝕）、砂塵污染、化學氣體和電磁干擾等要素。考慮到系統在全國各地各行業及自然環境的普遍適用性，兼顧必須長年累月可靠運行的特殊性，系統關鍵部位必須選用具有高絕緣、強抗電性能的全密封型（金屬罩密封或塑封型，金屬罩密封產品優于塑封產品）繼電器產品。因為只有全密封繼電器才具有優良的長期耐受惡劣環境性能、良好的電接觸穩定、可靠性和穩定的切換負載能力（不受外部氣候環境影響）。
（一）溫度對繼電器的影響
繼電器是怕熱元件，高溫可加速繼電器內部塑料及絕緣材料的老化、觸點氧化腐蝕、熄弧困難、電參數變壞，使可靠性降低，所以，要求設計時使繼電器不要靠近發熱元件，并有良好的通風散熱條件。繼電器雖然是怕熱元件，但對過低溫度（如軍用航空條件-55℃）也不能忽視。低溫可使觸點冷粘作用加劇，觸點表面起露，銜鐵表面產生冰膜，使觸點不能正常轉換，尤其是小功率繼電器更為嚴重。試驗證明，對于有些按部標生產的國產小功率繼電器，雖然使用條件規定低溫為-55℃，但實際上在此條件下繼電器根本無法進行正常轉換，建議在選擇時要留有充分的余量，對于重要的軍用電子整機，建議選用國軍標產品。 請登陸:輸配電設備網 瀏覽更多信息
（二）低氣壓對繼電器的影響
在低氣壓條件下，繼電器散熱條件變壞，線圈溫度升高，使繼電器給定的吸合、釋放參數發生變化，影響繼電器的正常工作；低氣壓還可使繼電器絕緣電阻降低、觸點熄弧困難，容易使觸點燒熔，影響繼電器的可靠性。對于使用環境較惡劣的條件，建議采用整機密封的辦法。
（三）機械應力對繼電器的影響
主要指振動、沖擊、碰撞等應力作用要素。對控制系統主要考慮的是抗地震應力作用、抗機械應力作用能力，宜選用采用平衡銜鐵機構的小型中間繼電器。電磁繼電器的簧片均為懸梁結構，固有頻率低，振動和沖擊可引起諧振，導致繼電器觸點壓力下降，容易產生瞬間斷開或觸點出現抖動，嚴重時可造成結構損壞，可動的銜鐵部分可產生誤動作，影響繼電器的可靠性。建議在設計中盡量采取防振措施以防產生諧振。
（四）絕緣耐壓
非密封或密封繼電器的引出端外露絕緣子長期受塵埃、水氣污染，導致其絕緣強度下降，在切換感性負載時的過電壓作用下，引起絕緣擊穿失效。針對繼電器絕緣固有特性，在選型時必須依據繼電器的以下技術特性：
1．足夠的爬電距離:一般要求>3mm（工作AC220V）；
2．足夠的絕緣強度:無電氣聯系的導體之間>AC2000V（工作AC220V），同組觸點之間>AC1000V；
3．足夠的負載能力：DC220V感性；5 ms～40ms，>50W；
4．長期耐受氣候應力的能力:線圈防霉斷、絕緣抗電水平長期穩定可靠。
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