继电器的选型和使用

摘 要：文章介绍飞机继电器的选型和使用。结合继电器的性能指标和环境要求，以及飞机的使用要求，讲述继电器在飞机设计中的应用，探讨飞机系统正确选用继电器的解决途径。

关键词：飞机；继电器；选型；使用

前言

在飞机各系统的设备中，为了获得配电、控制和信号传输的功能，大量使用着各种类型的继电器。

由于继电器的种类繁多，技术性能各异，使用环境条件要求不同，如何恰当的选择和使用继电器，关系到各系统设备的正常工作及系统可靠性。

文章阐述了飞机设计中继电器的选型方法和使用要求，特殊型号选型经总师系统批准后执行。

1 国内继电器生产概况

1.1 继电器主要生产厂家

（1）航空：315厂、345厂；（2）航天：3412厂、165厂；（3）电子：891厂。

1.2 继电器的主要型号和品种

我国继电器航空、航天、机械、电子等行业目前尚无统一的型号命名方法及标准。现将航空、航天系统继电器型号品种介绍如下：

1.2.1 航空系统继电器主要型号品种

（1）JKB、JKC、JKX、JY、JL系列 直流电磁继电器

（2）JSJ、JS、JST系列 延时继电器

（3）JKM系列 开关式密封继电器

（4）JSM系列 三相交流密封继电器

（5）JLM系列 电流密封继电器

（6）JZM系列 震动密封继电器

（7）J系列 平衡力式密封直流电磁继电器

（8）J系列 密封及平衡力式磁保持继电器

1.2.2 航天系统继电器主要型号品种

（1）继电器命名组成：

（2）类型代号如下：

（3）使用环境等级见表1：

（4）安装方式见表2。

（5）失效率见表3。

2 继电器的选型

2.1 性能要求

2.1.1 电源电压

（1）继电器线圈工作电压范围应符合控制线路电压；（2）同一主称不同线圈工作电压的继电器用輸入线圈电压标称值（即规格参数）加以区别。

例 JT1-940微型通用继电器规格参数表（见表4）：

2.1.2 转换触电负载性质

（1）阻性负载：按额定负载100%选型。

（2）直流感性负载：用控制系统中感性负载接通或断开时冲击电流影响，触电安全电流按额定负载25～30%降额选型。

（3）灯负载：灯负载冷态电阻很小，触电接通瞬间的浪涌电流可达稳态电流的10-15倍。触电安全电流按额定负载10～15%选型。

（4）容性负载：由于容性负载在继电器触点闭合时其充电电流在10～20ms内可达稳定电流的10～15倍。触点安全电流按额定负载10～15%降额选型。

2.1.3 转换触电对数

接线路同步控制转换触电对数选型，转换触电允许有不同的额定电流值。

例：2JGM-4A 主触点40A；辅触点1A。

2.1.4 工作环境条件

根据继电器安装位置使用环境条件要求，确定继电器的环境等级，详见表1：继电器使用环境条件与等级参照表。特殊情况要求时，可对同一等级产品的使用要求进行筛选。

2.2 安装要求方式

根据系统及继电器盒的安装要求选择继电器的安装方式。继电器的安装方式分为A、B、C、D、E五个类型，见表2。

2.3 失效率

按使用要求选择失效等级，失效率等级符号及对应值见表3。

2.4 寿命（次）

继电器使用寿命按工作次数计算。计算要素为每次飞行工作次数；每年平均飞行架次；飞机使用年限。

2.5 质量等级

（1）军品：按“企业军标”或“技术条件”生产，标记为J。

（2）“7专”品：按“七专”技术条件生产，标记为G。

3 延时继电器的选型

3.1 延时继电器使用环境等级

3.2 延时继电器类别

延时继电器类别按照总规范分为五类，具体如下：

A类-混合延时继电器；B类-混合延时继电器；C类-混合延时继电器；D类-混合延时继电器；E类-混合延时继电器。

3.3 延时时序分类

3.3.1 动作延时型

原理：当输入工作电压接通时计时开始（延时基准），延时时间到达规定值时，继电气输出接通（动合触点接通，静合触点断开）并抑制保持接通状态，直到输入工作电压去除，继电器恢复到初始状态。

3.3.2 释放延时（控制端和电源端相互独立）

原理：输入工作电压与控制电压相互独立。当输入工作电压处于接通状态，控制端处于初始开断状态时，继电器输出触点处于关断状态；当控制端电压由去激励状态转换为激励状态时，继电器输出转换为接通状态（动合触点接通，静合触点断开）。若控制端电压始终接通，则继电器输出一直保持接通状态。当控制端电压由激励状态转换为去激励状态时，延时计时开始（以控制端信号的下降沿作为计时基准），规定延时时间到时，继电器输出转换为关断状态。

