新型继电器检测技术研究及应用

董 昊 林 杰 陆俊阳 杨世江

（甘肃电器科学研究院，国家高低压电器质量监督检验中心）

0 引言

通过对继电器整体分析发现，影响其质量最主要部分是轭铁与铁芯部件，二者之间形成间距，会对继电器的吸合可靠性造成直接影响，也是继电器发生故障最常见因素之一。如果采用传统的检测技术，根本无法满足新型继电器器件的检测需求。传统检测技术更多倾向使用接触式测量方式，结合传感器与位移传感器的使用，对轭铁与铁芯存在的落差间距进行检测，但是这种方法检测存在测量精确度较低、测量速度较慢、测量稳定性不足等局限［1］。根据新型继电器对检测技术的需求，目前采用非接触式测量方式解决继电器传统检测存在的问题。

1 新型继电器概述

继电器主要作用于电路的转换、接通、断开，其本身属于具备继电特性的自动或者远动实现控制的一种元件，其主要功能体现在以下几个方面：

（1）可以实现一路输入对多路输出进行控制，以此实现大范围的控制。

（2）借助微小控制量，实现对大功率电路控制，如：中间继电器、灵敏型继电器等。

（3）可将多个控制信号沿着设计好的路线，以固定的方式将信号输入到多绕组继电器当中，将信号综合，进而达到最佳控制效果。

（4）继电器与其他电器相结合，将其安置于自动装置上面，将其整合形成控制电路程序，以此实现电路自动化运行、自动化遥控与监测。

新型继电器的应用，主要是指将先进技术与全新原理结合，融入新型工艺与设计，引进新型材料进行制造，以此生产出全新的继电器［2］。新型继电器具备多项全新使用功能和新的结构与应用优势，因此其用途也较为广泛，可以满足当下国民经济信息化发展趋势，促进社会实现信息化、智能化、自动化发展，为电子信息技术发展给予足够助力，为新一代继电器更新换代奠定基础。

2 新型继电器检测发展现状

新型继电器不只是应用在电子产品当中，在其他行业也得到广泛使用。将其实际应用优势进行综合分析，其具备使用方式快捷、深度较高、转换电路速度较快、使用成本较低等优点。相对比传统继电器而言，新型继电器机械触点的负载能力更强，因此该元件得到诸多行业的青睐。将新型继电器应用电力行业当中，对电气设施设备而言具有重要的意义与作用。随着科学技术快速发展、半导体工艺技术的不断成熟，并结合新能源材料的广泛使用，可促进新型继电器的性能进一步得到提升。继电器在原有的基础上，将电力控制元件进行进一步技术优化，从而提升整体性能，可将其广泛应用于智能生产行业、新能源汽车、大型电力系统等多种精密性较高的制造行业当中［3］。借助新型继电器使用优点，可保障电路运行安全性与稳定性，以此推动我国经济发展与建设有序进行。由于新型继电器的应用范围较广，且起到主要作用，如果在其使用期限出现故障，便会对整个系统造成严重影响。因此，要想排除新型继电器应用过程中出现各种故障问题，要对其本身应用性能进行严格检测，并在此基础上对继电器进行改善。由此可见，提高新型继电器检测效率，对检测技术进行优化和提升，是当下保障新型继电器正常运行的关键举措。

在以往对继电器进行检测期间，大多是对继电器性能、负载情况、整体功能、开关特性等方面进行检测，随着新型继电器性能的提升，对其检测范围也要不断扩展。根据 《继电器检验要求》的实际要求，不仅要求对继电器外观与电性能方面进行检测，更要注重电性能指标中的接触电阻检测，这也是新型继电器重要的检测参考，在进行检测期间，难度较大、精确要求较高，这便给检测技术应用带来了挑战。

3 继电器检测存在问题分析

继电器检测受到与其连接适配器问题影响，会导致检测到的接触电阻数据不精确。我国相关检测中心或者元件生产厂家，最常使用弹簧片或者插孔的插拔连接方式，但是针对这两种连接方式进行分析发现，如果应用于精确度检测较高的元件当中，会存在以下几个问题：

