皮爾茲PILZ繼電器與接觸器：功能與區(qū)別解析

皮爾茲PILZ繼電器與接觸器：功能與區(qū)別解析

皮爾茲PILZ繼電器往往將其與接觸器相提并論，甚至誤以為二者是同一類事物。盡管這兩種電器都屬于電磁式開關(guān)，且工作原理相似，但它們在電氣方面確實存在顯著差異。繼電器主要被用作控制回路中的開關(guān)電器，而接觸器則更多地在主回路中發(fā)揮其作用。接下來，我們將通過幾點簡述來深入剖析這兩者的區(qū)別：

1、皮爾茲PILZ繼電器主要用于接通或斷開功率較大的負載，通常在主電路中發(fā)揮作用。

其主觸頭可能配備連鎖接點，以直觀顯示主觸頭的開閉狀態(tài)。

2、而繼電器則常用于電器控制電路中，其主要功能是放大微型或小型繼電器的觸點容量，從而能夠驅(qū)動更大的負載。

兩者的共同點在于：它們都是通過控制線圈的通電或斷電來驅(qū)動觸頭的開閉，進而實現(xiàn)電路的斷開或接通。這兩類電器都屬于有接點電器，其線圈的控制電路與觸點所在的電氣回路之間存在電氣隔離。

1、皮爾茲PILZ繼電器，作為數(shù)字邏輯器件的一種，如集成芯片，能夠通過外部觸發(fā)條件來執(zhí)行特定的邏輯功能。常見的觸發(fā)器類型包括d觸發(fā)器、t觸發(fā)器、j-k觸發(fā)器和r-s觸發(fā)器等。

2、在觸頭容量方面，繼電器通常不超過5A，特別是小型繼電器，其觸頭容量可能僅為1A或2A。相比之下，接觸器的觸頭容量要大得多，最小的也有9A。

第一個問題：能否使用容量較大的繼電器來控制小功率的電動機，例如0.1kW的電機？

不建議用繼電器替代接觸器。原因如下：

）皮爾茲PILZ繼電器缺乏滅弧功能；

）其觸頭的過載承受能力相對較弱。

此外，電接觸主要分為三類：點接觸、線接觸和面接觸。

點接觸具有最小的接觸面，因此接通電流也相對較小，通常限制在10A以下。線接觸則不同，其動靜觸頭間存在滑動摩擦，這一特性有助于去除觸頭上的氧化層，從而增大觸頭的接通電流能力，范圍通常在十幾安至數(shù)百安之間。通過將多個線接觸觸頭并聯(lián)，其接通能力可進一步提升，甚至達到數(shù)千安。例如，ABB的6300A框架斷路器Emax的主觸頭設(shè)計便是如此。相比之下，面接觸雖然具有最大的接通電流能力，但其表面的污垢卻難以清除。

值得注意的是，繼電器的觸頭采用點接觸設(shè)計，而接觸器的觸頭則傾向于面接觸。因此，從這一角度看，繼電器無法取代接觸器的功能。

第二個問題：小電流接觸器，例如6.3A的接觸器，能否替代中間繼電器？

接觸器的主觸頭通常設(shè)計為三常開或四常開，而輔助觸頭則僅有2對，顯然觸頭數(shù)量較少。相比之下，繼電器的觸頭對數(shù)較多，常見為2對，甚至有3對或4對的設(shè)計。

圖中的繼電器觸頭設(shè)計為兩對，而接觸器的主觸頭則采用面接觸方式。由于接觸壓力較小，自凈能力不足，接觸器通常依賴接觸時的瞬間電弧來清潔觸頭表面。然而，若嘗試用接觸器替代繼電器，可能會面臨問題。在控制回路中，電流較小，導(dǎo)致接觸瞬間難以產(chǎn)生足夠的電弧來清潔觸頭。因此，觸頭表面的膜電阻可能阻礙可靠的導(dǎo)通。接下來，我們將探討計算膜電阻的經(jīng)驗公式。

式中，F(xiàn)代表接觸力，其單位為牛頓；Rj則表示接觸電阻，單位為歐姆；而m則與接觸面的變形情況相關(guān)。對于點接觸，m的取值通常為0.5；若為面接觸，則m=1；至于線接觸，m的取值介于0.5至1之間，大約為0.7。此外，K值與接觸材料的性質(zhì)、表面膜的狀況等因素密切相關(guān)，具體數(shù)據(jù)可參考下表。

式子是工程上常用的經(jīng)驗公式，用于計算接觸電阻，而表中數(shù)據(jù)對應(yīng)的是觸頭表面未被氧化時的K值。然而，在實際應(yīng)用中，觸頭不可避免地會發(fā)生氧化，導(dǎo)致其K值顯著高于表中數(shù)值，使得接觸電阻在較大范圍內(nèi)波動。因此，計算結(jié)果僅能作為估算接觸電阻數(shù)量級的參考，而非精確測量。

為了更準(zhǔn)確地獲取接觸電阻值，實際中常采用測量接觸壓降的方法來進行間接實測。這一方法揭示了小容量接觸器無法替代繼電器的現(xiàn)實。

第三個問題關(guān)注于接觸器的特性及其在短路情況下的表現(xiàn)。

接觸器作為一種被動元件，無法主動分斷短路電流，而只能被動承受其沖擊。因此，它與主動元件，如斷路器或熔斷器，之間需要建立一種短路配合關(guān)系。這種關(guān)系的核心要點是什么？它又是如何確保在斷路器分斷短路電流時，接觸器的觸頭不會發(fā)生粘連的呢？

事實上，接觸器與斷路器（或熔斷器）之間的這種短路配合關(guān)系，在GB14048.4標(biāo)準(zhǔn)中被明確界定為SCPD，即接觸器的一項關(guān)鍵性能指標(biāo)。這一指標(biāo)不僅關(guān)乎接觸器的熱穩(wěn)定性，更體現(xiàn)了其觸頭在過載情況下的應(yīng)對能力。值得注意的是，這些性能指標(biāo)是繼電器所不具備的。

第四個問題探討了接觸器的過載倍數(shù)及其與斷路器的關(guān)系。

如果皮爾茲PILZ繼電器擁有10倍額定電流的過載能力，這一能力與斷路器切斷短路電流的倍率相當(dāng)，那么是否意味著接觸器能夠替代斷路器呢？然而，即使接觸器具備如此強大的過載能力，使其適用于電動機的正反轉(zhuǎn)控制，但其功能仍局限于過載保護，并不具備測量和分斷短路電流的能力。因此，從這一角度看，接觸器并不能替代斷路器的作用。

第五個問題探討了繼電器的滅弧能力。

由于皮爾茲PILZ繼電器的觸頭通常不具備滅弧功能，因此在通斷直流回路時，特別是當(dāng)繼電器用于直流控制回路時，會出現(xiàn)難以熄滅的直流電弧。為了解決這一問題，我們通常采用兩個同類觸頭串聯(lián)的方式，例如常開觸頭或常閉觸頭的串聯(lián)，以拉長電弧并促進其快速降溫和熄滅。這是變電站繼電保護電路中選配繼電器觸頭時的重要原則，因為變電站的控制回路通常采用直流電源供電。