3.3.3 释放延时（真实型释放延时，电源端直接控制，也称断电延时）

原理：释放延时其延时控制是通过内部贮能来实现。输入工作电压由去激励转换为激励状态时，继电器输出由关断转换为接通状态；当输入工作电压由激励状态（根据不同产品有不同的接通状态保持时间要求，也就是说应按技术条件规定才能满足内部贮能要求，一般为1min）转换为去激励状态，规定延时计时开始（延时基准），延时时间到时继电器输出由接通状态转换为关断状态。

3.3.4 间隔定时

原理：当输入工作电压接通时计时开始（以输入工作电压接通为延时基准），继电气输出由关断状态转换到接通状态（从输入工作电压开始接通到继电器触点动作有一个继电器激励转换的过程，这一过程一般保持在20ms以下。），规定延时时间到时，继电气输出恢复到关断状态。

3.3.5 重复循环延时

3.3.6 规定时序

规定时序由用户定义输出状态，按用户输出状态技术要求执行。

3.4 主要技术参数

3.4.1 输入电流——在规定的环境温度下，某一特定输入电压时流入延时继电器输入回路的电流值。

3.4.2 输入电压范围——在规定的环境温度下，能使延时继电器正常工作，输入端允许施加的电压范围，一般有额定电压和允许输入电压波动范围两个参数。

3.4.3 再循环时间

（1）对于动作延时和间隔定时继电器：为保证新的定时循环能在规定的定时容许偏差内重新开始，而必须切除输入端电源的最短时间。换句话说是保证新的定时循环能在规定的定时容许偏差内两次测试之间的必须间隔时间。（2）对于释放延时继电器：为保证定时循环能按规定完成，而必须在输入或控制端施加电源的最短时间。

3.4.4 延时准确度——在规定的工作温度范围内的延时相对误差值。

3.4.5 反极性——延时继电器的输入端所能承受的不会造成永久性损坏的最大反向电压。

3.4.6 额定输出电流——在规定环境温度下，延时继电器能够承受的最大稳态负载电流值。

3.4.7 工作温度——正常工作的环境温度范围。

3.4.8 绝缘电阻——输入端对输出端，所有引出端對外壳（底座）加一定直流电压（如500V，250V）的测试电阻值，为预防电路损伤，测试时应将输入端短接，输出端短接后方进行操作。

3.4.9 介质耐压值——输入端对输出端，所有引出端对外壳（底座）所能承受的最大电压值，为预防电路损伤，测试时应将输入端短接，输出端短接后方行操作。

4 继电器的使用

4.1 装机前检查

继电器装机前必须按其技术条件进行性能检查，检查合格后才能装机使用。检查项目具体如下：（1）电压吸合、释放、保持值测试；（2）线圈电阻测量；（3）绝缘电阻、耐压测试；（4）接触电阻测量；（5）密封性检查。

4.2 安装要求

（1）继电器不得安装在铁磁物质的安装板或者继电器盒上以防继电器漏磁，造成系统电磁干扰。（2）继电器与继电器之间间距不得小于3mm，以防电磁干扰。（3）焊接继电器引出杆连线时，应规定电烙铁瓦数和焊接时间。（4）有极性标识的继电器，线圈正、负极极按极性要求焊接。

4.3 线圈的瞬态抑制

由于电磁继电器的激励线圈为电感元件，当继电器线圈断电时，储存在线圈内的反电势约300～500V，作用到激励电源回路中去。此反电势有可能造成微电子器件损伤和线路电磁干扰。

为此在大功率电磁继电器线圈并联瞬态抑制电路，以消除继电器线圈断电时反电势影响。瞬态抑制电路有以下几种形态供参考（见图1）。

图1 瞬态抑制电路形态

4.4 触点的连接方式及降额使用

（1）触点的并联可提高其接通的可靠度

Rr=1-（1-R）n，其中：Rr-并联的可靠度；R-每个触点的可靠度；n-并联的触点数。

不允许将两个触电并联起来切换一个大于单个触电额定负载（电流）的电路。

（2）触电串联可提高线路断开的可靠性，但不允许将两个触点串联起来去切换高于单个触点额定切换能力（电压）的电路。

（3）触点的降额使用。在阻性负载不变的情况下，继电器在切换低于自身额定负载（电压、电流），可延长其使用寿命。在额定电压下，切换电流与寿命次数之间呈指数关系。

（4）触点的低电平信号。继电器触点控制低电平信号（毫伏级，微安级信号）时，应与制造商协商，以便采用特殊的设计、工艺、试验检测和筛选措施。低电平继电器触点检测电压应小于30mV，电流应小于50μA。

参考文献

[1]GJB 65B-1999.有可靠性指标的电磁继电器总规范[S].

[2]刘铭光.飞机电器[M].中山大学出版社，2008，3.

[3]马述训.飞机设计手册16.电气系统设计[M].航空工业出版社，1999.

作者简介：李蓉，女，工程师，毕业于哈尔滨工程大学自动化专业，研究方向：飞机电气系统设计。