（1）将继电器元件与插孔或者是弹簧片进行连接后，两者之间连接的松紧问题会对检测最终结果造成影响［4］。插拔力较大时，检测期间操作不当会导致继电器管脚绝缘子出现破损，或者直接导致管脚结构变形；插拔力较小时，会导致继电器管脚与插孔处接触不实，进而影响检测结果出现误差，产生不实的检测数据。

（2）将继电器利用弹簧片或者插孔方式进行检测时，在经过多次的插拔之后，会导致弹簧片或者插孔处出现磨损情况，也会影响继电器管脚的整体性，在后续接触进行检测时，会因为接触不良影响最终检测结果。

（3）对继电器进行检测期间，使用测试仪器与检测适配器不适配，在转接设计方面不科学，或者是设计过程中引线过长等多种原因都会影响检测系统在接触到电阻指标时出现误差，最终影响检测的精准度。

（4）对新型继电器管脚材质进行分析发现，最常见的是使用4J29铁镍钴合金和镀锡基合金；对插孔材质进行分析，常使用铍青铜，由此进行综合计算，将新型继电器管脚插入弹簧片或者插孔当中时，所产生的插拔力为8～33N，受到插拔力影响，导致检测效率较低。

4 新型继电器检测技术研究

4.1 检测触点电阻

新型继电器触点电阻的检测，主要是借助万用表的电阻档对继电器中触点与动点电阻数值进行测量，其阻值要控制在零范围；常开触点与动点的阻值会增加到无限大，由此可以将常闭触点进行有效区别，也可以对常开触点进行明确［5］。使用万用表进行测量期间，可以将其设计R×1Ω档测量，对常闭触点的电阻值进行检测，在正常情况下，数值为零；如果检测期间将衔铁按下后，这时常闭触点会发生变化，阻值会呈现无限大；如果进行检测期间，没有按下衔铁情况下，对常闭触点进行检测会发现，只有某一组的触点呈现一定数值阻值或无限大情况，由此可以说明这组继电器触点已经出现氧化或者是烧坏情况。

4.2 检测线圈电阻

对继电器线圈电阻进行检测期间，正常情况下线圈的阻值为25Ω～2kΩ。要根据继电器的实际额定电压进行区分，如果额定电压较低，相对应继电器线圈的阻值也较低；如果额定电压较高，相应继电器线圈的阻值也会较高。利用万用表对线圈进行检测时，将档测量设置为R×10Ω的阻值，以此为依据对线圈是否存在开路情况进行判断。根据万用表的检测结果，如果检测出其阻值为无穷大，说明线圈已经出现电路断裂或者损坏情况；如果检测阻值比正常数值相对较低，说明线圈内部有明显的短路故障［6］。需要格外注意的是，如果线圈内部只是局部出现短路情况，利用这种方式检测很可能无法准确检测出问题所在，建议经过多次检测来判断。

4.3 检测吸合电压和吸合电流

对继电器吸合电压和吸合电流进行检测，首先要准备好需要检测的继电器、连接好稳压电源、选择合适的电流表和电压表，将电流表与稳压电源合理调整，对继电器设计检测电压数值，可将电压表的量程选择在30V档，再将电流表量程控制在100mA范围之内，与继电器的线圈进行连接，将电压表连接在线圈引脚部位，通过供电回路对电压进行检测，但是连接期间，应格外注意电压表的正、负极，接错会影响最终检测结果。在连接好所有检测设备后，不断将电源电压数值增高，在听到继发器发出“咔”的吸合声时，这时电压表与电流表所呈现数值，便是检测所得吸合电流与吸合电压的数值，及时将当前的数值进行记录。为了保险起见，建议多次使用该方法进行检测，并将所得数值进行计算与整合，进而求出最终平均值。另外，对继电器存在的释放电压与释放电流进行检测时，也可以使用这种方式，像上文描述一样，将所有检测设备与待检测继电器进行有效连接，当发出相应吸合声后，慢慢将电源电压降低，当再次听到继电器发出声音时，便可以快速将电压与电流的检测数值进行记录。也建议反复进行检测，并将所得数值进行整合，再计算出平均值，以此做为最终的检测结果。

