环境对继电器的影响及可靠性试验

李娟 宋泽天 蒋飞燕

贵州振华群英电器有限公司 贵州贵阳 550018

继电器用途广泛，对于传统行业的技术改造和新兴行业的发展具有重要意义是涉及国际竞争，综合国力和军事实力的重要战略元件。但由于工作条件具有一定的限制性，导致继电器作业过程中极易产生故障，对电器及设备的正常使用产生严重影响，因此，在设计及选材时必须对继电器作业的环境充分了解并对继电器的使用环境进行优化并做好日常维护保养，降低生产成本，提高企业经济效益。

1 温湿度对继电器的影响

温度对继电器的影响：第一，由于继电器对热源具有较高的敏感度,尤其对固体继电器，将其长时间处于高温状态下会促使继电器内部元件迅速老化、性能减弱、参数准确性降低及氧化问题，因此需保证继电器的运作环境尽量远离热源，同时还要处于一个散热和通风条件良好的环境[1]；第二，继电器运作环境温度过低，极易降低元件的使用性能，以至于继电器表面出现起露现象，促使整体元件表面产生冰膜，造成继电器不能正常工作，导致继电器的可靠性降低。

湿度对继电器的影响：继电器在湿热的环境下，会产生一定的物理和化学性能，对其表面产生一定影响，比如：继电器的金属元件与空气中的水蒸气发生氧化或电蚀反应；继电器表面得到有机涂层或无机涂层化学性质被破坏；空气中大量的水蒸气与外来附着物之间相互作用，对继电器产生腐蚀作用等。相应的，空气中湿度过高，在一定程度上还会影响继电器的使用性能，导致继电器短路、电流流通功能下降、器件表面数据反应模糊、准确性下降等。

2 殊气体对继电器的影响

一般情况下，都会避免将继电器安装在带有腐蚀性或可燃气体的场所，比如：盐雾环境、砂尘环境等，都会对继电器产生不同程度的影响。第一，继电器在正常运作过程中，电力传输产生的摩擦力会与空气中盐分产生化学反应，从而导致对继电器元件产生腐蚀，在此基础上，加速应力也会产生腐蚀现象。除此之外，盐分会在通过水电离之后形成酸、碱溶液，对继电器产生高强度的腐蚀；第二，可能会由于盐分沉积促使继电器遭到破坏，同时还可能形成导电层从而阻碍继电器的正常运作；第三，物理影响指的就是空气中的元素不与继电器发生化学反应，可能在盐雾环境下组件的活动部分产生阻塞或黏连，由于盐分具有一定的导电作用，因此可能由于电解作用，导致继电器外部漆层气泡，影响电力的正常运行。

实际运作过程中，其工作的可靠性对气候应力、外部应力等使用环境的变化具有较强的敏感性，极易由于环境条件的制约对继电器元件的完整性和运行质量、效率产生影响。比如由于环境湿热度较大，促使线圈易受潮；杂质污染产生电腐蚀从而导致继电器的接触不良等。

3 械振动以及冲击对继电器的影响

机械运动继电器在强动力设备周围，在运输途中会遇到一定频率、加速度值的振动，随机振动课代表导弹高推力喷气机和火箭发动机产生的现场振动应力作用。影响表现在：导致活动零件之间的相对运动，产生电气噪声、磨损和其他物理失效；断开触点因振动产生大于标准规定的时间瞬间闭合而产生失效；闭合触点因振动产生大于标准规定的时间瞬间断开而产生失效；振动可致使机械结构松动、疲劳、断裂失效、接触不可靠、微粒和失效元器件的移位导致电气短路，密封性不好；继电器在运输、搬运、使用过程中经常会受到冲击的作用，和振动影响表现基本一致

在进行模拟试验时，试验夹具和试验样品的模态测定是非常重要的，体积较大的接触器在较大的复杂夹具上经常在试验频率范围内出现共振现象，这些共振会在试验样品的特定频率和特定位置上导致过试验或欠试验，当夹具和试验样品耦合共振时，结果可能会是灾难性的。即使是振动台和夹具系统设计的很好，这样的问题在小体积的继电器中也可能会发生，这是因为夹具的最低共振频率很难高于2000Hz。如果避免不了耦合共振现象，应考虑加速度限和力限控制等特殊的振动控制方案。

装备的安装共振频率与试验室中的共振频率不完全一样，其中一个原因是在组装过程中零部件之间的细微变化。连接的紧固程度，部件和组件的细微尺寸差别和类似的差异都会影响各阶振动模态的共振频率和阻尼，另一个原因是装备和安装架之间的动力耦合，当装备在外场使用时设备的安装点有局部柔度，当平台结构振动时这些点就沿六个自由度方向运动。在试验室进行试验时试验样品是固定在大质量的刚性的夹具上的，以便把单个轴向上的振动均匀的传递给每个安装点，在所有情况下安装都会影响装备的振动模态，而且各种情况的影响是不同的，在确定试验条件时应当考虑这些影响，无论是采用测量数据还是采用规定条件来确定试验条件，都应该在窄带谱分量上增加一个允差[2-3]。

4 结语

综上所述，优化继电器运作环境，提高环境的可靠性是现代化电器企业积极发展的必然要求。继电器类型中固体继电器具有故障率小、耐振动，抗冲击，灵敏度高、可靠性强的优点，但电磁继电器属于机械结构环境条件对其影响尤为明显，尤其在振动冲击加速度严酷的环境中，所以在此基础上，试验可靠性设计时也要充分考虑继电器的使用环境及内部元器件对环境的敏感度，确保整体工作环境保持高质量水平，有利于实现企业经济和社会效益的统一。