继电器触点保护及故障处理

常见的直流大的负荷直流电动机，直流离合器和直流电磁阀，这些感性负载开关关闭，数百甚至几千伏的反电动势造成的浪涌会把触点寿命降低甚至彻底损坏。当然如果电流较小，比如在1A附近的时候，反电动势会造成电弧放电，放电会导致金属氧化物污染触点，导致触点失效，接触电阻变大。

继电器始终是会失效的，做保护主要是希望延长继电器的使用时间，因为触点始终会积碳，老化，其表面不如最初那样清洁。在继电器寿命临近后期时，其接触电阻会迅速增大。一般常温常压下，空气中的关键电介质击穿电压为200～300V。因此我们的目标一般是把电压控制在200V或更小的电压以下。

标准二极管能显著地延长回动时间，将常规的二极管与齐纳二极管串联并不会过多地影响回动时间。如果是电感性负载，当触点分开时，较长的回动时间延长电弧产生的时间，并会缩短触点寿命。例如，一个线圈上连接了二极管的继电器需要9.8ms的时间才能释放触点。将齐纳二极管与小信号二极管结合在一起，可将时间缩短到1.9ms。线圈上没连接二极管的继电器的回动时间为1.5ms。感性负载虽然比阻性负载难处理，但是使用好的保护将会使性能变得更好。

继电器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lA时，特别是在中等电流(试验标准为DC 28V，0.1A)、低电平(10～30mV，l0～50μA)或干电路(指继电器触点先闭合,后接通毫伏微安级负载)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。

在实际选用继电器产品时，一定不能错误地以为：继电器的触点开关适用于从零到规定额定值的所有负载，更不能以为通过触点的实际负载比产品标准所规定的额定负载越小越可靠。例如能可靠切换220V，10A负载的触点，并不一定能可靠地切换10mA的实际负载，更不可用它往换接低电平或干电路负载。因此，对中等电流、低电平，干电路负载建议选用接触可靠性优良的金属罩全密封产品。

一般在可靠性设计中，降额设计是进步可靠性最有效的措施，对其它元器件来讲，假如不考虑其它的因素，如本钱、体积等，降额越多，可靠性越高。但是，继电器与其它元器件有不同之处，并不是触点所加的负荷应力越小越可靠，这主要是由触点失效机理决定的。当触点电流使用到100毫安时，触点的电弧作用明显减弱，触点在高温条件下析出的含碳物质不能被电弧烧掉而沉积在触点表面，使触点接触电阻增大，影响接触可靠性。

当触点负荷使用在10毫安以下或50毫伏以下时,接触可靠性明显降低，由于这时电压无法击穿触点表面的膜电阻，将出现低电平失效。尤其在高温条件下，加速了触点的氧化，低电平失效表现得更为严重，所以把10毫安以上，50毫伏以下的负载称为低电平负载。继电器的负荷应力固然不能过小，但是，技术条件给出的负荷应力，是触点的最大额定值，是在任何情况下都不应该超过的参数。这主要是继电器触点在大负荷下工作时所产生的飞弧导致触点被烧熔，在触点表面形成凹凸不平，形成机械咬合而无法分开，触点负荷越大，飞弧越大，触点被烧毁的可能性越大。从以上分析可知，适当的降额还是进步继电器可靠性的有效措施。

触点负荷的正确使用，在一般情况下，负荷应设计在100毫安以上，技术指标给定的额定负荷值的百分之八十以下比较可靠。值得留意的是，继电器触点的额定负荷值是在阻性负载条件下给定的，当使用的负载是感性、容性及灯载时，可产生10倍的浪涌电流，所以假如不是阻性负载，使用时一般应进行换算。