4.4 检测触点抖动

对继电器触点抖动进行检测，必须要对整个系统进行合理设计与规划，设计好输入电脑模块，并将外围电路部分以及脉冲检测模块进行计算［7］。在模块输入期间，便可以将继电器机械抖动信号转入，将其直接转化为脉冲电信号，将信号进行整合后输入到电路当中；脉冲检测模块主要对脉宽鉴别电路进行合理设计，也可对幅值鉴别电路进行设计；检测技术核心是鉴别电路的设计，将软件与硬件有效融合，将抖动脉冲检测到相关触点抖动数值进行综合性分析，进而才能有效判别出幅值以及脉宽的数值，并将最终数值上传至相关软件当中。

输入电路在设计期间，主要作用是将时钟信号的整形电路进行合理设计，完善信号输入电路。在时钟信号的整形电路设计过程中，要格外注意多种外界影响因素的干扰。只有将时钟信号整形电路进行合理设计，才能对所产生噪声干扰进行合理控制，有效防止信号传递过程中出现误差，导致最终检测结果不真实。最常见的是使用变压器耦合方法对时钟信号电路进行整形与改善，可有效起到抗干扰作用，将外界所接收到时钟信号通过芯片传输到端口期间，直接利用微型变压器将传递信号进行处理，将传输端口直接转化为差分信号，不仅可以实现变压器联合使用的效果，更能促进芯片将信号直接通过端口连接到内部电路当中，进而保障了时钟信号的稳定性与真实性［8］。这种方式能避免在转换芯片期间，与其他引脚出现连接，使时钟信号的传递出现误差，更能提高检测期间对外界各项因素的抗干扰能力。另外，可以合理将射频变器整合使用，有效对外部所接受信号波形进行整形，并在系统中将信号重新锁定，加快变压器耦合差分时，快速对存在干扰信号完成整形，直接提高检测效率。

脉冲检测模块的设计，是整个检测过程中最为关键的核心技术，是实现继电器抖动检测的核心模块。在这个模块当中，可以实现对产生的振动脉冲信号进行实时检测，根据相关检测数据，做出最后的警示信号输出，进而提升检测技术的整体效果。对脉冲检测模块分析，可将其分为以下几个类型：

（1）抗干扰滤波模块：该模块的设计主要是对时间进行精准选择，对触发信号的开关重点关注。该模块设计期间，要格外考虑到继电器与其相关的机械动作设计，对按键开关完成实际实验过程。

（2）脉冲检测判断模块：该模块的设计主要考虑到对编写模块量实现程序熟悉，更要针对模拟量以及数字量的具体数值进行综合计算，将存在误差的数字量进行更改，以保障最终所检测出模拟电压值的准确性。

（3）数据缓存模块：该模块主要是根据脉冲检测模块所接收到的相关数据信号，将相关数据进行传递与存储，合理控制发送数据速度，避免速度过快导致信息传递出现丢失或者遗漏。利用数据缓存模块的主要功能，所有数据都可及时上传到相应软件当中，结合设计好的逻辑计算缓存器，将数据在指定位置或者渠道进行存放，并快速完成数据的读取与计算。对所读取相关数据进行分类与存储，如果与写入数据速率出现不一致情况，利用逻辑设计数据缴存器将其进行合理控制，逐渐形成最终数据缓存模式。

（4）串口通信模块：该模块也称为检测系统中的串行接口，主要是将系统的通讯结构进行完善与建立，通过多渠道、多层次建立多条通讯线路，进而提高传输数据速度。

5 结束语

综上所述，新型继电器在使用过程中，应用优势较大，适用范围较广，因其方便快捷，转换电路效率较高，受到多种行业的广泛应用。但是在实际使用期间，出现故障频率较高，为了解决当前的问题，必须要重视其检测技术。加强检测设备的引入，提高检测技术应用，确保检测数据的准确性、完整性、实时性，进而才能将故障有效排除，为促进新型继电器发展提供助力。