继电器运用在电气工程及其自动化低压电器中的探讨

林长禄 田秋实

摘 要：随着科技的不断进步，电器工程不断地进步和发展，逐渐涉及到社会的各行各业，随着电气工程的不断地发展，继电器作为电气工程的重要组成构建，也被广泛的应用。本文对继电器的在电气化工程及自动化低压配电中的应用进行了探讨。

关键词：继电器；电气化；低压配电

引言

继电器即一种电子控制器件，其拥有的通用性、简单等特点，成为各大领域争相开发使用的一种器件，现今在工业自动化控制及其家电产品等领域都有着广泛的应用。由于其自身具备的使用条件限制，而电子器件有要求要有高度的可靠性，这就使得其在电子器件中的应用较少，但他拥有独立的电气和物理特性，怎样才能发挥其自身的优势，并且能够保证电气设备的可靠性，通过一些专家的研究，发现只要在使用当中采取一些技术控制，即可在电气设备中发挥其重大的作用。继电器作为一个控制元件使用时，由电磁结构、触点系统、传动机构等组成，由于线圈受到电荷的影响磁芯被磁化，最终被吸合，与此同时，传动机构牵引触电结构产生响应，这样就可以控制触电的分离与闭合，而当无电流流过时，在弹簧的作用力下，处于分离状态的触电将转换为闭合状态。其拥有的触电数量较其他元件的多，在控制系统中，用继电器来代替其他接触元件不仅效果好而且经济实惠。

一、繼电器在电气工程中的应用

继电器是电气工程控制技术中最常用的控制电器之一，在电气工程控制电路中发挥了及其关键的作用。其可作为控制电路中控制元件、记忆元件、保护元件和时间元件运用，有着巨大的使用效益。在控制元件中，起决定作用的是电磁结构、触点结构和传动结构，由正反转点动和连续控制电路当中的触点相互串接在线圈的电路中，可以达到电气连锁的效果，电动机连续控制线圈，保证了电动机时刻处于运作状态，实现了电动机连续的自动控制，多路电动机全压起并行运行；在电动机串联的电阻短接，当电动机的制动停止控制时，触点结构中的线圈将停止运作，并且当电动机在串联电阻是反接制动停止运转，常闭接触点则为电动机的制动控制提供电力资源，全面多回路控制；在记忆元件中，电气自动化控制是由大量的顺序控制电路并联连接而成，是实现顺序控制的一种切实可靠的方法。运用在一台三相异步电动机电气控制来说，按下按钮，电动机正常运转，恢复按钮电动机反转，并根据其的记忆功能，在反转后一分钟后能够自动停止，使控制有多面性，这种电路记忆环节的设计，不但发挥了其记忆能力实现顺序控制，又简化了电路线路的设计，达到事半功倍的功效；在保护元件中，由于继电器在固定电压下，铁芯相互吸引，当电压偏离额定电压后，弹簧会由于反作用力下，衔铁背离原状态，继电器的内部设计被打破，使其不能够正常工作。在这个预启动环节将继电器当作一个保护装置不是为一个明智的选择，正是由于继电器的这种效应的产生，保护了继电器，达到了在电动机欠压状态的保护功能。在时间运用元件中，线圈受到电的作用下，在常开触点完全闭合情况下，继电器在这段时间中将保持固定的运作时间。三相绕线式异步电动机起控制电路被广泛运用在实际电气工程中，其使用电动机的转环对电路的串联电阻进行分级控制，保证三相绕线式异步电动机启动时，电阻全部接入控制电路中。在触电器通电后，继电器才获得动力，起动电流在没达到继电器吸合电流值时，电阻短接，两个接触点会同时吸合冲破反作用力，将常闭接触点从电路中切除，这种继电器的应用，在电路设计中起到了时间继电器的效果。

二、继电器在自动化低压配电中的应用

在低压配电系统中保证配电变压器的过流保护是关键。随着国民经济的迅速发展，人们对供电服务质量有了更高的要求，安全可靠的供电变得日益重要。在自动化低压配电实际生活中，采用三相四线制的供电模式，由高压变压器将上千伏的高压转化为可以供设备使用的低压进行输送，由断路器控制三相过流保护，继电器保护为逆时间限制型。从短路电流的整定计算中来看，对配电变压器的保护容量选择要有一定的标准，保证配电的安全性。继电器在自动化低压配电中的这种应用不但起到了保护电路的作用，自身设计的电路占用体积相对还小，起到了经济实惠的作用。在灵敏度的提高上更是功不可没。不光如此，高压侧的过流保护，使用的是三相式的连接方式。零序电流只能在副绕组中流通，使三相的磁通形成一个不对称的结构，这样各相的感应电动势也就形成了一个不对称的电路结构，相电压的点位从中点向上升高，而A相的点位从中点位相下移动。所以为了防止变压器低压缠绕组发生内部故障烧坏变压器缠绕组，发生触电事故，应利用低压侧的备用保护装置，加装零序电流保护，避免触电漏电等意外事故发生。

三、继电器的环境因素考虑

一是温度的影响。温度是导致食物变质的影响因素，在继电器这种电子控制器件上，温度是否也对其有一定的影响。对此，本作者对其进行了温度模拟仿真实验，从软件计算出来的图上很清晰的看到：当温度达到40℃时，继电器的可靠性迅速降低；为了更加深入的研究温度对继电器的影响，我们将其温度控制在0℃以下，并持续观察其可靠性。令人惊奇的是，当温度低于-55℃是，继电器的可靠性下降为0。之后又经过查阅相关文件得知，当继电器的温度达到高温或低温状态时，继电器的内部组成结构会发生本质性的改变。内部相关的材料、参数会被破坏掉，从而使其根本无法启动进行运作，可靠性降低。因此，在使用继电器的时候要考虑好温度对继电器的影响，切实有效地将故障排除在外。

二是机械应力的影响。机械应力就是相关的机械器件在运作过程中产生的震动和冲击力。对于处于控制系统核心的继电器来说，微小的环境变动都会到来负面效果，当机械发生振动时，继电器当中的衔铁结构会失去平衡感，弹簧的震动频率不稳定，有可能引起谐振效果，致使触电处发生断开、闭合的不稳定情况出现，甚至会将继电器内部的结构破坏，大大降低了其可靠性。在电气化工程应用当中应当充分的保证继电器的机械应力，使其能够其在触动点点动控制和制动控制的顺利自动转换，增强继电器的可靠性和安全性。

结语：通过对继电器的特点以及应用进行分析，使其安全性和可靠性得到大幅度的提高，在工业运行与应用方面起到至关重要的作用，这种方式的延续将会为工业创造出更大的经济效益。

参考文献

[1]王德伟.人工物引论[M].哈尔滨：黑龙江人民出版社，2014.

[2]王雅林，董鸿扬.建构生活美[M].南京：东南大学出版社，2015.

[3]张成岗.现代技术问题研究[M].北京：清华大学出版社，2015.

[4]朱映远，倪风雷，史士财.等.空间三指形手爪的研制[J].工程设计学报，2015（2）.

（作者单位：沈阳新松机器人自动化股份有限公司）