磁保持继电器主要参数,磁保持继电器工作原理

('磁保持继电器主要参数解读继电器是当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。电子式电能表用的是磁保持继电器，利用永久磁铁或具有很高的剩磁特性的铁芯，使电磁继电器的衔铁在其线圈断电后仍能够保持在线圈通电时的位置上的一种双稳态继电器。磁保持继电器优点在于具有保持功能，在发生倒电等情况时，供电恢复后马上播出，而不需等控制系统重新启动后再开始工作。磁保持继电器主要特性有线圈电阻、动作电压、动作时间、接触电阻（回路阻抗）、介质耐压、绝缘电阻。除以上主要电气性能外还有一些可靠性试验，如环境适应性、安全性和寿命。1.线圈电阻：线圈电阻一般体现在功耗上面，电阻值允许偏差范围为：±10%额定电阻值。磁保持继电器是靠磁钢提供吸力使产品保持在所需的工作状态，线圈加脉冲电压，铁芯产生磁场，当产生的吸力大于磁钢的磁力时，会推动磁钢动作以改变产品的工作状态，线圈产生的吸力大小取决于线圈功耗，由P=U²/R,线圈电阻越小功耗越大。继电器不允许出现断相、误动作现象，因此为了使继电器触点接触的更可靠，设计时，在功耗允许范围之内，应尽可能选取功率较大的继电器。2.动作电压：指使磁保持继电器产生动作状态改变的激励脉冲电压，也就是给线圈施加的电压。我公司所用继电器额定动作电压有9VDC和12VDC两种，测试时要求不大于70%额定动作电压，而同样额定电压的继电器，功率越大一般动作电压越小，功率越小则需要的动作电压越大。在利用继电器综合测试仪测试60A300uΩ单相继电器时，经常会出现触点抖动现象，实际上就是线圈产生的磁力比磁钢本身的磁力略小或接近，克服磁钢磁力的线圈吸力处于临界值，引起衔铁的抖动，对产生抖动的继电器做以下测试：设备设置动作电下限3.6V3.8V4.0V4.2V4.3V4.4V4.5V4.8V抖动情况抖动抖动抖动抖动抖动抖动不抖动不抖动进一步对正常继电器（设备设置动作电压下线为3.6V无抖动）和有抖动继电器利用稳压电源进行测试，正常继电器动作电压为3.8V时开始动作，而有抖动的继电器动作电压达到5V时才能动作。也就是说发生抖动的继电器动作电压稍微高一点，发生抖动是因为设备设置的动作电压太低，使线圈产生的磁力无法使衔铁完全动作引起的抖动。3接触电阻：指静、动触点吸合时的表面接触电阻，用微欧仪可以直接测试，一般规定不得大于2mΩ，但是接触电阻受外力影响较大，出现异议时会以测试回路阻抗值为准，也就是给触点通负载电流测试压降，根据不同负载电流，压降值也有所不同，一般60A负载压降要求不大于120mV,但是在测试触点压降时会发现是一个不稳定的值：序号12345678910MinMaxAverage压降/mV46.150.384.979.458.288.8106.370.476.882.846.1106.374.4由上表可以看出，点压降测试值是离散的，最大为106.3mV，比最小为46.1mV的两倍还大，所以不能以一次的压降大小来衡量继电器的触点压降，测试时一般测10次通断(以继电器的来分离电流回路)压降求平均值作为触点的压降，除以负载电流就得到回路阻抗（国网要求以回路阻抗为准）。4.动作时间：指触点吸合及断开分别所用的时间，也就是吸合时间和动作时间。单相继电器动作时间较短一般为30ms,三相则相对要求长一点，为40-50ms。设计时要注意的是驱动脉宽要大于动作时间，一般为2-3倍动作时间，太小则无法保证驱动力矩，过大则会增大功耗。5.介质耐压：介质耐压分为触点间的耐压和触点与线圈间的耐压，触点间的耐压主要是为了保证触点完全地断开，在继电器断开时候不会出现拉弧现象，因为一旦出现拉弧现象，就相当于加长了触点的断开时间，很容易造成短路故障。根据触点负载不同电压值也会不一样，测试时触点间一般为1800VAC，触点与线圈间耐压一般为4000VAC左右，1min,不允许有飞弧、闪络或绝缘击穿现象，漏电流不得大于1mA。6.绝缘电阻：主要保证继电器的绝缘性能，一般在500VDC条件下测试任意绝缘介质，要求不小于100MΩ。绝缘电阻和接触电阻通常会作为可靠性试验后衡量继电器性能的两个参数，一般要求试验后绝缘电阻应不小于10MΩ，接触压降应不超过规定值的1.5倍。7.温湿度影响：继电器要求在最高使用温度及最低使用温度条件下，施加额定动作电压时，应能正常动作；绝缘电阻应不小于10MΩ，接触压降应不超过规定值的1.5倍。一般温度选取-40℃～70℃，湿度选取为75%。