影响高压直流继电器寿命的因素

发布者： 常州阿波罗 / 2021-04-29/ 浏览量：1237

1、磁场吹弧对触头电寿命的影响

电弧，是电压击穿动静触头之间的介质后，形成的电离通道中的一股电流，完全服从电磁作用定律。电弧产生的磁场如图中所示。判断电弧的受力方向，使用左手定则，受力方向如图中F所指。

磁吹，就是利用永磁铁或者电磁铁产生一个磁场，磁场与电弧相互作用的方向是将电路拉向远离动静触头的方向。

随着动触头的快速运动和磁吹作用的施加，电弧被拉长，弧阻迅速增加，使得电弧电流急剧下降，电弧的热效力随之下降。介质电离程度随着温度的下降而下降，电弧通道的导电能力下降。如果在拉弧的同时，在电弧向外移动的过程中，配合其他切割电弧、冷却电弧的手段，则电弧会更快的熄灭。

减少燃弧时间，是对触头的重要保护手段。好的磁吹设计，必然能够延长继电器的寿命。磁吹，已经在空间要求不太敏感的大功率继电器、接触器中广为应用，而在小型继电器中，只是个别产品设计了类似装置。

2、环境气压对触头电寿命的影响

为了缩短燃弧时间，除了使用上述磁吹手段拉弧以外，狭小空间内灭弧常常使用的方法还有，改变触头合分环境，给密封的灭弧室充入电离能高的气体或者将灭弧室抽真空。

3、机械参数对触头电寿命的影响

与触头电寿命相关的结构参数包括：触点面积，分断机构，触头接触压力等。

触点面积，动静触头较大的接触面积，可以给电流提供更大的通路，减少接触电阻，降低温升。当继电器闭合或者分断时，小型燃弧带来的热量，触点越大越容易散发出去，从而降低触点融化的风险。

分断机构，是继电器设计之中的另一个技术要点。机构自身有稳定的动作周期，从出发到终运动到开距大位置需要的时间，直接影响燃弧时间。

动静触头的接触压力，动静触头之间始终存在着接触电阻，接触压力越大，电阻越小。较大的接触压力，能够降低继电器正常工作状态下的电损耗和温升;触头表面比较小的破损或者凸起的毛刺，在较大的压力下，不会产生明显的不良影响，并且在多次合分后，触头之间的冲击力会抹平这些小瑕疵。

4、灭弧室的密封性

真空灭弧室不可能达到的密封，壳体焊缝等都存在着漏气的可能。在其设计指标里已经包含了一个允许的漏气系数，慢性漏气是不可避免的。加之，继电器在电动汽车上使用，随时随地的剧烈震动环境，也严重考验着密封质量。

随着进入密封腔的空气越来越多，以及壳体密封性越来越差，灭弧室内的真空度逐渐降低，灭弧能力也会逐渐变差，这是影响继电器寿命的一个重要因素。

高压直流继电器，原本主要在电力行业以及航空、航天行业应用。近年来电动汽车逐渐兴起，驱动配电系统，成了高压直流继电器一个非常重要的应用场景。高压是相对于24V、48V低压系统而言。低速电动车有些选择60V和72V系统的电源配置，一般高速乘用车电压都在200V以上，大巴更是可以达到600V以上。满足这个电压阶段使用要求的继电器，被称为高压直流继电器。