8.振动试验：继电器要求在整个生产到运输使用过程中，继电器在没有动作命令的时候状态不能发生变化，一般继电器行业按下列条件进行试验：（1）继电器处于非工作状态，无包装；（2）频率范围：10Hz～150Hz；（3）60Hz恒定的振幅：0.075mm；（4）60Hz恒定的加速度：10m/s2(1g)；（5）每一轴向扫频周期数：10。注：10个扫频周期为75min。要求试验后，应无结构松动和机械损伤，继电器的状态不能改变（通过继电器的抖动时间来判断），绝缘电阻应不小于10MΩ，接触压降应不超过规定值的1.5倍。9.冲击试验：与振动试验一样，同样提出冲击试验。继电器行业一般按下列条件进行：（1）继电器处于非工作状态，无包装；（2)半波正弦脉冲；（3）峰值加速度：150m/s2；（4）冲击脉冲周期：11s；（5）在其三个互相垂直的每一个方向上，连续施加三个冲击。试验后，继电器应无结构松动和机械损伤，继电器的状态不能改变，绝缘电阻应不小于10MΩ。接触压降应不超过规定值的1.5倍。10.寿命:继电器不同其他器件，不是通过工作时间长短来衡量寿命，而是一种有动作频率的器件，是通过动作的次数来定义寿命。一般分为电寿命和机械寿命电寿命为10000次（通常要求阻性负载和感性负载条件下各达到5000次），机械寿命则可以达到1╳106次。电表通常根据电寿命对继电器进行判定。实际上继电器是一种小电流控制大电流的开关，除了基本的性能参数外最重要的是继电器的触点参数，如触点的材料，触点承受负载（过流和过压）能力，触电的温升，触点压力，触点引出端的爬电距离和电气间隙等等。（我公司现在单三相继电器爬电距离和电气间隙大约为8mm）11.触点温升：电表正常工作时继电器的动静触点闭合，此时电流会通过触点，由于触点面积小，会产生大量热量，对电表正常运行造成影响，故国网新规定了触点的温升。为了准确测量，规定电表在40℃的特定环境下，通以电表1.2Imax，要求电表表壳任一点温升不超过25K就是继电器触点温升的量。可以通过以下数据看出我司选取的继电器温升均不太大。单相继电器温升序号T（℃）ΔT（K）1#50.810.82#51.311.3三相继电器温升序号ABCT（℃）ΔT（K）T（℃）ΔT（K）T（℃）ΔT（K）1#46.46.447.07.046.56.52#48.88.847.97.946.76.712.电压冲击试验：一般选取4000V，6000V，12000V对继电器进行电压冲击，要求试验期间不应出现破坏性放电（火花、闪络或击穿）。13.电流过负载试验：一般选取1.2IMAX对继电器过负载测试，动作频率为（10±1）次每分，循环次数为100次，要求继电器触点无粘住、焊死现象。14.短时过电流试验：为了避免电表在实际使用过程中，用户使用大功率电器和设备造成的瞬间大电流对电表的影响，以前要求继电器最小应能承受30倍额定电流值的短路电流的作用，作用时间为10ms，动作3次，其间隔至少1min，触点无粘住、焊死现象，也就是继电器行业的UC1要求。国网最新提出继电器要满足UC2标准，即满足2500A（能够正常通断）和4500A（允许粘）短时过电流冲击要求。为了是继电器更好的运用于电子式电能表，避免因磁场误动作和工频磁场引起的空载走字故障，国网又新提出来恒定磁场试验和0.5mT磁场测试，从而使电能表更可靠更节能地工作。除此之外，针对电表继电器的具体使用分为单相继电器和三相继电器。单相继电器一般都附带取样电阻，所以单相继电器又相应的增加了锰铜温升、自热和过载试验等等。14.锰铜温升（过载试验）：单相继电器通常会带有取样电阻，也就要考虑其由于温度变化对电能表精度的影响，即所谓的锰铜温升测试，但是实际上锰铜温升的测试对环境温度和设备较高，所以对电能表测试常等效为过载试验测试，就是由温度变化对电表误差的影响。针对我司以前要求90A250uΩ继电器在100A条件下，测试15min，温升变化量不超过55K。以下是对90A250uΩ继电器做的锰铜温升对比试验，分别在72A和100A条件下进行测试的数据：从表中可以看出：100A测试的值和72A测试的值差别很大，与供应商设计沟通，90A继电器的链接取样电阻的最大载流量是按照电表的1.2Imax（72A）设计的，因为取样电阻材料为锰铜，其阻值随温度的变化不在单调区间，而是呈现一定的离散性，100A时阻值变化造成的误差并不能代表电表实际最大电流的阻值变化引起最大误差，用1.2Imax测试的误差更能反映电表的实际使用情况。',)